一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法技术

本发明专利技术提供一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，包括S1)、采集区域负荷数据和个体电动汽车充电数据；S2)、建立电动汽车充放电调控潜力评估模型；S3)、建立基于电动汽车参与的配电网调控模型；S4)、根据实际数据获取调控方案。本发明专利技术提出了电动汽车充放电调控潜力评估模型，在此基础上以电网日负荷波动最小化为目标，考虑网

【技术实现步骤摘要】
一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法


[0001]本专利技术涉及电力系统经济调度的
，尤其是一种基于V2G技术的 电动汽车配电网调控方法。

技术介绍

[0002]伴随着环境污染和能源短缺形势的日益严峻，不依赖化石能源的电动汽车 开始受到社会的广泛关注。电动汽车具有能效高、噪音低和零尾气排放等特点， 较传统的燃油汽车对环境更加友好，大规模应用电动汽车能够有效缓解能源短 缺、环境污染等危机并有助于低碳经济目标的实现。
[0003]电动汽车目前可以分为公交车、出租车和私家车三大类。电动公交车和电 动私家车自身的电池容量难以满足一天运营的需要，因此需要通过更换电池或 快速充电的方式补充电能。私家车主要用于车主上下班出行，其充电地点大都 固定于单位停车场或者小区车库，由于其日行驶里程较少，因此大都采用慢速 充电的方式。电动汽车规模化应用会在一天中特定时段形成巨大充电负荷，对 电网造成冲击，影响电网安全性。三类电动汽车的充电时间由各自的出行习惯 决定，有很强的规律性，这意味着可以通过一定的方式对电动汽车的充电过程 进行有序控制，降低充电负荷，提高电网的可靠性和安全性。
[0004]V2G技术是电动汽车
的最新技术，其核心是利用电动汽车的蓄电 池能够充电放电的特点，将大量电动汽车视作一个分布式储能系统并对其进行 管理，实现在电网负荷高峰期放电、低谷期充电，从而降低峰谷差率，实现电 网安全性和经济性的提升。此外，大量蓄电池也能够作为可再生能源的缓冲， 实现对光伏等间歇式能源的消纳。
[0005]但是，现有技术相关的研究模型对于各方参与主体的利益分析和考虑还不 够充分，尤其是对于用户、聚合商的效益分析较为片面。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于V2G技术的电动汽车配电网调 控方法。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，包 括以下步骤：
[0008]S1)、采集区域负荷数据和个体电动汽车充电数据；
[0009]S2)、建立电动汽车充放电调控潜力评估模型；
[0010]S3)、建立基于电动汽车参与的配电网调控模型；
[0011]S4)、根据实际数据获取调控方案。
[0012]作为优选的，步骤S1)中，所述的电动汽车充电数据包括SOC状态、出行 需求、充电功率。
[0013]作为优选的，步骤S2)中，所述的电动汽车充放电调控潜力评估模型的建 立包括约束条件的建立，具体步骤：
[0014]S201)、电池安全约束
[0015]t时段新增的
△
SOC
t
要确保充放电后的SOC
t
始终在电池的安全约束范围内， 即：
[0016][0017]其中，SOC0表示电动汽车的初始SOC值，SOC
l
、SOC
h
、
△
SOC
i
分别表示电 动汽车电池状态上限、下限和第i个时段的电量差；
[0018]当电动汽车在t时刻之前的各时段一直以约束内的最大功率充电，且 SOC
t
＝SOC
l
，此时电动汽车的
△
SOC
t
最小，此时，电动汽车的放电容量最大：
[0019][0020]式中，表示在第一个约束条件下，t时段SOC的最小增量；
△
SOC
max,i
表示i时段最大SOC增量；
[0021]当电动汽车在t时刻之前的各时段一直以约束内的最大功率放电，且 SOC
t
＝SOC
h
，此时电动汽车的
△
SOC
t
最大，此时，电动汽车的充电容量最大：
[0022][0023]式中，表示在第一个约束条件下，t时段SOC的最大增量；
△
SOC
min,i
表示i时段最小SOC增量；
[0024]S202)、出行需求约束，用户结束充电后，电动汽车电池电量至少应能支撑 用户一天的行程，即：
[0025][0026]式中，t
l
为电动汽车结束调控的时段；则第二个约束条件下t时段最小SOC 增量可以用下式计算得到：
[0027][0028]式中，L
d
、L
r
、分别表示用户的日行驶里程、电动汽车的续航里程、 第二个约束条件下时段t最小SOC增量；P
N
、C
b
、t
r
分别表示电动汽车充电桩 的额定充电功率、表示充电桩在t时刻的充放电功率、电动汽车结束调控的时段；
[0029]若t时段之后的时段持续充电能够满足用户的出行需求，则t时段用户电池 电量可以放到最小值；若t时段之后的时段持续充电不能满足用户的出行需求， 则t时段用户电池增量需要考虑出行需求的限制；
[0030]S203)、充放电功率约束，除了电池和需求约束，电动汽车的充放电过程还 受充电桩的功率限制，即不能超过额定限值：
[0031][0032][0033]其中，分别表示电动汽车在第三个约束条件下，t时段 SOC增量的最小、最大值；
[0034]S204)、综合考虑上述三个约束条件，电动汽车SOC增量的上下限计算公 式如下：
[0035][0036][0037]电动汽车t时刻对应的充放电可调潜力为：
[0038][
△
SOC
min,t
C
b
,
△
SOC
max,t
C
b
]。
[0039]作为优选的，步骤S3)中，所述的基于电动汽车参与的配电网调控模型建 立为：以平抑电网负荷波动为目标，以各电动汽车电池容量、充放电功率、充 放电时间及电动汽车出站时电量、聚合商净利润、电动汽车用户净充电成本为 约束，以
△
t为单位响应调度的时长，将各电动汽车在停驶状态下各时刻的充放 电功率作为优化控制变量，建立电动汽车V2G模式下的充放电调度模型如下：
[0040]S301)、目标函数为电网日负荷波动最小化：
[0041][0042]式中，F1为电网日负荷波动均方根，N为电动汽车的数量；T为充放电负 荷测量的时刻数量；P(t)为系统在第t个时刻的常规负荷；P
EV,i
(t)为第i辆电动汽 车第t个时刻的充放电功率：
[0043]当P
EV,i
(t)>0时，表示电动汽车正在进行充电；
[0044]当P
EV,i
(t)<0时，表示电动汽车正在放电；
[0045]当P
EV,i
(t)＝0时，表示车网间无功率流动；
[0046]P
ave
为计及充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、采集区域负荷数据和个体电动汽车充电数据；S2)、建立电动汽车充放电调控潜力评估模型，包括3个约束条件：电池安全约束、出行需求约束、充放电功率约束；通过综合考虑上述三个约束条件，电动汽车SOC增量的上下限计算公式如下：计算公式如下：电动汽车t时刻对应的充放电可调潜力为：[
△
SOC
min,t
C
b
,
△
SOC
max,t
C
b
]；式中，表示在第一个约束条件下，t时段SOC的最小增量；表示在第二个约束条件下，t时段SOC的最小增量；表示在第三个约束条件下，t时段SOC的最小增量；
△
SOC
max,t
表示t时段最大SOC增量；
△
SOC
min,t
表示t时段最小SOC增量；C
b
表示电动汽车电池容量；S3)、建立基于电动汽车参与的配电网调控模型，以平抑电网负荷波动为目标，以各电动汽车电池容量、充放电功率、充放电时间及电动汽车出站时电量、聚合商净利润、电动汽车用户净充电成本为约束，以
△
t为单位响应调度的时长，将各电动汽车在停驶状态下各时刻的充放电功率作为优化控制变量，建立电动汽车V2G模式下的充放电调度模型如下：S301)、目标函数为电网日负荷波动最小化：式中，F1为电网日负荷波动均方根，N为电动汽车的数量；T为充放电负荷测量的时刻数量；P(t)为系统在第t个时刻的常规负荷；P
EV,i
(t)为第i辆电动汽车第t个时刻的充放电功率：当P
EV,i
(t)>0时，表示电动汽车正在进行充电；当P
EV,i
(t)<0时，表示电动汽车正在放电；当P
EV,i
(t)＝0时，表示车网间无功率流动；P
ave
为计及充放电功率的电网日平均负荷，可由下式求得：S302)、多个约束条件的建立，所述的约束条件包括：
①
荷电状态约束；
②
充放电功率约束及调控潜力约束；
③
车主充电需求约束；
④
聚合商收益约束；S4)、根据实际数据获取调控方案，在满足约束条件前提下获取每一个时段的充电功率调控值，并按照该调控值实际调控充电桩的充放电状态和功率值，以此达到最优调控的目的。2.根据权利要求1所述的一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，其特征在于：步骤S1)中，所述的电动汽车充电数据包括SOC状态、出行需求、充电功率。3.根据权利要求1所述的一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，其特征在于：所述的电池安全约束为：t时段新增的
△
SOC
t
要确保充放电后的SOC
t
始终在电池的安全约束范围内，即：其中，SOC0表示电动汽车的初始SOC值，SOC
l
、SOC
h
、
△
SOC
i
分别表示电动汽车电池状态上限、下限和第i个时段的电量差；当电动汽车在t时刻之前的各时段一直以约束内的最大功率充电，且SOC
t
＝SOC
l
，此时电动汽车的
△
SOC
t
最小，此时，电动汽车的放电容量最大：式中，表示在第一个约束条件下，t时段SOC的最小增量；
△
SOC
max,i
表示i时段最大SOC增量；当电动汽车在t时刻之前的各时段一直以约束内的最大功率放电，且SOC
t
＝SOC
h
，此时电动汽车的
△
SOC
t
最大，此时，电动汽车的充电容量最大：式中，表示在第一个约束条件下，t时段SOC的最大增量；
△
SOC
min,i
表示i时段最小SOC增量。4.根据权利要求3所述的一种基于V2G技术的电动汽车配电网调控方法，其特征在于：所述的出行需求约束为：用户结束充电后，电动汽车电池电量至少应能支撑用户一天的行程，即：式中，t
l
为电动汽车结束调控的时段；则第二个约束条件下t时段最小SOC增量可以用下式计算得到：
式中，L
d
、L
r
、分别表示用户的日行驶里程、电动汽车的续航里程、第二个约束条件下时段t最小SOC增量；P
N
、C
b
、t
r
分别表示电动汽车充电桩的额定充电功率、表示充电桩在t时刻的充放电功率、电动汽车结束调控的时段；若t时段之后的时段持续充电能够满足用户的出行需求，则t时段用户电池电量可以放到最小值；若t时段之后的时段持续充电不...

【专利技术属性】
技术研发人员：关健峰，郭国伟，陈健卯，雷子超，关勇波，陆志欣，卢志健，杨新森，谷文升，李杏绮，洪锐媛，周健龙，庞明龙，刘乃桓，谭俊智，
申请(专利权)人：广东威泰电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：