一种广泛分布式电动汽车控制方法技术

一种广泛分布式电动汽车控制方法，包括应用层中集成车载智能EV矩阵控制系统的广泛分布式的电动汽车集群；业务层中若干区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统，与其对应进行通信及协调控制的配电自动化子站，对二者进行管理与控制的配电自动化主站；平台层中的配电调度自动化系统、输电调度自动化系统。系统具有分布式计算特性，支持即插即用、开放互联、自由对等，电动汽车集群内任意一点与其他一点或多点正常情况下能够直接发起或响应充放电需求而不需要供电侧的干预和介入；当系统内应用层的需求发生极端情况，区域内所有的应用层需求互相之间不能满足时，区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统介入进行协调与分配，进一步地，可以向更高的配电自动化主站、配电调度自动化系统、输电调度自动化系统申请协调、控制与调度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种广泛分布式电动汽车控制方法，属于智能控制技术在电力系统中的应用，尤其适用于广泛分布式电动汽车在智能电网中的接入、控制和利用领域。
技术介绍
在燃料价格持续波动性攀升、化石能源逐步枯竭、全球气候变暖愈演愈烈的背景下，电动汽车以电代油，作为解决交通、能源和环境问题的重要手段，在国际上逐步受到重视，当前已在北美、欧洲、日本等区域或国家形成规模市场。大量电动汽车投入运营，将对电力系统产生很大影响。电动汽车充放电机产生的谐波将恶化局部电网的电能质量；同时，电动汽车充放电在时间和空间上具有一定的随机性和间歇性：在非低谷用电期的充电行为将拉高负荷峰值，当现有配电网线路容量裕度较小时会使系统过载；同样，对电动汽车放电不加控制也很难使其起到削峰的作用。因此，建立一个电动汽车充放电控制策略，从整体上协调区域内电动汽车的充放电，能够在很大程度上消除电动汽车充放电随机性对电网造成的不利影响，对于提高电动汽车规模化应用后电网的安全性具有重大的现实意义。当前对电动汽车充放电的控制主要是沿用传统的发电系统调度方式，即由输电系统调度中心统一控制所有电动汽车充放电行为的集中控制模式，但考虑到未来电动汽车数量可能非常庞大，集中控制模式可能导致在相应的最优化问题求解时速度非常慢；此外，不同地区在负荷特性、配电线路容量裕度以及电动汽车用户数量上存在很大差异，集中控制模式主要考虑系统总体功率平衡和稳定运行，很难兼顾每个地区的不同特点。针对集中控制模式的不足，新近提出一种分层分区控制的方法，该方法基于多代理技术，并结合电动汽车控制的特点，将电动汽车控制结构分解为输电系统调度和配电系统调度以及区域内直接控制三个层级。输电系统调度可用传统电力系统调度方法求解；配电调度中心根据接收到的调度命令，结合下级各区域的电动汽车数量、参与V2G( vehicle-to-grid)比例、配电网线路容量合理分配各区域调度任务。对于每一个区域都设有电动汽车控制中心负责协调和控制本区域内电动汽车的充放电行为。但是上述方式中，都有不足之处：即二者都不能提前获取电动汽车的需求信息，所有的调度、分配、控制都是基于电动汽车发生需求后，或者使用特定的数学方法预测或者预估电动汽车的需求；电动汽车的信息流动方向为单工模式，即从单个电动汽车节点到供电侧再到调度侧，然后从调度侧到供电侧再到单个电动汽车节点，各节点之间，以及各节点到供电侧，互相之间的需求信息都是互相隔离和封闭的。本专利技术针对当前电动汽车控制策略的不足，提出了一种新的规模化电动汽车控制方法，尤其是广泛分布式、非集中充电站的电动汽车集群的控制方式。针对在家庭、充电桩或其他车库进行常规充放电的电动汽车，充分考虑了电动汽车充放电地点的分散性；该策略基于能源互联网的即插即用、开放互联、自由对等、用户需求为驱动的基本特性，通过便捷可靠的无线通信方式，构建符合电动汽车使用特性的数据模型、与其对应的通信和控制模式以及各级控制系统，各节点基于双向和多向信息进行智能化决策，不但能够获取供电侧的相应信息，更能获取其他节点的状态，解决了传统控制方式只能被动获取电动汽车节点信息或者通过数学手段预测节点信息的被动信息获取方式，变电动汽车控制方式被动为主动，同时实现用户之间直接进行需求交换，用户体验和用户需求透明化和扁平化；区域控制中心充当保护、监督和调配的角色，在正常情况下仅是确保安全运行的监督，极端情况下才介入进行管理和控制，以及申请上级系统的协调、支持与调配。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种广泛分布式电动汽车控制方法，适用于非集中式充电站的广泛分布式电动汽车接入电网，及随之产生的充放电需求管理，能够使电动汽车实现即插即用、开放互联、自由平等的特性，同时实现用户之间直接进行需求交换，用户需求的透明化、信息传递的扁平化以及系统控制与响应的分布化。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：包括应用层中集成车载智能EV矩阵控制系统(2)的广泛分布式的电动汽车(1)集群；业务层中若干区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)，与其对应进行通信及协调控制的配电自动化子站(5)，对二者进行管理与控制的配电自动化主站(7)；平台层中的配电调度自动化系统(8)、输电调度自动化系统(9)。位于应用层的广泛分布式电动汽车（1）集群，其车载智能EV矩阵控制系统（2），实现任意一点与其他一点或者多点能够直接发起和结束充放电需求而不需要供电侧的干预和介入；当系统内应用层的需求发生极端情况，区域内所有的应用层需求互相之间不能满足时，区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)介入进行协调与分配，进而可以通过配电自动化子站(5)向更高的配电自动化主站(7)申请协调控制，配电自动化主站(7)一方面直接进行协调与分配，另一方面必要时可以向更高的配电调度自动化系统(8)申请协调控制，进一步地，配电调度自动化系统(8)、输电调度自动化系统(9)以类似的工作机制工作。进一步地，本专利技术所述的应用层广泛分布式的电动汽车(1)集群，通过集成的车载智能EV矩阵控制系统(2)，一方面使用无线通信网络(15)与集群内任意其他电动汽车(1)进行双向通信，另一方面与业务层的区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)进行双向通信。进一步地，本专利技术所述的广泛分布式的电动汽车(1)集群，实现任意两点和多点之间的通信，各节点基于双向和多向信息进行智能化决策，不但能够获取供电侧的相应信息，亦能获取其他节点的状态信息；具有分布式计算特性，支持即插即用、开放互联、自由对等，用户需求的透明化、信息传递的扁平化以及系统控制与响应的分布化；其集成的车载智能EV矩阵控制系统(2)，能对电动汽车自身进行管理，也可以获取供电侧的信息，还可以与区域内任意一台或多台电动汽车直接通信，获取其他电动汽车的特定信息，进而，可以直接向符合条件的一台或多台特定电动汽车发起或者结束充电或放电需求；电动汽车(1)集群内部通信的同时，车载智能EV矩阵控制系统(2)实时与区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)通信，一方面将电动汽车集群的状态信息报送给系统，另一方面一旦发生电动汽车集群内部不能直接匹配的情况，则车载智能EV矩阵控制系统(2)可以向区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)发起需求。进一步地，本专利技术所述的区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)，正常情况下监督辖区内所有电动汽车(1)的状态信息，并实时计算与主动预防能源需求与分配的极端情况；当电动汽车(1)集群内部充电和放电需求不能匹配时，区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)主动介入，进行能源的分配与调度；在其辖区范围内仍然不能满足要求时，向上一级系统申请协调与调度控制。与现有技术相比，本专利技术的优点是：（1）传统的电动汽车的信息流动方向为单工模式，即从单个电动汽车节点到供电侧再到调度侧，然后从调度侧到供电侧再到单个电动汽车节点，各节点之间，以及各节点到供电侧，互相之间的需求信息都是互相隔离和封闭的。本专利技术能够实现广泛分布式电动汽车集群任意两点和多点之间的通信，构建符合电动汽车使用特性的数据模型、与其对应的通信和控制模式以及各级控制系统，各节点基于双向和多向信息进行智能化决策，不但能够获取供电侧的相应信息，更能获取其他节点的状态信息。（2）由于信息共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广泛分布式电动汽车控制方法，其特征在于：包括应用层中集成车载智能EV矩阵控制系统(2)的广泛分布式的电动汽车(1)集群；业务层中若干区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)，与其对应进行通信及协调控制的配电自动化子站(5)，对二者进行管理与控制的配电自动化主站(7)；平台层中的配电调度自动化系统(8)、输电调度自动化系统(9)。

【技术特征摘要】
1.一种广泛分布式电动汽车控制方法，其特征在于：包括应用层中集成车载智能EV矩阵控制系统(2)的广泛分布式的电动汽车(1)集群；业务层中若干区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)，与其对应进行通信及协调控制的配电自动化子站(5)，对二者进行管理与控制的配电自动化主站(7)；平台层中的配电调度自动化系统(8)、输电调度自动化系统(9)。2.根据权利要求1所述的一种广泛分布式电动汽车控制方法，其特征在于：所述的广泛分布式电动汽车(1)集群内任意一点与其他一点或者多点能够直接发起或响应充放电需求而不需要供电侧的干预和介入；当系统内应用层的需求发生极端情况，区域内所有的应用层需求互相之间不能满足时，区域主动式EV矩阵能源分配与监测系统(4)介入进行协调与分配，进一步地，可以通过配电自动化子站(5)向更高的配电自动化主站(7)申请协调控制，配电自动化主站(7)一方面直接进行协调与分配，另一方面必要时可以向更高的配电调度自动化系统(8)申请协调控制，进一步地，配电调度自动化系统(8)、输电调度自动化系统(9)以类似的工作机制工作。3.根据权利要求1所述的一种广泛分布式电动汽车控制方法，其特征在于：所述的广泛分布式的电动汽车(1)集群，实现任意两点和多点之间的通信，各节点基于双向和多向信息进行智能化决策，不但能够获取供电侧的相应信息，亦能获取其他节点的状态信息；具有分布式计算特性，支持即插即用、开放互联、自由对等，用户需求的透明化、信息传递的扁平化以及系统控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝良，刘莉，王刚，罗晓乐，尹博，王达，赵文静，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21