在需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行优化方法及系统，首先，通过测量流入和流出先进绝热压缩空气储能中储气室的质量流量，得到所述储气室内的气压，以确定所述先进绝热压缩空气储能的储能特性；引入动力电池换电站，所述动力电池换电站一方面用于与所述微网进行电能交换，另一方面作为可转移负荷；需求侧响应根据负荷的种类和可转移负荷的转入及转出量，调度负荷转移，将光伏出力的谷时负荷转移到峰时，并控制所述先进绝热压缩空气储能及所述动力电池换电站对所述微网进行充放电，以使光伏出力大小贴近负荷预测出力。通过本发明专利技术可以最大化系统收益和增加光伏发电利用率，优化储能容量配置，提高可再生能源利用率。

Microgrid Operation Method and System with Electric Vehicle Power Conversion Station under Demand Side Response

The invention discloses a method and system for optimizing the operation of a micro-grid containing an electric vehicle power exchange station considering the demand side response. Firstly, by measuring the mass flow rate of the gas storage chamber in the advanced adiabatic compressed air energy storage system, the gas pressure in the gas storage chamber is obtained to determine the energy storage characteristics of the advanced adiabatic compressed air energy storage system. On the one hand, the battery exchange power station is used for energy exchange with the microgrid, on the other hand, as a transferable load; the demand side response dispatches load transfer according to the type of load and the transferable load input and output, transfers the valley load of photovoltaic output to peak load, and controls the advanced adiabatic compressed air energy storage and the power battery exchange power station to charge the microgrid. Discharge to make photovoltaic output close to load forecasting output. The invention can maximize the system income, increase the utilization rate of photovoltaic power generation, optimize the allocation of energy storage capacity and improve the utilization rate of renewable energy.

【技术实现步骤摘要】
在需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法及系统
本专利技术属于系统仿真建模领域，更具体地，涉及一种在需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法及系统。
技术介绍
能源危机和环境污染日益严峻，可再生能源分布式电源和电动汽车在未来能源结构发展中越来越受到重视。在内，已成为当前电力行业的研究热点和发展趋势。目前微网中使用最多的储能方法是蓄电池与超级电容器的混合储能。但是，蓄电池成本高、寿命短，且废弃的电池会对环境造成二次污染等问题。先进绝热压缩空气储能(Advancedadiabaticcompressedairenergystorage，AA-CAES)系统具有储能容量大、储能周期长、寿命长和投资相对较小等优点而备受国际社会关注。且随着电力市场竞争的逐步完善，需求侧资源与供应侧的关系不再是单向的、孤立的。虽然在微电网中加入储能装置能大幅度提高光伏利用率，但储能装置价格高，且光伏资源在夜晚和中午相差较大，以至储能装置的综合利用率将会很低。因此，通过挖掘需求侧的调荷能力，利用电力需求的弹性来降低电力高峰时段的负荷，缓解电力供应紧张的局面具有重要意义。作为需求侧响应(demandresponse，DR)的运营对象之一，规模数量日益庞大的电动汽车充电站不仅在充电时可以被看成负载，而且在电量充足时可以充当储能装置微电网提供电能。电动汽车自身具备的双向调节性可以改善系统动态性能，为微网提供稳定的支撑。现阶段的研究在考虑需求侧响应的光储并网型微电网的优化调度、含储能的微电网中电动车的运行策略以及储能在微电网中应用等方面都已经取得了成果。但是，随着储能技术的发展，在储能方面，用先进的储能技术代替传统储能技术或补充其不足是发展的必然进程。在电动汽车方面，微网中多数研究还是集中在电动汽车的有序充放电方面，对电动汽车换电站在微电网中的应用不够广泛。因此，对于含电动汽车的光储并网型微电网，利用先进绝热压缩空气储能作为储能手段，并综合考虑微电网需求侧响应的研究，是目前尚未妥善解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法及系统，由此解决对于含电动汽车的光储并网型微电网，利用先进绝热压缩空气储能作为储能手段，并综合考虑微电网需求侧响应研究的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法，包括：通过测量流入和流出先进绝热压缩空气储能中储气室的质量流量，得到所述储气室内的气压，以确定所述先进绝热压缩空气储能的储能特性；引入动力电池换电站，所述动力电池换电站一方面用于与所述微网进行电能交换，另一方面作为可转移负荷；需求侧响应根据负荷的种类和可转移负荷的转入及转出量，调度负荷转移，将光伏出力的谷时负荷转移到峰时，并控制所述先进绝热压缩空气储能及所述动力电池换电站对所述微网进行充放电，以使光伏出力大小贴近负荷预测出力。优选地，所述储气室内的气压为：pst,t＝pst,t-1+Δpc,t-Δpg,t，其中，pst,t表示储气室在时段t的气压，pst,t-1表示储气室在时段t-1的气压，Δpc,t表示在压缩过程中单位调度时长下储气室内的气压变化量，Δpg,t表示在发电过程中单位调度时长下储气室内的气压变化量。优选地，所述先进绝热压缩空气储能满足充放电功率约束及储气室内的气压约束，其中，所述充放电功率约束为：所述储气室内的气压约束为：pst,min≤pst,t≤pst,max，PCAES-c,min为先进绝热压缩空气储能充电功率的上限值，PCAES-c,max为先进绝热压缩空气储能充电功率的下限值，PCAES-d,min为先进绝热压缩空气储能放电功率的上限值，PCAES-d,max为先进绝热压缩空气储能放电功率的下限值，PCAES-c,t表示AA-CAES在t时刻的充电功率，PCAES-d,t表示AA-CAES在t时刻的放电功率，pst,min为先进绝热压缩空气储能储气室内气压的上限值，pst,max为先进绝热压缩空气储能储气室内气压的下限值，pst,t表示储气室在时段t的气压。优选地，所述动力电池换电站包括电池组和充放电装置，其中，所述充放电装置连接所述电池组和所述微网，通过所述充放电装置将所述微网中的电能储存在所述电池组中，或将所述电池组中的电能输送到所述微网。优选地，所述动力电池换电站满足的约束条件为：充放电装置的功率约束、充放电装置充放电完毕状态值和转换状态值约束、倒送功率约束及荷电量约束；所述充放电装置的功率约束为：及所述充放电装置充放电完毕状态值和转换状态值约束为：及所述BSS倒送功率约束为：所述荷电量约束为：和为第i台充放电装置在t时刻的充放电状态值，和为第i台充放电装置在t时刻的充放电功率，Pi,d,min和Pi,d,max为的上下限值，Pi,c,min和Pi,c,max为的上下限值，和为第i台充放电装置在t时刻单位时段充放电功率的变化值，ΔPi,c,min和ΔPi,c,max为的上下限值，ΔPi,d,min和ΔPi,d,max为的上下限值，为第i台充放电装置在t时刻的放电完毕状态值，第i台充放电装置在t时刻的充电完毕状态值，是第i台充放电装置在t时刻的放电转换状态值，是第i台充放电装置在t时刻的充电转换状态值，是第i台充放电装置在t时刻的在线电池组荷电量，e0是标准电池组有效荷电量，为BSS倒送功率的最大值，表示BSS在t时刻的倒送功率，Ne0为满电池组库存数量，为t时刻满电池组库存数量，表示第i台充放电装置在t+1时刻的总荷电量，表示第i台充放电装置在t时刻的总荷电量，Δt表示单位时间。优选地，需求侧响应的约束条件为：及其中，为第m种负荷在t时刻可转出部分，为第m种负荷在t时刻可转入部分，r为转移负荷容量百分比，SLS-out表示需求侧响应的负荷转出总量，SLS-in表示需求侧响应的负荷转入总量，M表示可转移负荷的种类，Tout表示为负荷转出时段，Tin表示为负荷转入时段，表示t时刻第m类可转移负荷的转出量，表示t时刻第m类可转移负荷的转入量。按照本专利技术的另一方面，提供了一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行系统，包括：第一储能模块，用于通过测量流入和流出先进绝热压缩空气储能中储气室的质量流量，得到所述储气室内的气压，以确定所述先进绝热压缩空气储能的储能特性；第二储能模块，用于引入动力电池换电站，所述动力电池换电站一方面用于与所述微网进行电能交换，另一方面作为可转移负荷；需求侧响应模块，用于根据负荷的种类和可转移负荷的转入及转出量，调度负荷转移，将光伏出力的谷时负荷转移到峰时，并控制所述先进绝热压缩空气储能及所述动力电池换电站对所述微网进行充放电，以使光伏出力大小贴近负荷预测出力。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术在传统压缩空气储能的模型基础上，考虑先进绝热压缩空气储能的储热特性，引入动力电池换电站(batteryswapstation，BSS)模型，基于典型日光伏电站出力和负荷大小，建立微网中的储能模型。并综合考虑源荷侧的可调度资源，通过调度负荷转移，建立基于激励的需求侧响应模型，最大化系统收益和增加光伏发电利用率，优化储能容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法，其特征在于，包括：通过测量流入和流出先进绝热压缩空气储能中储气室的质量流量，得到所述储气室内的气压，以确定所述先进绝热压缩空气储能的储能特性；引入动力电池换电站，所述动力电池换电站一方面用于与所述微网进行电能交换，另一方面作为可转移负荷；需求侧响应根据负荷的种类和可转移负荷的转入及转出量，调度负荷转移，将光伏出力的谷时负荷转移到峰时，并控制所述先进绝热压缩空气储能及所述动力电池换电站对所述微网进行充放电，以使光伏出力大小贴近负荷预测出力。

【技术特征摘要】
1.一种考虑需求侧响应下含电动汽车换电站的微网运行方法，其特征在于，包括：通过测量流入和流出先进绝热压缩空气储能中储气室的质量流量，得到所述储气室内的气压，以确定所述先进绝热压缩空气储能的储能特性；引入动力电池换电站，所述动力电池换电站一方面用于与所述微网进行电能交换，另一方面作为可转移负荷；需求侧响应根据负荷的种类和可转移负荷的转入及转出量，调度负荷转移，将光伏出力的谷时负荷转移到峰时，并控制所述先进绝热压缩空气储能及所述动力电池换电站对所述微网进行充放电，以使光伏出力大小贴近负荷预测出力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储气室内的气压为：pst,t＝pst,t-1+Δpc,t-Δpg,t，其中，pst,t表示储气室在时段t的气压，pst,t-1表示储气室在时段t-1的气压，Δpc,t表示在压缩过程中单位调度时长下储气室内的气压变化量，Δpg,t表示在发电过程中单位调度时长下储气室内的气压变化量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述先进绝热压缩空气储能满足充放电功率约束及储气室内的气压约束，其中，所述充放电功率约束为：所述储气室内的气压约束为：pst,min≤pst,t≤pst,max，PCAES-c,min为先进绝热压缩空气储能充电功率的上限值，PCAES-c,max为先进绝热压缩空气储能充电功率的下限值，PCAES-d,min为先进绝热压缩空气储能放电功率的上限值，PCAES-d,max为先进绝热压缩空气储能放电功率的下限值，PCAES-c,t表示先进绝热压缩空气储能在t时刻的充电功率，PCAES-d,t表示先进绝热压缩空气储能在t时刻的放电功率，pst,min为先进绝热压缩空气储能储气室内气压的上限值，pst,max为先进绝热压缩空气储能储气室内气压的下限值，pst,t表示储气室在时段t的气压。4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述动力电池换电站包括电池组和充放电装置，其中，所述充放电装置连接所述电池组和所述微网，通过所述充放电装置将所述微网中的电能储存在所述电池组中，或将所述电池组中的电能输送到所述微网。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动力电池换电站满足的约束条件为：充放电装置的功率约束、充放电装置充放电完毕状态值和转换状态值约束、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘君瑶，苗世洪，李姚旺，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42