一種電動(dòng)汽車(chē)充電與間歇性電源協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充電與間歇性電源協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源的日益緊缺與人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，電動(dòng)汽車(chē)和以風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站為主的間歇性電源得到快速發(fā)展。但是，由于電動(dòng)汽車(chē)充電作為一種負(fù)荷，在時(shí)空上具有很大的隨機(jī)性，如果不加以引導(dǎo)，大量電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電會(huì)降低電網(wǎng)電能質(zhì)量，增加網(wǎng)損，給電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。
[0003]另一方面，風(fēng)電和光伏等間歇性電源出力具有很大的波動(dòng)性和隨機(jī)性，其接入電網(wǎng)的能力受限于電網(wǎng)調(diào)峰電源的調(diào)峰能力，因此會(huì)出現(xiàn)棄風(fēng)棄光等現(xiàn)象。
[0004]為了提高風(fēng)電、光伏等間歇性電源利用率，并降低大量電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電可能給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，急需建立一種廣域和局域電動(dòng)汽車(chē)充電與間歇性電源協(xié)同調(diào)度的架構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供了一種電動(dòng)汽車(chē)充電與間歇性電源協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)需求的同時(shí)，最大化風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源利用率、降低電網(wǎng)峰谷差率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)低碳運(yùn)營(yíng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種電動(dòng)汽車(chē)充電與間歇性電源協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)，包括:風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)和協(xié)同調(diào)度主站；
[0008]所述風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)容量劃分為大型風(fēng)電場(chǎng)和小型風(fēng)電場(chǎng)，所述光伏電站根據(jù)容量劃分為大型光伏電站和小型光伏電站，所述電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施根據(jù)其配電變壓器額定容量的百分比和輸配電線路額定功率的百分比劃分為大型充換電站、小型充換電站和分散充電粧；
[0009]所述大型風(fēng)電場(chǎng)、大型光伏電站和大型充換電站分別直接與協(xié)同調(diào)度主站雙向通信；所述小型風(fēng)電場(chǎng)、小型光伏電站、小型充換電站和分散充電粧分別通過(guò)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)間接與協(xié)同調(diào)度主站通信；
[0010]所述協(xié)同調(diào)度主站接收風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施以及運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并處理，下發(fā)調(diào)度命令或者調(diào)度引導(dǎo)信息。
[0011]所述運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)包括風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)和充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，其中，
[0012]風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與小型風(fēng)電場(chǎng)通信，光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與小型光伏電站通信，充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與小型充換電站、分散充電粧分別通信；
[0013]風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通過(guò)雙向?qū)崟r(shí)通信接收協(xié)同調(diào)度主站的控制命令或引導(dǎo)信息；光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通過(guò)雙向?qū)崟r(shí)通信接收協(xié)同調(diào)度主站的控制命令或引導(dǎo)信息；充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通過(guò)雙向?qū)崟r(shí)通信接收協(xié)同調(diào)度主站的控制命令或引導(dǎo)信息。
[0014]所述協(xié)同調(diào)度主站通過(guò)專(zhuān)線或者公網(wǎng)通信方式與風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站和電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施及各運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示，同時(shí)下發(fā)調(diào)度命令或者調(diào)度引導(dǎo)信息；存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含但不限于發(fā)電側(cè)的當(dāng)前功率和歷史功率以及用電側(cè)的當(dāng)前需求功率和歷史需求功率；協(xié)同調(diào)度主站根據(jù)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的歷史功率，預(yù)測(cè)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)未來(lái)功率。
[0015]所述大型風(fēng)電場(chǎng)設(shè)有自身監(jiān)控系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)自身功率預(yù)測(cè)、接收協(xié)同調(diào)度主站的調(diào)度曲線和上傳調(diào)度信息，根據(jù)需要配備儲(chǔ)能裝置。
[0016]所述小型風(fēng)電場(chǎng)包括分散的單個(gè)風(fēng)電機(jī)或分散的幾個(gè)風(fēng)電機(jī)，小型風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)匯總后與協(xié)同調(diào)度主站通信，所述小型風(fēng)電場(chǎng)設(shè)有監(jiān)控單元，用于接收風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)控制指令，并根據(jù)指令啟停風(fēng)電機(jī)。
[0017]所述大型光伏電站設(shè)有自身監(jiān)控系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)自身不同時(shí)間尺度的功率預(yù)測(cè)、接收協(xié)同調(diào)度主站調(diào)度曲線和上傳調(diào)度信息，根據(jù)需要配備儲(chǔ)能裝置。
[0018]所述小型光伏電站包括家庭光伏發(fā)電裝置和辦公樓光伏發(fā)電裝置，小型光伏電站通過(guò)光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)匯總后與協(xié)同調(diào)度主站通信，所述小型光伏電站設(shè)有監(jiān)控單元，用于根據(jù)光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)下發(fā)的控制指令啟停光伏電站。
[0019]所述充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是連接協(xié)同調(diào)度主站和小型充換電設(shè)施或分散充電粧的中間層機(jī)構(gòu)，用于接收來(lái)自協(xié)同調(diào)度主站的調(diào)度曲線，并據(jù)此給其管理的小型充換電站和分散充電粧下發(fā)控制指令，搜集其管理的小型充換電站和分散充電粧的監(jiān)控信息并上傳給協(xié)同調(diào)度主站。
[0020]電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施通過(guò)協(xié)同調(diào)度主站或者運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)得到所在電網(wǎng)局部的負(fù)載大小、風(fēng)力發(fā)電功率以及光伏發(fā)電功率，通過(guò)控制電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施的充電時(shí)間占比改變自身充電或者放電功率，使得電網(wǎng)局部等效負(fù)荷曲線峰谷差率降低，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)協(xié)問(wèn)調(diào)度。
[0021]電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施根據(jù)協(xié)同調(diào)度主站下發(fā)的調(diào)度引導(dǎo)信息，使用目標(biāo)優(yōu)化算法，比如粒子群優(yōu)化算法，通過(guò)控制充換電設(shè)施充電時(shí)間占比改變自身充電或者放電功率，降低電網(wǎng)全局等效負(fù)荷峰谷差；實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)協(xié)同調(diào)度；
[0022]所述調(diào)度引導(dǎo)信息為協(xié)同調(diào)度主站定性或定量描述電網(wǎng)不同局部或者電網(wǎng)全局匯總的負(fù)載大小、風(fēng)電發(fā)電功率大小、光伏發(fā)電功率大小的信息；所述調(diào)度引導(dǎo)信息作為各局部電動(dòng)汽車(chē)改變充放電功率的條件。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024](I)提高了風(fēng)電、光伏等間歇性電源利用率，減少了棄風(fēng)棄光等現(xiàn)象；
[0025](2)由于電動(dòng)汽車(chē)既是一種負(fù)荷，又是一種儲(chǔ)能裝置，通過(guò)本發(fā)明可以使電動(dòng)汽車(chē)在可再生能源充足的情況下盡可能多充電，在電網(wǎng)等效負(fù)荷高峰時(shí)期盡可能少充電，使電網(wǎng)在少增加調(diào)峰電源的基礎(chǔ)上提高風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源的消納率，提高了電力系統(tǒng)地安全經(jīng)濟(jì)低碳運(yùn)行能力。
[0026](3)本發(fā)明運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)作為小型風(fēng)電場(chǎng)、小型光伏電站以及小型充電站與協(xié)同調(diào)度主站的中間層，實(shí)現(xiàn)對(duì)其數(shù)據(jù)的處理，減少了協(xié)同調(diào)度主站的數(shù)據(jù)處理量，加快了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理效率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)通信示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)主要由以下幾部分組成，間歇性電源、協(xié)同調(diào)度主站、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)和充換電設(shè)施。
[0031 ] 間歇性電源主要包括風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站。
[0032]I)風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)容量的大小又可分為大型風(fēng)電場(chǎng)和小型風(fēng)電場(chǎng)。本實(shí)施例大型風(fēng)電場(chǎng)為通過(guò)1kV專(zhuān)線或大于1kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，且最大發(fā)電功率大于6000kW的風(fēng)電場(chǎng)；小型風(fēng)電場(chǎng)為小等于1kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，且最大發(fā)電功率小于6000kW的風(fēng)電場(chǎng)。
[0033]大型風(fēng)電場(chǎng)直接和協(xié)同調(diào)度主站雙向通信，配備有自身監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史風(fēng)速等自然環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)有的功率預(yù)測(cè)算法。能夠?qū)崿F(xiàn)功率預(yù)測(cè)、接收調(diào)度曲線和上傳調(diào)度信息等基本功能，根據(jù)需要可以有選擇的配備儲(chǔ)能裝置；小型風(fēng)電場(chǎng)主要指分散的單個(gè)風(fēng)電機(jī)或分散的幾個(gè)風(fēng)電機(jī)，由風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)統(tǒng)一管理，風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與協(xié)同調(diào)度主站雙向通信，小型風(fēng)電場(chǎng)配備有監(jiān)控單元，具有接收風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)控制指令，根據(jù)指令啟停風(fēng)電機(jī)等基本功能。
[0034]2)光伏電站根據(jù)容量的大小分為大型光伏電站和小型光伏電站。本實(shí)施例中大型光伏電站為通過(guò)1kV專(zhuān)線或大于1kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，且峰值功率大于6000kW的光伏電站；小型光伏電站為小等于1kV電壓等級(jí)接入電網(wǎng)，且峰值功率小于6000kW的光伏電站。
[0035]大型光伏電站容量較大，直接和協(xié)同調(diào)度主站雙向通信，自身配備監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史不同時(shí)間段光照強(qiáng)度等自然環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合光伏電站裝機(jī)總?cè)萘?，運(yùn)用現(xiàn)有的光電功率預(yù)測(cè)算法，具有不同時(shí)間尺度的功率預(yù)測(cè)、接收調(diào)度曲線和上傳調(diào)度信息等基本功能，根據(jù)需要可以有選擇的配備儲(chǔ)能裝置；小型光伏電站主要包括家庭光伏發(fā)電裝置、辦公樓光伏發(fā)電裝置等小型分布式電源，數(shù)量眾多，直接與協(xié)同調(diào)度主站通信不現(xiàn)實(shí)也不滿(mǎn)足電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，因此，小型光伏電站應(yīng)通過(guò)光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)匯總后與協(xié)同調(diào)度主站通信，小型光伏電站配備的監(jiān)控單元應(yīng)具有根據(jù)光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)下發(fā)的控制指令啟停光伏電站的功能。
[0036]運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)包括風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)和充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。
[0037]I)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，其管理多個(gè)小型風(fēng)電場(chǎng)，作為小型風(fēng)電場(chǎng)和協(xié)同調(diào)度主站的中間層機(jī)構(gòu)。一方面負(fù)責(zé)匯總各個(gè)小型風(fēng)電場(chǎng)上傳的監(jiān)控信息，處理后上傳給協(xié)同調(diào)度主站；另一方面，接收協(xié)同調(diào)度主站下發(fā)的引導(dǎo)信息，根據(jù)每個(gè)小型風(fēng)電場(chǎng)的具體情況，把獲得的引導(dǎo)信息分配給各個(gè)小型風(fēng)電場(chǎng)。因此，風(fēng)電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)減小了協(xié)同調(diào)度主站的數(shù)據(jù)處理量。
[0038]2)光伏運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，其管理多個(gè)小型光伏電站，作為小型光伏電站和協(xié)同調(diào)度主站的中間層機(jī)構(gòu)。一方面負(fù)責(zé)匯總各個(gè)小型光伏電站上傳的監(jiān)控信息，處理后上傳給協(xié)同調(diào)度主站；另一方面，接收協(xié)同調(diào)度主站下發(fā)的引導(dǎo)信息，根據(jù)每個(gè)小型光伏電站的具體情況，把獲得的引導(dǎo)信息分配給各個(gè)小型光伏電站。
[0039]3)充電運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是連接協(xié)同調(diào)度主站和小型充換電設(shè)施或分散充電粧的中間層機(jī)構(gòu)，其能夠接收來(lái)自協(xié)同調(diào)度主站的調(diào)度曲線，并據(jù)此給其管理的小型充換電站和分散充電粧下發(fā)控制指令，也可以搜集其管理的小型充換電站和分散充電粧的監(jiān)控信息并上傳給協(xié)同調(diào)度主站。
[0040]充換電設(shè)施是電動(dòng)汽車(chē)提供電能的