【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动汽车辅助调频研究领域，具体来说，涉及一种计及用户需求的电动汽车调频方法及系统。
技术介绍
1、电动汽车(electric vehicle)作为低碳、环保的出行工具，其逐步替代燃料汽车已成为时代发展的必然趋势。同时若能利用电动汽车可控性，控制其闲置或反向放电参与系统调频，将为系统频率提供支撑，并降低调频成本。然而引导充电站(charging station)内电动汽车参与调频，需基于用户需求对cs内各电动汽车调频能力进行合理评估，并以此设计电动汽车集群响应调频模型来充分利用其调频能力、协调用户充电需求和调频任务。
2、引导电动汽车参与调频时协调用户充电需求和调频任务的核心在于基于用户需求合理量化cs内各电动汽车调频能力，并提出电动汽车功率响应模型。对此，本专利技术提出一种计及用户需求的电动汽车调频功率响应模型。该模型根据用户充电需求和电动汽车入站时荷电状态提出了调频参与度因子的计算方法，其量化了cs内电动汽车调频能力，进而评估cs内电动汽车集群调频功率边界。另外基于调频参与度因子对cs内电动汽车集群进行分类，以此设计电动汽车调频功率响应模型来协调用户充电需求和调频任务。
技术实现思路
1、为合理利用cs内电动汽车集群调频能力，本专利技术提出一种计及用户需求的电动汽车调频方法及系统。首先基于用户充电需求，提出反映电动汽车调频能力的调频参与度因子计算方法；其次，基于调频参与度因子提出电动汽车集群分类方法，进一步，提出cs调频功率可控边界评估方法及功率响应模型
2、为达到上述目的，本专利技术方法的技术方案为：
3、一种计及用户需求的电动汽车调频方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：基于用户需求计算反映电动汽车调频能力的调频参与度因子；
5、步骤s2：基于调频参与度因子将电动汽车进行集群分类，并对cs调频功率可控边界进行评估；
6、步骤s3：基于调频参与度因子和电动汽车集群分类构建功率响应模型，将cs所需提供的调频功率进行分段，并分别计算各集群分类切换不同状态时的调频功率；
7、步骤s4：基于步骤s3中计算的调频功率对电动汽车进行调频。
8、进一步地，所述步骤s1中调频参与度因子包括上调频参与度因子和下调频参与度因子
9、
10、
11、其中，socj,t为电动汽车当前时刻荷电状态；socj,in为电动汽车入站时荷电状态；socj,exp为用户预期荷电状态；socj,min和socj,max分别为荷电状态下限值和上限值；δj,t为时间裕度因子。
12、进一步地，所述时间裕度因子δj,t为电动汽车充电至socj,exp的充电时间宽裕程度，为空余时间tj,l-tnow-tj,require占tj,l-tnow比例，：
13、
14、
15、其中，tj,l为预期充电结束时刻，tnow为当前时间，其与tj,l的差值为剩余入网时间；tj,require为充电至socj,exp所需时间，cj为电动汽车电池容量；pj,c和pj,dis分别为电动汽车的充电功率和放电功率，前者为正值，后者为负值。
16、进一步地，所述步骤s2中集群分类包括v1、v2、v3和v4四类，
17、v1:且
18、v2:且
19、v3:且
20、v4:且
21、zj,t＝1、zj,t＝0和zj,t＝-1分别代表充电、闲置和放电状态。v1由于用户充电需求只能保持充电状态，不能参与调频；v2和v3能提供上调频功率和下调频功率，但v2由于不能小于荷电状态最小值socj,min不能反向放电参与上调频；v4由于电池容量限制不能充电，其只能提供上调频功率。
22、进一步地，设定cs内v1、v2、v3和v4数量分别为n1、n2、n3和n4，
23、
24、
25、式中，为cs上调频功率边界，其为v2切换闲置、v3和v4切换反向放电提供的调频功率之和；为cs下调频功率边界，其为v2和v3切换充电状态提供的调频功率之和。
26、进一步地，所述步骤s3中将cs所需提供的调频功率进行分段，具体包括：
27、
28、
29、
30、
31、式中，p△f，-1为v2切换为zj,t＝1时提供的下调频功率；p△f，1为zj,t＝1的v3切换为zj,t＝0时提供的上调频功率；p△f，2为zj,t＝1的v2和v3切换为zj,t＝0时提供的上调频功率；p△f，3为zj,t＝1的v2和v3切换为zj,t＝0、v4切换为zj,t＝-1时提供的上调频功率，zj,t＝1、zj,t＝0和zj,t＝-1分别代表充电、闲置和放电状态。
32、进一步地，所述步骤s4中对电动汽车进行调频的方式如下：
33、当p△f处于不同区间时，p△f在cs内电动汽车集群间的分配方式：①处于(-∞,]时，全部v2和v3切换为zj,t＝1；②处于(p△f,-1]时，全部v2切换为zj,t＝1，大的v3优先切换为zj,t＝1；③处于(p△f,-1,0)时，δj,t大的v2优先切换为zj,t＝1；④为0时，频率偏差较小，为避免cs内电动汽车集群频繁充放电，其不参与调频；⑤处于(0,p△f,1)时，大的v3优先切换为zj,t＝0；⑥处于[p△f,1,p△f,2)时，v3切换为zj,t＝0，δj,t大的v2优先切换为zj,t＝0；⑦处于[p△f,2,p△f,3)时，v2和v3切换为zj,t＝0，δj,t大的v4优先切换为zj,t＝-1；⑧处于[p△f,3,∞)时，v4切换为zj,t＝-1，大的v3优先切换为zj,t＝-1，v2和其余v3切换为zj,t＝0；⑨处于时,v3和v4切换为zj,t＝-1，v2切换为zj,t＝0。
34、本专利技术还提供一种计及用户需求的电动汽车调频系统，包括：
35、模块一：其用于基于用户需求计算反映电动汽车调频能力的调频参与度因子；
36、模块二：其用于基于调频参与度因子将电动汽车进行集群分类，并对cs调频功率可控边界进行评估；
37、模块三：其用于基于调频参与度因子和电动汽车集群分类构建功率响应模型，将cs所需提供的调频功率进行分段，并分别计算各集群分类切换不同状态时的调频功率；
38、模块四：其用于基于模块三中计算的调频功率对电动汽车进行调频，
39、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
40、本专利技术所提出的方法在充分考虑用户充电需求的前提下，基于调频参与度因子对cs调频能力进行合理评估，并在尽量避免反向放电的原则下将调频功率在各类别电动汽车集群间进行协调分配。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤S1中调频参与度因子包括上调频参与度因子和下调频参与度因子
3.根据权利要求2所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述时间裕度因子δj,t为电动汽车充电至SOCj,exp的充电时间宽裕程度，为空余时间tj,l-tnow-tj,require占tj,l-tnow比例：
4.根据权利要求1所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤S2中集群分类包括V1、V2、V3和V4四类，
5.根据权利要求4所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，设定CS内V1、V2、V3和V4数量分别为N1、N2、N3和N4，
6.根据权利要求5所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤S3中将CS所需提供的调频功率进行分段，具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤S4中对
8.根据权利要求1所述的一种计及用户需求的电动汽车调频系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤s1中调频参与度因子包括上调频参与度因子和下调频参与度因子
3.根据权利要求2所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述时间裕度因子δj,t为电动汽车充电至socj,exp的充电时间宽裕程度，为空余时间tj,l-tnow-tj,require占tj,l-tnow比例：
4.根据权利要求1所述的一种计及用户需求的电动汽车调频方法，其特征在于，所述步骤s2中集...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋敏，丁乐言，钱斌，宋海龙，柯松，张帆，高宜帆，施兴烨，唐建林，杨琳，杨军，林法富，黄敏清，林晓明，陈敏，吴叶辉，梁浩麟，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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