控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统及方法，系统结构包括：充电运营管理系统，频率测量终端和分布式充电桩；控制策略包括：低频切负荷控制，负荷恢复控制。本发明专利技术其能够利用大量安装的分布式电动二轮车、三轮车和四轮车充电桩，通过控制充电桩充电，实现改变电网负荷，调节电网频率的目的。可以减少频率波动时对普通用户的供电中断，增加电动车充电的服务能力。

【技术实现步骤摘要】
控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统及方法
本专利技术涉及电网频率控制
，尤其涉及一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统及方法。
技术介绍
频率控制是电力系统调控的重要内容。维持频率稳定是保障电力系统安全稳定运行，提高电能质量的重要目标。电力系统频率调节需要通过调节系统有功对频率进行调整。现有的调节方法包括调节发电机出力、低频减负荷、高频切机。随着电动车产业的发展，电动车充电负荷在配电网中的渗透率逐渐提高。现在城市中安装有大量的分布式电动二轮车、三轮车和四轮车充电桩。电动车充电控制响应速度快，对停电中断不敏感，其具有响应频率变化进行负荷控制的优势。但单个充电桩功率低，为每个充电桩配置频率测量装置不具有技术经济性，且当频率变化时大量电动汽车同时动作缺乏协同性，可能对系统正常运行造成不良影响。尚未有一种合理的方法通过调节电动车充电进行频率控制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供了一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统及方法。该系统及方法利用大量安装的分布式电动二轮车、三轮车和四轮车充电桩，通过控制充电桩充电，实现调节电网负荷、调节电网频率的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统，包括：充电运营管理系统：接收频率测量终端的频率测量信息，接收分布式充电桩上传的监控信息，向分布式充电桩下发控制信息；频率测量终端：用于测量系统频率信息；向充电运营管理系统上传频率测量信息；分布式充电桩：为电动车提供充电服务，向充电运营管理系统上传监控信息，接收充电运营管理系统下发的控制信息。所述监控信息包括充电桩的充电状态、充电功率、是否响应停止充电信号信息。所述充电运营管理系统与频率测量终端通过有线通信，所述充电运营管理系统与分布式充电桩通过无线通信。所述系统频率信息包括实时频率大小和频率变化率。一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节系统的方法，包括以下步骤：(1)充电运营管理系统通过接收分布式充电桩上传的监控信息得到可调节的充电桩数量；(2)充电运营管理系统通过接收频率测量终端上传的频率测量信息实时计算系统频率信息；(3)判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；如果是，则充电运营管理系统通过接收频率测量终端上传的频率测量信息实时计算系统频率信息；否则，结束本次电网频率调节；(4)经步骤(3)的实时计算系统频率信息后，判断系统频率ft是否高于恢复频率frec；如果是，则按轮次恢复因低频减载切除的充电桩，进入步骤(5)；否则，判断系统频率是否低于结束频率fend，进入步骤(7)；(5)按轮次恢复因低频减载切除的充电桩后，判断因低频减载切除的充电桩是否全部恢复供电；(6)如果因低频减载切除的充电桩是否全部恢复供电，则电网频率调节结束；否则，返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；(7)系统频率ft如果低于结束频率fend，根据频率测量值和频率变化率计算需要切除的充电桩数量；否则，返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；(8)得到需要切除的充电桩数量后，根据计算得到的切除功率信息向充电设备下发减负荷指令，然后返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta。所述步骤(2)中，系统频率ft取各测量终端频率测量值的平均值：其中，ft为系统频率测量值，N为频率测量终端数量，fi为频率测量终端i的频率测量值。所述步骤(4)中，充电运营管理系统按轮次对因低频切负荷停止的充电桩进行恢复的方法为：每轮次投入负荷大小按照系统原有充电状态的充电桩数量Ntol进行计算：Nhf＝γNtol，pre；其中，Nhf为恢复充电桩数量，γ为整定系数，Ntol，pre为原有充电状态的充电桩数量。所述步骤(4)中，充电运营管理系统根据充电桩负荷恢复优先级选择所要恢复的充电桩，充电运营管理系统对所要恢复的充电桩下发恢复充电指令。所述步骤(7)中，充电运营管理系统根据频率测量值和频率变化率计算需要切除的充电桩数量的具体方法为：其中，Nshed为系统切充电桩数量，α，β为整定系数，ft为系统频率测量值，dft/dt为系统频率变化率测量值，fN为频率额定值，Ntol为系统处于充电状态的充电桩数量。系统频率变化率测量值取各测量终端频率变化率测量值的平均值：其中，dft/dt为系统频率变化率测量值，N为频率测量终端数量，dfi/dt为频率测量终端i的频率变化率测量值。所述步骤(7)中，计算需要切除的充电桩数量的方法为：充电运营管理系统根据充电桩负荷切除优先级选择所要切除的充电桩；充电运营管理系统对所要切除的充电桩下发切除充电指令。本专利技术的有益效果：本专利技术能够利用大量安装的分布式电动二轮车、三轮车和四轮车充电桩，通过控制充电桩充电，实现调节电网负荷，调节电网频率的目的。通过低频切负荷控制和负荷恢复控制策略减少了频率波动时对普通用户的供电中断，提高了供电可靠性。增加了电动车充电的服务能力，能为电动车充电带来额外收益。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为本专利技术的信息传递示意图。图3为本专利技术的频率设置及动作区设置示意图。图4为本专利技术的系统运行原理图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示，控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统结构包括：充电运营管理系统，频率测量终端，分布式充电桩。充电运营管理系统为系统控制中心。所述充电运营管理系统功能包括：接收频率测量终端的频率测量信息，接收分布式充电桩上传的监控信息，向分布式充电桩下发控制信息。频率测量终端为系统的频率测量装置，频率测量终端功能为向充电运营管理系统上传频率测量信息。频率测量信息包括实时频率大小f和频率变化率df/dt。分布式充电桩为电动车提供充电服务的充电设施。分布式充电桩功能包括：向充电运营管理系统上传监控信息，接收充电运营管理系统下发的控制信息，管理其本身的充电设备。所述监控信息包括充电桩的充电状态、充电功率、是否响应停止充电信号信息。充电运营管理系统与频率测量终端通过有线通信。充电运营管理系统与分布式充电桩通过无线通信。本专利技术具体控制策略为：控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的方法控制策略包括低频切负荷控制和负荷恢复控制。系统频率测量值ft取各测量终端频率测量值的平均值：式中，ft为系统频率测量值，N为频率测量终端数量，fi为频率测量终端i的频率测量值。系统频率变化率取各测量终端频率变化率测量值的平均值：式中，dft/dt为系统频率变化率测量值，N为频率测量终端数量，dfi/dt为频率测量终端i的频率变化率测量值。低频切负荷控制在系统频率测量值ft低于启动频率fsta时启动。所述低频切负荷控制为充电运营管理系统通过频率测量终端的频率测量信息实时计算所切充电桩数量。系统切充电桩数量为：式中，Nshed为系统切充电桩数量，α，β为整定系数，ft为系统频率测量值值，dft/dt为系统频率变化率测量值，fN为频率额定值，Ntol为系统处于充电状态的充电桩数量。系统切负荷动作时间间隔为Δt1。充电运营管理系统根据实时计算的切充电桩数量Nshed切除充电状态的充电桩。当频率恢复至结束频率fend时，停止切负荷动作。负荷恢复控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统，其特征是，包括：充电运营管理系统：接收频率测量终端的频率测量信息，接收分布式充电桩上传的监控信息，向分布式充电桩下发控制信息；频率测量终端：用于测量系统频率信息；向充电运营管理系统上传频率测量信息；分布式充电桩：为电动车提供充电服务，向充电运营管理系统上传监控信息，接收充电运营管理系统下发的控制信息。

【技术特征摘要】
1.一种控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统的方法，其特征是，所述的控制分布式电动车充电桩进行电网频率调节的系统包括：充电运营管理系统、频率测量终端及分布式充电桩；所述的方法包括以下步骤：(1)充电运营管理系统通过接收分布式充电桩上传的监控信息得到可调节的充电桩数量；(2)充电运营管理系统通过接收频率测量终端上传的频率测量信息实时计算系统频率信息；(3)判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；如果是，则充电运营管理系统通过接收频率测量终端上传的频率测量信息实时计算系统频率信息；否则，结束本次电网频率调节；(4)经步骤(3)的实时计算系统频率信息后，判断系统频率ft是否高于恢复频率frec；如果是，则按轮次恢复因低频减载切除的充电桩，进入步骤(5)；否则，判断系统频率是否低于结束频率fend，进入步骤(7)；(5)按轮次恢复因低频减载切除的充电桩后，判断因低频减载切除的充电桩是否全部恢复供电；(6)如果因低频减载切除的充电桩是否全部恢复供电，则电网频率调节结束；否则，返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；(7)系统频率ft如果低于结束频率fend，根据频率测量值和频率变化率计算需要切除的充电桩数量；否则，返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；(8)得到需要切除的充电桩数量后，根据计算得到的切除功率信息向充电设备下发减负荷指令，然后返回步骤(3)重新判断系统频率ft是否低于启动频率fsta；所述步骤(7)中，充电运营管理系统根据频率测量值和频率变化率计算需要切除的充电桩数量的具体方法为...

【专利技术属性】
技术研发人员：于大洋，陈泓名，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37