基于电动汽车充电自动投退控制的系统调频服务实现方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统及其自动化技术领域，提出了基于电动汽车充电自动投退控制的系统调频服务实现方法。包括以下主要步骤：（１）根据系统调频要求，设定充电站中所有充电车全部投入及退出充电状态时对应的频率定值；（２）自动登记和实时采集每个充电车位的充电信息及母线频率；（３）当母线频率急剧下降时，控制全站充电车同时全部退出充电状态；（４）计算每个车的投退优先系数，通过将充电车分组并计算每组的投退动作频率，实现线性化的充电站功率－频率调节特性；（５）根据母线频率的实测值自动执行充电投退控制。有益效果是不需要充电站之间的信息通信，就能简单、可靠地实现负荷随系统频率偏差的自动线性变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统及其自动化
，更准确地说本专利技术涉及基于电动汽车 充电自动投退控制的系统调频服务实现方法。
技术介绍
电力系统的调频问题实质上是正常运行时有功功率的平衡问题。由于电力系统负 荷的有功分量是不断变化的，要保持系统的频率为额定值，就必须时刻保持整个系统有功 功率的平衡，这是电力系统运行工作的必不可少的任务。在正常运行时，频率对额定值的偏 差一般不超过士 0. 2Hz。目前，国内外普遍的做法是时刻控制发电出力，跟踪负荷变化。除了在负荷高峰时 发电容量不足的情况，一般不直接控制负荷。随着越来越多的可再生能源发电接入电网，一方面，其间歇性、随机性、变化快的 特点要求用作调峰的常规电源容量也越来越多大，以提供应对可再生能源发电出力变化的 调频服务，另一方面多数可再生能源发电难以具备调频能力，导致系统的整体调频性能降 低。全部依赖常规电源来调频，不但技术经济上不合理，而且遇到风电(或太阳能发电)大 发期、冬季供暖期、水电枯水期在时间上高度重合时，会导致可再生能源发电消纳困难的情 况。如果平时能够像调度发电出力一样地调度负荷，跟踪发电出力的变化，就可以使 得负荷像发电机一样起到为系统提供调频服务的作用，从而提高电网接纳可再生能源的能 力。对这类负荷的要求是具有足够快的响应速度，受控时基本上不会引起用电客户的注意。电动汽车充电的需求就是在一定的时间内从电网中吸取一定量的电能，汽车接入 电网的时间一般是其电池实际需要充电的时间的2-3倍，这个时间差可以被充分利用，即 通过实现对电动汽车充电的精细化控制，在满足顾客充电需求的前提下，为电网提供基于 需求响应的调频服务。其优点是，既具有储能系统响应快的特点，又不会像储能系统那样会 引起调节过程中额外的能量损失。在国外，需求调度是目前智能电网研究内容的重要内容之一，利用电动汽车充电 实现需求调度，提供调频服务，也已在可行性论证过程中。
技术实现思路
本专利提供了一种基于就地量测的电动汽车充电自动投退控制的系统调频服务 实现方法，其目的在于利用对充电站中电动汽车充电的自动投退控制，实现充电站负荷随 系统频率偏差的自动线性变化，从而通过自动实现需求调度，为系统提供调频服务。为了实现上述目的，本专利技术提供了 一种基于就地量测的电动汽车充电自动投退控 制的系统调频服务实现方法的实施步骤1)根据系统调频要求，设定充电站中所有充电车全部投入充电状态时对应的频率 定值fmax，全部退出充电状态时对应的频率定值fmin ；32)自动登记充电站中每个充电车位上充电车的电池额定容量、充电车位负荷等级 &、充电车位当前电价Fi,其中i为充电车编号；3)实时采集充电站交流母线频率f、每个车的充电功率Pi,计算每个车充电程度 Ci、全站充电功率Ps、母线频率变化率df/dt ；4)当df/dt < 0且I df/dt I彡DFset时，同时控制全站充电车全部退出充电状态， 其中DFset为事先人工整定值；5)计算频率测量精度意义下的投退功率最小级差Pminj。，其中PminJe = P Σ facc/ (fmax-fffli )，face为频率测量精度绝对值；6)根据每个车的充电功率Pi排序，得到充电站中单个充电车最大充电功率Pma矹， 取Pmi‘和两者的最大值作为当前投退功率级差值Pr ；7)按公式(1)计算每个车的投退优先系数Ki ；Ki = CiFiAii(I)J=N8)按&值由小到大的顺序和最小化的原则对充电站中所有充电车分组，使得各组的充电功率值P」均衡地分布在Py附近，其中N为充电车组数量，j为组号；再按公式(2)计算第j组的投退动作频率fj ；k=j-\ /_9] fr_fJf--f^Vyh (2)9)根据母线频率f的实测值自动执行充电投退控制，即当f < fj且df/dt < 0的 持续时间大于一个事先设定值时，自动将第j组充电车退出充电状态；而当f ^ fj且df/dt > 0的持续时间大于一个事先设定值时，自动将第j组充电车投入充电状态，直至频率恢复 至最初所有充电车全部处于充电状态时对应的频率定值fmax，转步骤2)。有益效果本专利提供了一种基于就地量测的电动汽车充电自动投退控制的系统调频服务 实现方法，其优点是不需要充电站之间的信息通信，就能简单、可靠地实现负荷随系统频率 偏差的自动线性变化，在满足顾客充电需求的前提下，通过为系统提供调频服务，提高电网 对可再生能源的接纳能力，并有利于促进电动汽车的推广应用。附图说明图1是本专利技术方法的流程图。图2是充电负荷功频特性曲线图。具体实施例方式下面结合附图1，举例对本专利技术方法进行详细描述。假设某充电站有6辆车在充电，其实际参数如表1所示。表1充电车实际参数权利要求，其特征在于，包括以下步骤1)根据系统调频要求，设定充电站中所有充电车全部投入充电状态时对应的频率定值fmax，全部退出充电状态时对应的频率定值fmin；2)自动登记充电站中每个充电车位上充电车的电池额定容量、充电车位负荷等级Gi、充电车位当前电价Fi，其中i为充电车编号；3)实时采集充电站交流母线频率f、每个车的充电功率Pi，计算每个车充电程度Ci、全站充电功率P∑、母线频率变化率df/dt；4)当df/dt＜0且|df/dt|≥DFset时，同时控制全站充电车全部退出充电状态，其中DFset为事先人工整定值；5)计算频率测量精度意义下的投退功率最小级差PminJC，其中PminJC＝P∑facc/(fmax fmin)，facc为频率测量精度绝对值；6)根据每个车的充电功率Pi排序，得到充电站中单个充电车最大充电功率PmaxJC，取PminJC和PmaxJC两者的最大值作为当前投退功率级差值PJC；7)按公式(1)计算每个车的投退优先系数Ki；Ki＝CiFi/Gi(1)8)按Ki值由小到大的顺序和最小化的原则对充电站中所有充电车分组，使得各组的充电功率值Pj均衡地分布在PJC附近，其中N为充电车组数量，j为组号；再按公式(2)计算第j组的投退动作频率fj； <mrow><msub> <mi>f</mi> <mi>j</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>f</mi> <mi>max</mi></msub><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>f</mi><mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>f</mi><mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><munderover> <mi>&本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电动汽车充电自动投退控制的系统调频服务实现方法，其特征在于，包括以下步骤：１）根据系统调频要求，设定充电站中所有充电车全部投入充电状态时对应的频率定值ｆ↓［ｍａｘ］，全部退出充电状态时对应的频率定值ｆ↓［ｍｉｎ］；２）自动登记充电站中每个充电车位上充电车的电池额定容量、充电车位负荷等级Ｇ↓［ｉ］、充电车位当前电价Ｆ↓［ｉ］，其中ｉ为充电车编号；３）实时采集充电站交流母线频率ｆ、每个车的充电功率Ｐ↓［ｉ］，计算每个车充电程度Ｃ↓［ｉ］、全站充电功率Ｐ↓［∑］、母线频率变化率ｄｆ／ｄｔ；４）当ｄｆ／ｄｔ＜０且｜ｄｆ／ｄｔ｜≥ＤＦｓｅｔ时，同时控制全站充电车全部退出充电状态，其中ＤＦｓｅｔ为事先人工整定值；５）计算频率测量精度意义下的投退功率最小级差Ｐ↓［ｍｉｎＪＣ］，其中Ｐ↓［ｍｉｎＪＣ］＝Ｐ↓［∑］ｆ↓［ａｃｃ］／（ｆ↓［ｍａｘ］－ｆ↓［ｍｉｎ］），ｆ↓［ａｃｃ］为频率测量精度绝对值；６）根据每个车的充电功率Ｐ↓［ｉ］排序，得到充电站中单个充电车最大充电功率Ｐ↓［ｍａｘＪＣ］，取Ｐ↓［ｍｉｎＪＣ］和Ｐ↓［ｍａｘＪＣ］两者的最大值作为当前投退功率级差值Ｐ↓［ＪＣ］；７）按公式（１）计算每个车的投退优先系数Ｋ↓［ｉ］；Ｋ↓［ｉ］＝Ｃ↓［ｉ］Ｆ↓［ｉ］／Ｇ↓［ｉ］（１）８）按Ｋ↓［ｉ］值由小到大的顺序和＊（Ｐ↓［ｊ］－Ｐ↓［ＪＣ］）↑［２］最小化的原则对充电站中所有充电车分组，使得各组的充电功率值Ｐ↓［ｊ］均衡地分布在Ｐ↓［ＪＣ］附近，其中Ｎ为充电车组数量，ｊ为组号；再按公式（２）计算第ｊ组的投退动作频率ｆ↓［ｊ］；ｆ↓［ｊ］＝ｆ↓［ｍａｘ］－（ｆ↓［ｍａｘ］－ｆ↓［ｍｉｎ］）＊Ｐ↓［ｋ］／Ｐ↓［Σ］（２）９）根据母线频率ｆ的实测值自动执行充电投退控制，即当ｆ＜ｆ↓［ｊ］且ｄｆ／ｄｔ＜０的持续时间大于一个事先设定值时，自动将第ｊ组充电车退出充电状态；而当ｆ≥ｆ↓［ｊ］且ｄｆ／ｄｔ＞０的持续时间大于一个事先设定值时，自动将第ｊ组充电车投入充电状态，直至频率恢复至最初所有充电车全部处于充电状态时对应的频率定值ｆ↓［ｍａｘ］，转步骤２）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇杰，陈汹，罗剑波，孙玉军，任建锋，袁康，徐军，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]