规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法技术

一种规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，根据电动汽车电池充放电深度

【技术实现步骤摘要】
规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法


[0001]本专利技术涉及的是一种电力系统领域的技术，具体是一种规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法。

技术介绍

[0002]在“两个细则”管理办法推行的背景下，以传统火电机组为主的调频方式已无法较好地适应和满足电网发展的快车道，利用电动汽车的储能特性参与调频具有很好的发展前景，所以研究规模化电动汽车以聚合商形式辅助机组参与AGC性能考核的指令分解策略具有重要的意义。如今在这方面的研究主要考虑电动汽车车主的充电需求和电池寿命损耗，在充电需求方面方面，有利用充电时间裕度来衡量每辆电动汽车的充电迫切性，从而对调频指令进行分解，也有根据电动汽车可调度容量的水平对电动汽车的调频功率进行分配，从而使每辆车的整体电量水平趋于一致，在电池寿命损耗方面一般都以充放电次数来等效寿命损耗，模型过于简单，部分研究综合这两个方面利用权重的方法同时考虑寿命损耗和电动汽车的可调度容量，从而确定每辆电动汽车的优先级来分解调频指令，但对于寿命损耗的模型建立的过于简单且权重的确定过于主观，所以提出一种客观综合考虑这两个方面的规模化电动汽车调频指令分解方法。
[0003]现有技术在考虑规模化电动汽车指令分解满足车主充电需求的时候多针对电动汽车可调度容量，但在调频指令分解的时候更多针对的是短时间尺度内电动汽车的实时可调度能力。
[0004]现有技术在考虑规模化电动汽车指令分解电池寿命损耗的时候建立的寿命损耗模型过于简单，就以充放电次数来等效寿命损耗，所以本专利技术根据电动汽车电池充放电深度
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循环寿命次数曲线转化得到精细化的电池寿命损耗曲线，从而更好地考虑这一方面。
[0005]3.现有技术在综合考虑规模化电动汽车车主充电需求和电池寿命损耗的时候一种方法是使用权重，但这种方法过于主观，另一种方法是通过多目标优化的方法进行求解，但调频指令分解的时间尺度较短，参与的电动汽车数目又比较大，优化的方法难以满足对应的时间精度
[0006]文献《计及配电网拥塞的集群电动汽车参与二次调频方法研究》陈浩,胡俊杰,袁海峰,等.计及配电网拥塞的集群电动汽车参与二次调频方法研究[J].中国电力,2021,54(12):162
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169.公开了根据电动汽车可调度容量的水平对电动汽车的调频功率进行分配，从而使每辆车的整体电量水平趋于一致，但是在整个规模化电动汽车调频指令分解的过程中没有考虑到电动汽车电池寿命损耗。
[0007]文献《基于用户意愿和出行规律的电动汽车充电负荷分配策略》党杰,汤奕,宁佳,等.基于用户意愿和出行规律的电动汽车充电负荷分配策略[J].电力系统保护与控制,2015,43(16):8
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15.在规模化电动汽车调频指令分解中考虑到了电池寿命损耗，但以充放电次数来等效寿命损耗过于简单。

技术实现思路

[0008]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，将电动汽车接入整个时间段的可调度容量可行域转化为实时可调度功率计算模型，根据实时可调度功率模型来考虑分解的公平性，分段线性化电池寿命损耗模型，再根据不同分段的可调度能力分解调频指令，使整个分解方法客观综合地考虑车主的充电需求和电池寿命损耗，有着更好的分解效果。
[0009]本专利技术的技术解决方案如下：
[0010]一种规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，其特征在于，包括步骤如下：
[0011]步骤1：根据电动汽车的实时数据，利用提出的电动汽车实时可调度功率计算模型计算每辆车当前时刻的可调度功率，将对应时刻每辆车的实时可调度功率进行累加得到聚合商总的实时可调度功率；
[0012]步骤2：根据机组参与AGC性能考核指标提出电动汽车辅助机组参对应的分时段控制策略，结合步骤1所得到的聚合商实时可调度功率得到聚合商当前时刻实际响应的调频指令；
[0013]步骤3：利用提出的综合考虑公平性和经济性的规模化电动汽车调频指令分解策略，将步骤2得到的聚合商实际响应的调频指令分解给每辆电动汽车。
[0014]步骤4：根据每辆电动汽车得到的调频指令更新其实时状态，判断是否完成整个调度时段过程，若否，则重复步骤1
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步骤3，若是，则完成了整个调度时段规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解。
[0015]其中，步骤1包括如下步骤：
[0016]步骤1.1：读取单辆车的实时数据，包括当前时刻对应计划的电量状态，充电结束时间以及充电结束时的期望电量，利用对应的实时数据计算单辆车的实时可调度功率：
[0017][0018][0019][0020]其中，表示第j辆车在当前时刻对应计划的电量状态，表示第j辆车在下一时刻为满足用户充电需求所对应的最小电量状态，t
j,end
表示第j辆车对应的充电结束时间，P
j,t
表示第j辆车在该时刻对应的计划充电功率，分别表示第j辆车在当前时刻的可上调功率和可下调功率，表示第j辆车充电结束时的期望电量，P
max
,S
max
分别表示充电功率的上限和充电电量的上限，η
ch
,η
dis
表示对应的充电效率和放电效率，Δt表示时间间隔。
[0021]步骤1.2：按照步骤1.1的方法计算当前接入的每辆电动汽车的实时可调度功率。
[0022]步骤1.3：根据步骤1.2计算得到的每辆电动汽车的试试可调度功率计算聚合商的实时可调度功率：
[0023][0024][0025]其中，分别表示对应时刻聚合商的实时可上调功率和可下调功率，N
t
表示对应时刻聚合商内接入的电动汽车数目。
[0026]其中，步骤2包括如下步骤：
[0027]步骤2.1：结合机组参与AGC性能考核指标：响应时间、调频速度和调频精度，提出电动汽车辅助机组参对应的的分时段控制策略，分为三个考核时段：响应初期、稳定期以及非考核期。
[0028]1.响应初期：响应初期的目标是以最经济和最快的方式爬出动作死区以使得响应时间指标最小，因此使联合响应效果在最小采样周期跳出动作死区，对应聚合商需要的AGC响应功率需求为：
[0029][0030]其中，P
treq
对应该时刻机组考核需求的AGC响应功率，P
sde
对应机组考核的动作死区，P
G,t
对应该时刻机组的实际出力，P
AGC,t
对应该时刻的AGC指令。
[0031]2.稳定期：稳定期的目标是以出力尽可能接近AGC指令值从而减小调节误差使得调节精度指标最大，对应聚合商需要的AGC响应功率需求为：
[0032]P
treq
＝
‑
(P
AGC,t
‑
P
G,t
)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1：根据电动汽车的实时数据，利用电动汽车实时可调度功率计算模型计算每辆车当前时刻的可调度功率，将对应时刻每辆车的实时可调度功率进行累加得到聚合商总可调度功率；步骤2：根据机组参与AGC性能考核指标提出电动汽车辅助机组参对应的分时段控制策略，结合步骤1所得到的聚合商实时可调度功率得到聚合商当前时刻实际响应的调频指令；步骤3：利用提出的综合考虑公平性和经济性的规模化电动汽车调频指令分解策略，将步骤2得到的聚合商实际响应的调频指令分解给每辆电动汽车；步骤4：根据每辆电动汽车得到的调频指令更新其实时状态，判断是否完成整个调度时段过程，若否，则重复步骤1
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步骤3，若是，则完成了整个调度时段规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解。2.根据权利要求1所述的规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1：获取每辆电动汽车的实时数据，包括当前时刻对应计划的电量状态、充电结束时间、充电结束时的期望电量、计划充电功率；步骤1.2：计算每辆电动汽车的实时可上、下调度功率和公式如下：公式如下：公式如下：其中，表示第j辆车在当前时刻对应计划的电量状态，表示第j辆车在下一时刻为满足用户充电需求所对应的最小电量状态，t
j,end
表示第j辆车对应的充电结束时间，P
j,t
表示第j辆车在该时刻对应的计划充电功率，分别表示第j辆车在当前时刻的可上调功率和可下调功率，表示第j辆车充电结束时的期望电量，P
max
,S
max
分别表示充电功率的上限和充电电量的上限，η
ch
,η
dis
表示对应的充电效率和放电效率，Δt表示时间间隔；步骤1.3：计算聚合商t时刻总的可上、下调度功率和公式如下：公式如下：
其中，N
t
表示对应时刻聚合商内接入的电动汽车数目。3.根据权利要求1所述的规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1：根据机组参与AGC性能考核指标分为响应初期、稳定期和非考核期三个考核时段对应聚合商需要的AGC响应功率需求；所述响应初期对应聚合商需要的AGC响应功率需求为：其中，P
treq
对应该时刻机组考核需求的AGC响应功率，P
sde
对应机组考核的动作死区，P
G,t
对应该时刻机组的实际出力，P
AGC,t
对应该时刻的AGC指令；所述稳定期对应聚合商需要的AGC响应功率需求为：P
treq
＝
‑
(P
AGC,t
‑
P
G,t
)
ꢀꢀꢀ
(7)所述非考核期对应聚合商需要的AGC响应功率需求为：步骤2.2：根据步骤1计算得到的聚合商的实时可调度功率以及机组考核需求的AGC响应功率，确定聚合商的实际响应功率P
tres
，公式如下4.根据权利要求1所述的规模化电动汽车辅助机组参与AGC性能考核的指令分解方法，其特征在于，所述步骤3包括如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开宇，沈冰，时珊珊，赵诣，陈冉，冯冬涵，张华，周云，纪坤华，伊尹，王云，占书河，
申请(专利权)人：华东电力试验研究院有限公司上海交通大学，
类型：发明
国别省市：