一种异质电动汽车聚合管控方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种异质电动汽车聚合管控方法及系统，所述方法包括如下步骤：在调度周期内，获取每个采样时刻参与充电的每个电动汽车的电量数据和参数数据，并分别代入聚合模型，获取聚合模型输出的每个采样时刻的电动汽车负荷；根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数；根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节。本发明专利技术基于聚合模型和滑模控制，克服电动汽车的参数异质性和充电随机性对消纳调度带来的困难，实现对电动汽车集群的充分调度，以消纳电网侧给予的用于克服清洁能源的波动的目标调度功率。于克服清洁能源的波动的目标调度功率。于克服清洁能源的波动的目标调度功率。

【技术实现步骤摘要】
一种异质电动汽车聚合管控方法及系统


[0001]本专利技术涉及电能消纳
，特别是涉及一种异质电动汽车聚合管控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着清洁能源入网比例的不断提高，清洁能源的间歇性和波动性对电力系统运行的安全性和经济性带来了很大挑战。需求侧负荷管理能够有效降低清洁能源波动对电力系统带来的影响。电动汽车作为需求侧的一种主要负荷，其较多的设备数量与较高的充电功率使其拥有可观的调度潜力，可以有效缓解清洁能源发电的波动性。但电动汽车集群的参数异质性与充电随机性为其聚合调度带来了较大挑战。因此，有必要提出一种能够充分调度电动汽车调节潜力的消纳方法。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种异质电动汽车聚合管控方法及系统，以实现基于具有参数异质性和充电随机性的电动汽车集群对清洁能源的波动进行消纳。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种异质电动汽车聚合管控方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]在调度周期内，获取每个采样时刻参与充电的每个电动汽车的电量数据和参数数据；所述参数数据包括电池容量和充电功率范围；
[0007]分别将所述调度周期内已获取的电量数据和参数数据代入聚合模型，获取聚合模型输出的每个采样时刻的电动汽车负荷；
[0008]根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数；
[0009]根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节。
[0010]可选的，所述聚合模型为：
[0011][0012]其中，q(τ)表示采样时刻τ时不同用电量等级内电动汽车数量的向量，q(τ)＝[q1(τ) q2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
q
K
(τ)]T
，q1(τ)、q2(τ)和q
K
(τ)分别表示采样时刻τ时处于用电量等级1、2、
K内的电动汽车数量，A表示K
×
K矩阵，
[0013]P
max
为充电桩的最大充电功率，Δx表示电动汽车电量的变化量；u(t
‑
1)表示调度时刻t
‑
1对应的充电功率系数，ω(τ)表示采样时刻τ时电动汽车数量的变化量，ω(τ)＝[ω1(τ) ω2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
ω
K
(τ)]T
，ω1(τ)、ω2(τ)和ω
K
(τ)分别表示采样时刻τ时处于用电量等级1、2、K内的电动汽车数量的变化量；
[0014]P
C
(τ)表示采样时刻τ时聚合模型输出的电动汽车负荷，C为1
×
K行向量，C＝[P
max P
max
ꢀ…ꢀ…ꢀ
P
max
]。
[0015]可选的，所述根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数，具体包括：
[0016]根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，利用公式确定下一个调度时刻的充电功率系数；
[0017]其中，u(t)和u(t
‑
1)分别表示调度时刻t和调度时刻t
‑
1对应的充电功率系数；
[0018]η(τ)表示充电效率，P
T
(t)表示调度时刻t的目标调度功率，P
max
表示充电桩的最大充电功率，N(t)表示聚合电动汽车的数量；
[0019]e(τ)表示目标调度功率和聚合模型输出的电动汽车负荷的差值，sat(.)表示第一分段函数，τ表示时间变量，sgn(
·
)表示符号函数，ε表示误差边界值；
[0020]表示第二分段函数，θ表示中间变量，u
min
和u
max
分别表示充电功率系数的最小值和最大值。
[0021]可选的，所述根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节，具体包括：
[0022]判断公式P
T
(t)＞cu
a
P
max
是否成立，获得判断结果；其中，P
T
(t)表示调度时刻t的目标调度功率，c为研究区域内充电桩的总数，u
a
表示电动汽车所能接收的最低充电功率系数，P
max
表示充电桩的最大充电功率；
[0023]若所述判断结果表示否，则控制充电桩以所述充电功率系数为参与充电的每个电
动汽车充电，并将剩余电量存储至蓄电池；
[0024]若所述判断结果表示是，则基于用户调度策略确定对处于不同充电模式的电动汽车的充电功率，根据处于不同充电模式的电动汽车的充电功率控制充电桩对处于不同充电模式的电动汽车进行充电。
[0025]可选的，基于用户调度策略确定对处于不同充电模式的电动汽车的充电功率的公式为：
[0026][0027][0028]其中，P
q
表示电动汽车在快充模式下的充电功率，u
b
表示电动汽车在快充模式下的充电功率系数，a为处于慢充模式的充电桩数量，b为处于快充模式的充电桩数量，P
n
表示电动汽车在慢充模式下的充电功率。
[0029]一种异质电动汽车聚合管控系统，所述系统包括：
[0030]数据采集模块，用于在调度周期内，获取每个采样时刻参与充电的每个电动汽车的电量数据和参数数据；所述参数数据包括电池容量和充电功率范围；
[0031]聚合模拟模块，用于分别将所述调度周期内已获取的电量数据和参数数据代入聚合模型，获取聚合模型输出的每个采样时刻的电动汽车负荷；
[0032]滑模控制模块，用于根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数；
[0033]充电功率调节模块，用于根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节。
[0034]可选的，所述聚合模型为：
[0035][0036]其中，q(τ)表示采样时刻τ时不同用电量等级内电动汽车数量的向量，q(τ)＝[q1(τ) q2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
q
K
(τ)]T
，q1(τ)、q2(τ)和q
K
(τ)分别表示采样时刻τ时处于用电量等级1、2、K内的电动汽车数量，A表示K
×
K矩阵，
[0037]P
max
为充电桩的最大充电功率，Δx表示电动汽车电量的变化量；u(t
‑
1)表示调度时刻t
‑
1对应的充电功率系数，ω(τ)表示采样时刻τ时电动汽车数量的变化量，ω(τ)＝[ω1(τ) ω2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
ω
K
(τ)]T
，ω1(τ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质电动汽车聚合管控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在调度周期内，获取每个采样时刻参与充电的每个电动汽车的电量数据和参数数据；所述参数数据包括电池容量和充电功率范围；分别将所述调度周期内已获取的电量数据和参数数据，代入聚合模型，获取聚合模型输出的每个采样时刻的电动汽车负荷；根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数；根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节。2.根据权利要求1所述的异质电动汽车聚合管控方法，其特征在于，所述聚合模型为：其中，q(τ)表示采样时刻τ时不同用电量等级内电动汽车数量的向量，q(τ)＝[q1(τ) q2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
q
K
(τ)]
T
，q1(τ)、q2(τ)和q
K
(τ)分别表示采样时刻τ时处于用电量等级1、2、K内的电动汽车数量，A表示K
×
K矩阵，P
max
为充电桩的最大充电功率，Δx表示电动汽车电量的变化量；u(t
‑
1)表示调度时刻t
‑
1对应的充电功率系数，ω(τ)表示采样时刻τ时电动汽车数量的变化量，ω(τ)＝[ω1(τ) ω2(τ)
ꢀ…ꢀ…ꢀ
ω
K
(τ)]
T
，ω1(τ)、ω2(τ)和ω
K
(τ)分别表示采样时刻τ时处于用电量等级1、2、K内的电动汽车数量的变化量；P
C
(τ)表示采样时刻τ时聚合模型输出的电动汽车负荷，C为1
×
K行向量，C＝[P
max P
max
ꢀ…ꢀ…ꢀ
P
max
]，K表示电量等级的数量。3.根据权利要求1所述的异质电动汽车聚合管控方法，其特征在于，所述根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，确定下一个调度时刻的充电功率系数，具体包括：根据目标调度功率和每个采样时刻的电动汽车负荷的差值，采用滑模控制方法，利用公式确定下一个调度时刻的充电功率系数；其中，u(t)和u(t
‑
1)分别表示调度时刻t和调度时刻t
‑
1对应的充电功率系数；η(τ)表示采样时刻τ的充电效率，P
T
(t)表示调度时刻t的目标调度功率，P
max
表示充电桩的最大充电功率，N(t)表示聚合电动汽车的数量；
e(τ)表示目标调度功率和聚合模型输出的电动汽车负荷的差值，sat(.)表示第一分段函数，τ表示时间变量，sgn(
·
)表示符号函数，ε表示误差边界值；表示第二分段函数，θ表示中间变量，u
min
和u
max
分别表示充电功率系数的最小值和最大值。4.根据权利要求1所述的异质电动汽车聚合管控方法，其特征在于，所述根据所述充电功率系数进行充电桩充电功率的调节，具体包括：判断公式P
T
(t)＞cu
a
P
max
是否成立，获得判断结果；其中，P
T
(t)表示调度时刻t的目标调度功率，c为研究区域内充电桩的总数，u
a
表示电动汽车所能接收的最低充电功率系数，P
max
表示充电桩的最大充电功率；若所述判断结果表示否，则控制充电桩以所述充电功率系数为参与充电的每个电动汽车充电，并将目标调度功率中的剩余电量存储至蓄电池；若所述判断结果表示是，则基于用户调度策略确定对处于不同充电模式的电动汽车的充电功率，根据处于不同充电模式的电动汽车的充电功率控制充电桩对处于不同充电模式的电动汽车进行充电。5.根据权利要求4所述的异质电动汽车聚合管控方法，其特征在于，基于用户调度策略确定对处于不同充电模式的电动汽车的充电功率的公式为：确定对处于不同充电模式的电动汽车的充电功率的公式为：其中，P
q
表示电动汽车在快充模式下的充电功率，u
b
表示电动汽车在快充模式下的充电功率系数，a为处于慢充充电模式的充电桩数量，b为处于快充模式的充电桩数量，P
n
表示电动汽车在慢充模式下的充电功率。6.一种异...

【专利技术属性】
技术研发人员：武昕，吴若凡，姚丽娟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：