适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法，通过依据最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算，依次计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线、集合充电负荷指导曲线和每辆电动汽车各自的充电或放电功率，并按该最终确定的充放电功率控制充放电机对电动汽车进行充电或放电，实现有序充放电控制。本发明专利技术的控制方法依赖计算简单的优化模型，计算效率高，对控制中心硬件环境要求低，有效节约计算资源，并且，能够实现充电成本最小化、改善电网系统的负荷峰谷差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于大规模电动 汽车有序充放电控制方法领域。
技术介绍
电动汽车由于其节能、减排、高效的优势日益突出，得到了世界各国政府的关注和 大力支持。随着电动汽车的大规模接入电网，研究表明，其无序充电将给电网的安全可靠运 行带来威胁。为此，我国已有城市，如深圳等地，已设计专门针对电动汽车充放电的分时电 价机制以引导电动汽车参与削峰填谷。另一方面，电动汽车充电服务商或电动汽车用户通 过参与有序充电可以最大限度地降低其运营成本或充电成本。特别是电动汽车的动力电池 还具备放电能力，合理协调的电动汽车的充放电过程，有助于进一步减小系统电力负荷峰 谷差，提高电网运行的安全性和经济性。根据我国目前电动汽车充电设施规划，安装电动汽 车充放电机的停车场、电动汽车专用充电站以及在城市中心道路旁安装的充放电机将成为 电动汽车补充电能的重要场所。这类充电场所的充放电功率可通过有线或无线通信的方式 由控制中心远程控制，以实现大规模电动汽车的有序充放电控制。有序充电控制中心接收 来自电网发送的充电负荷裕度及分时电价信息，并接受来自用户在充放电机上提交的充电 需求信息和电动汽车电池信息，智能决策电动汽车的有序充放电过程，在满足客户充电需 求约束下，实现系统充电成本最小化等目标。 现有的大规模电动汽车有序充放电控制方法一般只考虑了电动汽车充电，并没有 考虑电动汽车的放电能力，因此未能最大限度利用电动汽车的分布式储能特性，实现充电 成本最小化，改善系统负荷峰谷差的目的。本专利技术则基于电动汽车的集合充放电需求边界 曲线提出了一种不依赖于求解复杂数学优化问题的大规模电动汽车有序充放电控制方法。 就调研目前国内已安装的电动汽车充电设施及其监控系统情况来看，并没有大规模电动汽 车有序充放电控制方法的运用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控 制方法，能够最大限度利用电动汽车的分布式储能特性，实现充电成本最小化，达到改善 系统负荷峰谷差的目的。 解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下： -种，其特征在于：所述的控制方 法是基于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的 充放电机实施的，所述主控机加载有有序充放电策略计算模块，以下简称策略计算模块，所 述充放电机加载有充放电桩客户端程序，以下简称为客户端，具体包括以下步骤： 步骤（1):初始化 步骤（1-1):主控机的策略计算模块初始化： a)所述策略计算模块预置以下参数：有序充放电控制中心管辖范围内的充放电 机数量N、每台充放电机i的最大充电功率if和最大放电功率if，其中，i = 1，2,3，-·，Ν， 表不所述充放电机的编号； b)所述策略计算模块输入当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息，其中，当日 充电负荷裕度信息M(t)和当日放电负荷裕度信息m(t)，分别表示在第t个时间段电网允许 所述有序充放电控制中心用来进行电动汽车充电和放电的最大负荷功率，单位均为kW，当 日电价信息包括：充电单位成本c(t)，表示在第t个时间段内的充电单价，单位为元/kWh， t = 1，2, 3，…，96,每一个时间段的长度均为15min，并且定义每一个时间段的起始时刻为 控制时间点； 步骤（1-2):充放电机的客户端信息初始化： 充放电机i的客户端输入用户充电需求信息，包括：充放电机i所接电动汽车的预 期停靠时间τ i、离开时期望的最低电池充电水平TOCf、最高允许电池充电水平ΛΥΧ ; 和最低允许电池充电水平以及充放电机i所接电动汽车的电池容量&和电池当前 充电水平Λ?Γ,Λ 步骤（2):在新的电动汽车接入充放电机i时，所述充放电机i的客户端按步骤 (1-2)进行信息初始化，以更新所述用户充电需求信息，并将该更新的用户充电需求信息发 送给所述主控机的策略计算模块； 所述主控机的策略计算模块接收到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电 机客户端发送的客户需求信息，并且在任意一台或以上充放电机客户端发送的用户充电 需求信息发生变化的情况下，或者，在当前时间到达控制时间点的情况下，所述策略计算模 块依据最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算，即依次执行步骤（3)至步 骤（5); 步骤（3):所述主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入所述控制中心管辖范 围内充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线， 步骤（3-1):根据当前时间τ(ι与所述所有充放电机所接电动汽车各自的预期停 靠时间h，确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余的停靠时间段数.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法，其特征在于：所述的控制方法是基于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的充放电机实施的，所述主控机加载有有序充放电策略计算模块，以下简称策略计算模块，所述充放电机加载有充放电桩客户端程序，以下简称为客户端，具体包括以下步骤：步骤(1)：初始化步骤(1‑1)：主控机的策略计算模块初始化：a)所述策略计算模块预置以下参数：有序充放电控制中心管辖范围内的充放电机数量N、每台充放电机i的最大充电功率和最大放电功率其中，i＝1，2，3，…，N，表示所述充放电机的编号；b)所述策略计算模块输入当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息，其中，当日充电负荷裕度信息M(t)和当日放电负荷裕度信息m(t)，分别表示在第t个时间段电网允许所述有序充放电控制中心用来进行电动汽车充电和放电的最大负荷功率，单位均为kW，当日电价信息包括：充电单位成本c(t)，表示在第t个时间段内的充电单价，单位为元/kWh，t＝1，2，3，…，96，每一个时间段的长度均为15min，并且定义每一个时间段的起始时刻为控制时间点；步骤(1‑2)：充放电机的客户端信息初始化：充放电机i的客户端输入用户充电需求信息，包括：充放电机i所接电动汽车的预期停靠时间τi、离开时期望的最低电池充电水平最高允许电池充电水平和最低允许电池充电水平以及充放电机i所接电动汽车的电池容量Bi和电池当前充电水平步骤(2)：在新的电动汽车接入充放电机i时，所述充放电机i的客户端按步骤(1‑2)进行信息初始化，以更新所述用户充电需求信息，并将该更新的用户充电需求信息发送给所述主控机的策略计算模块；所述主控机的策略计算模块接收到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电机客户端发送的客户需求信息，并且在任意一台或以上充放电机客户端发送的用户充电需求信息发生变化的情况下，或者，在当前时间到达控制时间点的情况下，所述策略计算模块依据最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算，即依次执行步骤(3)至步骤(5)；步骤(3)：所述主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线，步骤(3‑1)：根据当前时间τ0与所述所有充放电机所接电动汽车各自的预期停靠时间τi，确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余的停靠时间段数和从当前时刻起的所有电动汽车剩余的停靠时间段数的最大值Jmax＝max(Ji)，从而得到充电协调控制的时间段数J＝min(Jmax，96)，设定计算有序充放电策略的时间长度最长为一天，表示小于x的最大整数；步骤(3‑2)：按照如下公式计算接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段的累计充电电量上界，定义为该电动汽车从当前时刻起第k个时间段的累计充电电量的上界，则：eimax(0)=0]]>eimax(k)=min(eimax(k-1)+PicΔt,(SOCimax-SOCiA)Bi),k=1,2,...,J]]>其中：Δt是一个控制时间段的时间长度，取15min；按照如下公式计算接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段的累计充电电量下界，定义为该电动汽车从现在时刻算起第k个时间段的累计充电电量的下界，从当前时刻起到未来的J个时间段，在每个时间段引入放电阶段辅助变量和充电阶段辅助变量则：e^i(0)=0,e~i(k)=(SOCiD-SOCiA)Bi,k=Ji,Ji+1,...,J]]>e^i(k)=max(e^i(k-1)-PidΔt,(SOCimin-SOCiA)Bi),k=1,2,...,Ji]]>e^i(k)=e^i(Ji),k=Ji+1,...,J]]>e~i(k-1)=max(e~i(k)-PicΔt,(SOCimin-SOCiA)Bi),k=1,2,...,Ji]]>eimin(k)=max(e^i(k),e~i(k)),k=1,2,...,J]]>其中：Δt是一个控制时间段的时间长度，取15min；步骤(3‑3)：按照如下述公式计算站内接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段的充电功率上下界，定义和分别为该电动汽车从当前时刻起第k个时间段的充电功率下界和上界，则：pimin(k)=-Pid,k=1,2,...,Ji]]>pimax(k)=Pic,k=1,2,...,Ji]]>pimax(k)=pimin(k)=0,k=Ji+1,...,J]]>步骤(3‑4)：按照如下公式计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线，包括集合累积充电电量上下界和集合充电功率上下界，分别用Emax(k)、Emin(k)、Pmax(k)、Pmin(k)表示，Emax(k)=Σi=1Neimax(k),k=1,2,.....

【技术特征摘要】
1. 一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法，其特征在于：所述的控制方法 是基于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的充 放电机实施的，所述主控机加载有有序充放电策略计算模块，以下简称策略计算模块，所述 充放电机加载有充放电桩客户端程序，以下简称为客户端，具体包括以下步骤： 步骤（1):初始化 步骤（1-1):主控机的策略计算模块初始化： a) 所述策略计算模块预置以下参数：有序充放电控制中心管辖范围内的充放电机数 量N、每台充放电机i的最大充电功率和最大放电功率if，其中，i= 1，2,3，-·，Ν，表示 所述充放电机的编号； b) 所述策略计算模块输入当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息，其中，当日充电 负荷裕度信息M(t)和当日放电负荷裕度信息m(t)，分别表示在第t个时间段电网允许所述 有序充放电控制中心用来进行电动汽车充电和放电的最大负荷功率，单位均为kW，当日电 价信息包括：充电单位成本c(t)，表示在第t个时间段内的充电单价，单位为元/kWh,t= 1，2, 3，…，96,每一个时间段的长度均为15min，并且定义每一个时间段的起始时刻为控制 时间点； 步骤（1-2):充放电机的客户端信息初始化： 充放电机i的客户端输入用户充电需求信息，包括：充放电机i所接电动汽车的预期停 靠时间τi、离开时期望的最低电池充电水平Λ?Γ/3、最高允许电池充电水平^0(?胃和最低 允许电池充电水平以及充放电机i所接电动汽车的电池容量Bi和电池当前充电水 平W/ ; 步骤（2):在新的电动汽车接入充放电机i时，所述充放电机i的客户端按步骤（1-2) 进行信息初始化，以更新所述用户充电需求信息，并将该更新的用户充电需求信息发送给 所述主控机的策略计算模块； 所述主控机的策略计算模块接收到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电机客 户端发送的客户需求信息，并且在任意一台或以上充放电机客户端发送的用户充电需求信 息发生变化的情况下，或者，在当前时间到达控制时间点的情况下，所述策略计算模块依据 最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算，即依次执行步骤（3)至步骤（5); 步骤（3):所述主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入所述控制中心管辖范围内 充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线， 步骤（3-1):根据当前时间τC1与所述所有充放电机所接电动汽车各自的预期停靠时 间Ti，确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余的停靠时间段数和从当前时刻起 的所有电动汽车剩余的停靠时间段数的最大值Jmax =max(Ji)，从而得到充电协调控制的时 间段数J=min(Jmax，96)，设定计算有序充放电策略的时间长度最长为一天，l_x」表示小于X 的最大整数； 步骤（3-2):按照如下公式计算接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段的累计 充电电量上界，定义<Χ(/)为该电动汽车从当前时刻起第k个时间段的累计充电电量的上 界，则： Cmax(O) = O Cf(k) =min(cf，x (/t -1) + /ΓΔ/,(ΛΧ7!,Χ-SOC：)B)ji =1,2,...,./ 其中：△t是一个控制时间段的时间长度，取15min; 按照如下公式计算接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段的累计充电电量下 界，定义为该电动汽车从现在时刻算起第k个时间段的累计充电电量的下界，从当 前时刻起到未来的J个时间段，在每个时间段引入放电阶段辅助变量AU)和充电阶段辅助 变量(A),则：其中：△t是一个控制时间段的时间长度，取15min; 步骤（3-3):按照如下述公式计算站内接入充放电机i的电动汽车在未来J个时间段 的充电功率上下界，定义和Amax 分别为该电动汽车从当前时刻起第k个时间段 的充电功率下界和上界，则：步骤（3-4):按照如下公式计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽 车的集合充放电需求边界曲线，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：付聪，杨汾艳，张永旺，赵伟，罗敏，徐智威，胡泽春，张洪财，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44