一种电动车辆接入多微电网电力分配系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动车辆接入多微电网电力分配系统及方法，系统包括：连接于总节点的公网；两个以上以分布式结构连接于总节点的V2M微电网，V2M微电网包括以分布式结构互连的发电单元、储能单元和电动车辆单元；以及电力分配平台，电力分配平台对来自于V2M微电网的信息进行处理，并根据各个V2M微电网的不同电价和负荷，基于博弈均衡实现多个V2M微电网的电力分配调度。电力分配平台通过选择不同的储能单元和电动车辆单元的充放电策略和发电单元的出力策略，达到各个V2M微电网自身运行最优。本发明专利技术能够解决电动车辆接入多个微电网时电力合理有效分配的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域，尤其是涉及一种基于电动车辆接入多微电网电力分配系统及方法。
技术介绍
微电网(Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组由微电源、分布式发电、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一种能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。美国和欧洲是最早提出微电网和智能电网概念的国家和地区。2011年，美国陆军车辆研究中心和西班牙加泰罗尼亚理工大学又分别在IEEE会议上发表论文，提出电动车辆EV(ElectricalVehicles)接入微电网(Microgrids)的概念。电动车辆接入微电网，即V2M(VehiclestoMicrogrid)，至今已经成为智能电网领域的研究热点。V2M系统能够结合电动车辆和微电网两者的优点，为电动车辆和微电网的发展提供更广阔的空间。对于我国，V2M的应用具有更现实的意义，电动车辆和微电网都具有良好的环境保护特点，能够减少我国对电煤和燃用油的需求，从而减少污染气体的排放，对提高城市空气质量起到十分重要的作用。在微电网中，由于光伏发电(PV)、风力发电(WT)等分布式电源出力具有随机性和不可控性，所以为了增加系统的稳定性，微电网一般配备有储能单元，储能单元通常由蓄电池组构成。在V2M中，电动车辆接入后成为微电网的负荷。与V2G(VehiclestoGrid)系统相似，在一定条件下EV也是V2M的储能单元，可以被V2M调度。单个独立的V2M，可以通过调度储能单元蓄电池和EV内的电能，在一定程度上满足系统功率平衡的要求。但是，当储能单元容量和EV充放电条件低于系统调度需要时，V2M只能通过加大可控微源的出力，或者连接到外部电网，比如公网，获得相比自身发电电价更低的电能。相反，如果V2M电力富余，除了存入储能单元蓄电池和EV，还可以选择通过电力市场将电力出售。与传统电力系统单一的经济环境不同，传统的静态电价联动模型已经很难描述复杂的V2M市场。近年来，运用博弈论描述微电网中各个主体的经济行为，从而提出更符合实际需求的响应机制，制定更加优化的价格策略，成为微电网电力交易研究的一个热点。目前，已有不少文献从博弈均衡的角度对微电网电力交易模型进行了研究。文献1(Palma-BehnkeR，BenavidesC，ArandaE，etal.Energymanagementsystemforarenewablebasedmicrogridwithademandsidemanagementmechanism，ComputationalIntelligenceApplicationsInSmartGrid(CIASG)，2011IEEESymposiumonIEEE，2011：1-8)通过博弈方法建立了供电侧和多用户侧的博弈分时电价(GT-TOU)模型，并且严格地证明了GT-TOU模型Nash均衡(NE)的存在，并且采用逆向归纳法求解该模型的NE。但是，文献中提及的多用户，仍然只包含负载用户，而未计及分布式储能用户、分布式发电用户和EV。文献2(AtzeniI，LG，ScutariG，etal.Demand-sidemanagementviadistributedenergygenerationandstorageoptimization[J].SmartGrid，IEEETransactionson，2013，4(2)：866-876)在微电网需求侧的角度，提出了基于分布式发电和分布式储能的多类型用户之间分时电价的需求侧博弈模型，并对博弈模型NE的存在性作出了严格的证明，并最后求解出模型的NE。但是，该文献中的模型架构并未包含公网，也未考虑EV的接入，博弈方只限于微电网用户，文献局限于需求侧的用户电价博弈。文献3(余岳、粟梅、孙尧等，V2M系统分时电价博弈研究[J]，仪器仪表学报，2016，37(1)：200-207)建立了一个V2M与公网之间的两方博弈模型，严格证明了系统NE的存在，并且采用逆向回归算法求解了系统的NE(纳什均衡)。但是该文献的模型将V2M设定为并网负载模式，未对V2M并网发电模式进行研究，且未考虑多V2M的情况。文献4(LeeJ，GuoJ，ChoiJ，etal.DistributedEnergyTradinginMicrogrids：AGameTheoreticModelandItsEquilibriumAnalysis[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics，2015，62(6)：1-1)以多微电网与公网电力交易架构为研究对象，采用Stackelberg模型作为博弈对象，建立了“领导者”和“跟随者”的收益函数与策略集，证明了系统NE的存在，通过反应函数，最终求取系统的NE。但是该文献中，售电量采取随机选取的方式，未考虑微电网内部需求满意度的问题。其次，在售电微电网收益函数中，将存入微电网储能单元的电能也作为售电收益的原因，并未作出合理性证明，且假设了所有微电网储能单元容量无限大的条件。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电动车辆接入多微电网电力分配系统及方法，解决电动车辆接入多个微电网时电力合理有效分配的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种电动车辆接入多微电网电力分配系统的技术实现方案，一种电动车辆接入多电力终端接入微电网的电力分配系统，包括：连接于总节点的公网；两个以上以分布式结构连接于所述总节点的V2M微电网，所述V2M微电网包括以分布式结构互连的发电单元、储能单元和电动车辆单元；以及电力分配平台，所述电力分配平台对来自于所述V2M微电网的信息进行处理，并根据各个V2M微电网的不同电价和负荷，基于博弈均衡实现多个V2M微电网的电力分配调度；所述电力分配平台通过选择不同的所述储能单元和电动车辆单元的充放电策略和所述发电单元的出力策略，达到各个V2M微电网自身运行最优；当所述V2M微电网接入后，如果所述V2M微电网的负荷大于或等于所述发电单元的出力总和，通过调度所述储能单元和电动车辆单元后仍然无法满足需求时，则该V2M微电网从所述电力分配平台购入电力以满足功率平衡的要求；如果所述V2M微电网的负荷小于所述发电单元的出力总和，富余的电力存入所述储能单元或电动车辆单元，或通过所述电力分配平台出售电力。优选的，所述发电单元包括分别连接于主节点的光伏发电单元、风力发电单元和燃气轮机发电单元，所述主节点与所述总节点相连。优选的，所述电力分配平台包括：依次相连的参数输入模块、出力及负荷计算模块、角色区分模块、富余电量计算模块、均衡求解模块、售电量求解模块和电力分配模块；参数输入模块，用于输入气象及负荷参数；出力及负荷计算模块，根据输入的气象及负荷参数，以及每个V2M微电网所在的区域进行气象及负荷预测，计算每个V2M微电网的负荷及光伏发电单元的出力、风力发电单元的出力；角色区分模块，根据每个V2M微电网的出力及负荷情况确定所述V2M微电网在博弈中的角色为售电方或购电方；富余电量计算模块，计算出在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的富余电量；均衡求解模块，根据在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的富余电量计算出每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车辆接入多微电网电力分配系统，其特征在于，包括：连接于总节点的公网；两个以上以分布式结构连接于所述总节点的V2M微电网，所述V2M微电网包括以分布式结构互连的发电单元(DG)、储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)；以及电力分配平台，所述电力分配平台对来自于所述V2M微电网的信息进行处理，并根据各个V2M微电网的不同电价和负荷，基于博弈均衡实现多个V2M微电网的电力分配调度；所述电力分配平台通过选择不同的所述储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)的充放电策略和所述发电单元(DG)的出力策略，达到各个V2M微电网自身运行最优；当所述V2M微电网接入后，如果所述V2M微电网的负荷大于或等于所述发电单元(DG)的出力总和，通过调度所述储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)后仍然无法满足需求时，则该V2M微电网从所述电力分配平台购入电力以满足功率平衡的要求；如果所述V2M微电网的负荷小于所述发电单元(DG)的出力总和，富余的电力存入所述储能单元(DS)或电动车辆单元(EV)，或通过所述电力分配平台出售电力。

【技术特征摘要】
1.一种电动车辆接入多微电网电力分配系统，其特征在于，包括：连接于总节点的公网；两个以上以分布式结构连接于所述总节点的V2M微电网，所述V2M微电网包括以分布式结构互连的发电单元(DG)、储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)；以及电力分配平台，所述电力分配平台对来自于所述V2M微电网的信息进行处理，并根据各个V2M微电网的不同电价和负荷，基于博弈均衡实现多个V2M微电网的电力分配调度；所述电力分配平台通过选择不同的所述储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)的充放电策略和所述发电单元(DG)的出力策略，达到各个V2M微电网自身运行最优；当所述V2M微电网接入后，如果所述V2M微电网的负荷大于或等于所述发电单元(DG)的出力总和，通过调度所述储能单元(DS)和电动车辆单元(EV)后仍然无法满足需求时，则该V2M微电网从所述电力分配平台购入电力以满足功率平衡的要求；如果所述V2M微电网的负荷小于所述发电单元(DG)的出力总和，富余的电力存入所述储能单元(DS)或电动车辆单元(EV)，或通过所述电力分配平台出售电力。2.根据权利要求1所述电动车辆接入多微电网电力分配系统，其特征在于：所述发电单元(DG)包括分别连接于主节点的光伏发电单元(PV)、风力发电单元(WT)和燃气轮机发电单元(GT)，所述主节点与所述总节点相连。3.根据权利要求2所述电动车辆接入多微电网电力分配系统，其特征在于，所述电力分配平台包括：依次相连的参数输入模块(1)、出力及负荷计算模块(2)、角色区分模块(3)、富余电量计算模块(4)、均衡求解模块(5)、售电量求解模块(6)和电力分配模块(7)；参数输入模块(1)，用于输入气象及负荷参数；出力及负荷计算模块(2)，根据输入的气象及负荷参数，以及每个V2M微电网所在的区域进行气象及负荷预测，计算每个V2M微电网的负荷及光伏发电单元(PV)的出力、风力发电单元(WT)的出力；角色区分模块(3)，根据每个V2M微电网的出力及负荷情况确定所述V2M微电网在博弈中的角色为售电方或购电方；富余电量计算模块(4)，计算出在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的富余电量；均衡求解模块(5)，根据在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的富余电量计算出每个V2M微电网的购电电价，并达成Nash均衡；售电量求解模块(6)，根据在博弈中角色为购电方的所述V2M微电网提出的购电电价确定在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的售电量；电力分配模块(7)，根据在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的售电量向在博弈中角色为购电方的所述V2M微电网分配电力。4.一种基于权利要求1至3中任一项所述系统的电动车辆接入多微电网电力分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：输入气象及负荷参数；S102：根据输入的气象及负荷参数，以及每个V2M微电网所在的区域进行气象及负荷预测，计算每个V2M微电网的负荷及光伏发电单元(PV)的出力、风力发电单元(WT)的出力；S103：根据每个V2M微电网的出力及负荷情况确定所述V2M微电网在博弈中的角色为售电方或购电方；S104：计算出在博弈中角色为售电方的所述V2M微电网的富余电量；S10...

【专利技术属性】
技术研发人员：余岳，
申请(专利权)人：湖南铁路科技职业技术学院，长沙睿牵电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43