含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法技术

本发明专利技术公开了一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，通过在园区微电网内建设EV充电站，在微电网孤岛运行时，微电网与EV充电站间功率互动；计算可再生能源发电输出功率和负荷需求功率；当可再生能源发电输出功率大于等于负荷需求功率时，对网内储能设备和EV充电站内连接的电动汽车充电；当小于时，网内可再生能源发电、储能设备和EV充电站内连接的电动汽车联合向负荷供电；当储能设备、EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总的输出功率小于负荷需求功率时，根据负荷的重要级别依次负荷削减，直至发受电功率平衡至稳定运行。本发明专利技术能实现园区微电网内部的储能设备与EV充电站功率平衡，平滑可再生能源发电出力的波动。

Joint power response control method of Park micro grid including energy storage equipment and EV charging station

【技术实现步骤摘要】
含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法
本专利技术涉及一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其属于微电网联合控制

技术介绍
当前，电力发展进行着新一轮的能源变革，清洁能源大规模开发利用是新一轮能源革命的标志。随着国家发展改革委、国家能源局印发《推进并网型微电网建设试行办法》，多项微电网示范项目得到推进，大量微电网接入配电系统将会是未来配电网的新形态。微电网技术的发展在很大程度上解决了清洁能源发电出力不稳定性对配电网的影响，有力促进了清洁能源发电的高渗透率接入。随着近几年电动汽车(ElectricVehicle，EV)的迅猛发展，大量的EV充电设备接入配电网。同时，EV充电设备也已成为微电网内部的新入元素。考虑到电动汽与电网互动技术(V2G)技术的应用，微电网的运行状况分析也变得更为复杂。而对于电动汽车作为交通工具第一属性的考虑，需对车辆的行驶时间特性进行分析来判定电动汽车能够与电网互动的时间段，也要根据用户的行驶需求，车辆动力电池的容量，荷电状态(SOC)等因素来分析电动汽车参与互动响应的力度，同时，不同类型的电动汽车的行驶特性也各有差异。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法。本专利技术采用如下技术方案：一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其包括：在园区微电网内建设有EV充电站，EV充电站用于将电动汽车接入微电网，在微电网处于孤岛运行状态时，微电网与EV充电站间进行功率互动；计算微电网内可再生能源发电输出功率和微电网内负荷需求功率；所述可再生能源发电包括光伏发电、小型风力发电和生物质发电；当微电网内可再生能源发电输出功率大于等于微电网内负荷需求功率时，微电网对网内储能设备和EV充电站内连接的电动汽车进行充电；当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率时，网内可再生能源发电、储能设备和EV充电站内连接的电动汽车联合向微电网内负荷供电；当储能设备、EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总的输出功率都小于微电网内负荷需求功率时，微电网将根据微电网内负荷的重要级别依次进行负荷的削减，直至微电网内发受电功率平衡至稳定运行。进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率大于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，微电网优先对储能设备进行充电。进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率大于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，微电网优先对储能设备进行充电，在满足储能设备的最大输入功率时仍有富裕功率的情况下，则微电网再对EV充电站内的电动汽车进行充电。进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，优先安排EV充电站内连接的电动汽车进行放电操作。进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，优先安排EV充电站内连接的电动汽车进行放电操作；在EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总输出功率都小于微电网内负荷需求功率时，则储能设备参与放电操作。进一步的，所述电动汽车包括私家电动汽车和电动班车。进一步的，对于储能设备联合EV充电站内连接的电动汽车与微电网间的功率响应情况分时段，分为四个顺次排列的时段N1,N2,N3,N4：在N1时段，私家电动汽车从停驻状态启动开往公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；电动班车从公司所在园区出发到各个站点接上员工后并返回公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；在N2时段，私家电动汽车在公司所在园区内停驻接入微电网，在保证N3时段的行车电量需求的前提下，私家电动汽车接受电动汽车与微电网联合功率响应控制；电动班车停放在园区的EV充电站内接入微电网，接受电动汽车与微电网联合功率响应控制，但电动班车的动力电池须保留N3时段所需的最小电量；在N3时段，私家电动汽车驶离公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；电动班车从公司所在园区出发将员工送至各个站点后返回公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；在N4时段，私家电动汽车在公司所在园区外停驻无法接入微电网，不参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；电动班车停放在园区的EV充电站内接入微电网，接受电动汽车与微电网联合功率响应控制。进一步的，四个时段N1,N2,N3,N4中相应时刻下电动汽车的动力电池的荷电状态需满足以下约束条件：SOC(T3/T'3)≥SOCmin(4)式中，SOC(T0/T'0)表示电动汽车上班出发时刻所对应时间点的荷电状态；SOC(T1)表示电动汽车上班抵达公司所在园区时刻所对应时间点的荷电状态；SOC(T2)表示电动汽车下班驶离公司所在园区时刻所对应时间点的荷电状态；SOC(T3/T3')表示电动汽车下班行驶结束时刻所对应时间点的荷电状态；S1、S2分别为电动汽车上、下班的行驶距离，其单位是kM；W为电动汽车的每公里耗电量；Wed为电动汽车的动力电池的额定容量；SOCmin为电动汽车的动力电池保有的最低荷电状态。进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率大于微电网内负荷需求功率时，微电网对EV充电站内连接的电动汽车进行充电，其充电功率PEV·ch(t)为：PEV-ch(t)＝Ncar-ch(t)Pcar-ch+Nbus-ch(t)Pbus-ch(7)其中，Pcar·ch、Pbus·ch分别为t时刻私家电动汽车和电动班车的单辆充电功率；Ncar·ch(t)、Nbus·ch(t)分别为私家电动汽车和电动班车参与充电的数量；进一步的，当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率时，储能设备和EV充电站内连接的电动汽车将进行放电操作，EV充电站内连接的电动汽车的放电功率PEV·dis(t)为：PEV-dis(t)＝Ncar-dis(t)Pcar-dis+Nbus-dis(t)Pbus-dis(8)其中，Pcar·dis、Pbus·dis分别为t时刻私家电动汽车和电动班车的单辆放电功率；Ncar·dis(t)、Nbus·dis(t)分别为私家电动汽车和电动班车参与放电操作的数量。进一步的，微电网内可再生能源发电包括光伏发电、小型风力发电和生物质发电能源。进一步的，在N1时段和N4时段，EV充电站内接入的电动汽车数量为零。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过分析园区微电网内的私家本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于包括：/n在园区微电网内建设有EV充电站，EV充电站用于将电动汽车接入微电网，在微电网处于孤岛运行状态时，微电网与EV充电站间进行功率互动；/n计算微电网内可再生能源发电输出功率和微电网内负荷需求功率；所述可再生能源发电包括光伏发电、小型风力发电和生物质发电；/n当微电网内可再生能源发电输出功率大于等于微电网内负荷需求功率时，微电网对网内储能设备和EV充电站内连接的电动汽车进行充电；/n当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率时，网内可再生能源发电、储能设备和EV充电站内连接的电动汽车联合向微电网内负荷供电；当储能设备、EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总的输出功率都小于微电网内负荷需求功率时，微电网将根据微电网内负荷的重要级别依次进行负荷的削减，直至微电网内发受电功率平衡至稳定运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于包括：
在园区微电网内建设有EV充电站，EV充电站用于将电动汽车接入微电网，在微电网处于孤岛运行状态时，微电网与EV充电站间进行功率互动；
计算微电网内可再生能源发电输出功率和微电网内负荷需求功率；所述可再生能源发电包括光伏发电、小型风力发电和生物质发电；
当微电网内可再生能源发电输出功率大于等于微电网内负荷需求功率时，微电网对网内储能设备和EV充电站内连接的电动汽车进行充电；
当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率时，网内可再生能源发电、储能设备和EV充电站内连接的电动汽车联合向微电网内负荷供电；当储能设备、EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总的输出功率都小于微电网内负荷需求功率时，微电网将根据微电网内负荷的重要级别依次进行负荷的削减，直至微电网内发受电功率平衡至稳定运行。


2.根据权利要求1所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，当微电网内可再生能源发电输出功率大于等于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，微电网优先对储能设备进行充电。


3.根据权利要求1所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，当微电网内可再生能源发电输出功率大于等于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，微电网优先对储能设备进行充电，在满足储能设备的最大输入功率时仍有富裕功率的情况下，则微电网再对EV充电站内的电动汽车进行充电。


4.根据权利要求1所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，优先安排EV充电站内连接的电动汽车进行放电操作。


5.根据权利要求1所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，当微电网内可再生能源发电输出功率小于微电网内负荷需求功率，同时电动汽车通过EV充电站接入微电网时，优先安排EV充电站内连接的电动汽车进行放电操作；在EV充电站内连接的电动汽车联合可再生能源发电总的输出功率都小于微电网内负荷需求功率时，则储能设备参与放电操作。


6.根据权利要求1所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，所述电动汽车包括私家电动汽车和电动班车。


7.根据权利要求6所述含储能设备和EV充电站的园区微电网联合功率响应控制方法，其特征在于，对于储能设备联合EV充电站内连接的电动汽车与微电网间的功率响应情况分时段，分为四个顺次排列的时段N1,N2,N3,N4：
在N1时段，私家电动汽车从停驻状态启动开往公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；电动班车从公司所在园区出发到各个站点接上员工后并返回公司所在园区，其动力电池处于放电状态，其处于行驶状态无法参与电动汽车与微电网联合功率响应控制过程；
在N2时段，私家电动汽车在公司所在园区...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁纪峰，胡雪凯，胡文平，罗蓬，杨少波，周文，何瑞东，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13