一种基于电动无人驾驶汽车和V2G技术的配电网电压调节系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于电动无人驾驶汽车和V2G技术的配电网电压调节系统及方法，通过在适当的充电设施处分配EAV并调整充电设施与电网之间的功率交换，可以缓解过压和欠压问题。仿真结果表明，本发明专利技术的方法可以在高可再生能源渗透率的配电网系统中有效抑制电压过限问题。限问题。限问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电动无人驾驶汽车和V2G技术的配电网电压调节系统及方法


[0001]本专利技术属于电网
，具体涉及电动汽车与电网互动(Vehicle-to-grid，简称V2G)
，以及通过协调电动无人驾驶汽车充放电和停车的计划来调节配电网电压的系统及方法。

技术介绍

[0002]当前可再生能源(renewable energy sources，简称RESs)发电在电力系统中所占比例日益提高，由于其发电功率随时间变化较大，导致产生配电网电压波动和较低的电能质量，影响电网的安全稳定运行。传统的应对措施包括升级配电线路、增加保护设备，以及使用变电站的有载分接开关和分布式发电机逆变器进行电压调节。但是，这些措施的经济性不佳，且操作的灵活性也受到很大限制。
[0003]如今，电动汽车被人们用来作为控制电压的手段之一。电动汽车的车载电池可以作为一个分布式储能单元，当车载电池需要充电，电能由电网流向车辆；当电动汽车停车不使用时，车载电池的电能可销售给电网，电能由车辆流向电网，即V2G。通过调整电动汽车的充电策略和连接时间，可以减轻可再生能源对电网的影响，减少电压波动，从而以较低的成本获得更高的电能质量。但是，目前电动汽车的停车计划由驾驶员决定，并不接受统一调度。
[0004]与普通电动汽车相比，电动无人驾驶汽车(EAV)具备可控性好的优势。控制中心可通过远程调度，使EAV在适当的停车设施处停放，以支持V2G服务。过往研究中，EAV只能停在事先设定的停车设施上而不能进行停车位置的变更，影响了V2G服务的灵活性。并且，现有技术仅考虑车辆数量作为V2G服务的指标，未考虑V2G的功率交换及其对电压的影响。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于电动无人驾驶汽车和V2G技术的配电网电压调节系统，包括：配电网系统、多辆EAV、控制中心和多个电动汽车充电站，其中，
[0006]所述配电网系统包括多个节点，连接到所述多个电动汽车充电站；
[0007]所述多个电动汽车充电站之间通过路网相连，用于提供V2G服务和为所述多个EAV进行充电或放电；
[0008]所述控制中心接收所述EAV的行驶计划，并根据所述配电网系统的运行参数、EAV的电池状况和行驶计划以及电动汽车充电站的信息控制所述多个EAV的充放电和停车计划；
[0009]所述EAV接收所述控制中心的控制，执行所述充放电和停车计划。
[0010]优选地，所述配电网系统接入可再生能源电站。
[0011]优选地，所述控制中心根据EAV的数量、每辆EAV的电池容量和充放电功率、可再生能源电站的参数、多个电动汽车充电站的位置信息、节点与电动汽车充电站的连接状况控
制所述多个EAV的充放电和停车计划。
[0012]优选地，所述控制中心分时段控制所述EAV的充放电和停车计划。
[0013]优选地，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，在指定电动汽车充电站进行充电。
[0014]优选地，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，在指定电动汽车充电站进行放电。
[0015]优选地，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，离开当前电动汽车充电站前往下一个汽车充电站，使其在不同的节点上获取有功功率。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于上述系统的方法，包括：
[0017]步骤1，控制中心接收EAV的行驶计划；
[0018]步骤2，控制中心根据所述节点的供电信息、所述EAV的电池状况和行驶计划以及电动汽车充电站的信息按照优化方法优化所述EAV充放电和停车计划；
[0019]步骤3，控制中心将所述停车和充放电计划发送到所述EAV；
[0020]步骤4，所述EAV接收并执行所述充放电和停车计划。
[0021]优选地，所述充放电和停车计划包括将EAV从一个电动汽车充电站移动到另一个电动汽车充电站，使其从不同的节点上获取有功功率，从而进行电压调节。
[0022]优选地，所述优化方法包括控制所述节点的电压在指定范围内，电压下限为0.95p.u.,上限为1.05p.u.。
[0023]优选地，所述充放电和停车计划包括按照如下公式优化，
[0024][0025]其中，
[0026]k表示每辆EAV，表示可用于停车协调的EAV的集合；
[0027]t表示第t个时段，为将时间沿水平方向分为多个时段的集合；
[0028]i表示第i节点，表示节点的集合；
[0029]f表示电动汽车充电站，表示电动汽车充电站的集合；
[0030]V
i,t
表示节点i在时间t的电压；
[0031]T表示转置矩阵。
[0032]优选地，所述充放电和停车计划包括按照如下潮流约束条件优化：
[0033][0034][0035][0036][0037][0038]其中，
[0039]i表示节点；
[0040]t表示时间；
[0041]P
i+1,t
和Q
i+1,t
分别表示在时间t节点i+1的有功功率和无功功率；
[0042]P
i,t
和Q
i,t
分别表示在时间t节点i和节点i+1之间的有功功率和无功功率；
[0043]和表示节点i+1在时间t的有功负荷和RES注入；
[0044]表示节点i的EAV的总充电或放电功率；
[0045]表示节点集合；
[0046]表示时间段集合；
[0047]表示节点i+1在时间t的负载；
[0048]表示节点i的RES逆变器在时间t的无功功率；
[0049]和表示节点i在时间t的有功负荷和RES注入；
[0050]V
i+1,t
表示节点i+1在时间t的电压；
[0051]V
i,t
表示节点i在时间t的电压；
[0052]r
i
表示线路电阻；
[0053]x
i
表示线路电抗；
[0054]V
S
表示变电站电压；
[0055]S
i
表示节点i的RES逆变器允许的视在功率容量；
[0056]表示通过变电站的功率；
[0057]表示流经变电站的功率的下限；
[0058]表示流经变电站的功率的上限。
[0059]优选地，所述充放电和停车计划包括按照节点的EAV的总充电或放电功率等于相应停车设施处的EAV的功率注入总和进行优化。
[0060]优选地，所述充放电和停车计划包括按照停车设施的总充电和放电功率不应超过充电设施功率极限进行优化。
[0061]优选地，所述充放电和停车计划包括按照如下方式进行优化：EAV停放时，相应时间段内SOC的变化应等于在停放设施中的充电或放电能量；当不停车时，SOC的变化应等于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电动无人驾驶汽车和V2G技术的配电网电压调节系统，包括：配电网系统、多辆EAV、控制中心和多个电动汽车充电站，其中，所述配电网系统包括多个节点，连接到所述多个电动汽车充电站；所述多个电动汽车充电站之间通过路网相连，用于提供V2G服务和为所述多个EAV进行充电或放电；所述控制中心接收所述EAV的行驶计划，并根据所述配电网系统的运行参数、EAV的电池状况和行驶计划以及电动汽车充电站的信息控制所述多个EAV的充放电和停车计划；所述EAV接收所述控制中心的控制，执行所述充放电和停车计划。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述配电网系统接入可再生能源电站。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制中心根据EAV的数量、每辆EAV的电池容量和充放电功率、可再生能源电站的参数、多个电动汽车充电站的位置信息、节点与电动汽车充电站的连接状况控制所述多个EAV的充放电和停车计划。4.根据权利要求1-3所述的任一系统，所述控制中心分时段控制所述EAV的充放电和停车计划。5.根据权利要求1-3所述的任一系统，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，在指定电动汽车充电站进行充电。6.根据权利要求1-3所述的任一系统，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，在指定电动汽车充电站进行放电。7.根据权利要求1-3所述的任一系统，所述控制中心还控制所述EAV在指定的时段内，离开当前电动汽车充电站前往下一个汽车充电站，使其在不同的节点上获取有功功率。8.一种用于权利要求1-7任一项的系统的方法，包括：步骤1，控制中心接收EAV的行驶计划；步骤2，控制中心根据所述节点的供电信息、所述EAV的电池状况和行驶计划以及电动汽车充电站的信息按照优化方法优化所述EAV充放电和停车计划；步骤3，控制中心将所述停车和充放电计划发送到所述EAV；步骤4，所述EAV接收并执行所述充放电和停车计划。9.根据权利要求8所述的方法，所述充放电和停车计划包括将EAV从一个电动汽车充电站移动到另一个电动汽车充电站，使其从不同的节点上获取有功功率，从而进行电压调节。10.根据权利要求8所述的方法，所述优化方法包括控制所述节点的电压在指定范围内，电压下限为0.95p.u.,上限为1.05p.u.。11.根据权利要求10所述的方法，所述充放电和停车计划包括按照如下公式优化，其中，min表示取最小值；k表示每辆EAV，表示可用于停车协调的EAV的集合；t表示第t个时段，为将时间沿水平方向分为多个时段的集合；i表示第i节点，表示节点的集合；
f表示电动汽车充电站，表示电动汽车充电站的集合；V
i，t
表示节点i在时间t的电压；T表示转置矩阵。12.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林润生，朱启峰，陈天伦，
申请(专利权)人：香港大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：