一種電動(dòng)汽車(chē)分散入網(wǎng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)分散入網(wǎng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻方法，屬于電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源危機(jī)和環(huán)境污染促使了電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)的日益推廣，也 為電網(wǎng)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。尤其通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)-電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)（VehicletoGrid,V2G) 可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和電動(dòng)汽車(chē)之間的功率流動(dòng)的獲取，電動(dòng)汽車(chē)可以為電網(wǎng)提供一些輔助服務(wù) 能力。其中，調(diào)頻被認(rèn)為是最具有潛力和實(shí)踐性的服務(wù)。
[0003] 考慮到電動(dòng)汽車(chē)作為交通工具，用戶的需求是首要目標(biāo)。在現(xiàn)有的電動(dòng)汽車(chē)參與 系統(tǒng)調(diào)頻中，往往都極少考慮電動(dòng)汽車(chē)用戶的使用需求，大都集中考慮電力系統(tǒng)的一次調(diào) 頻，或僅僅考慮了集中式的V2G方式。本發(fā)明提出了調(diào)度中心與V2G控制中心的功率分配 以及V2G控制中心與每輛分散接入的電動(dòng)汽車(chē)功率分配策略。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮了電 網(wǎng)、EV以及用戶三方面的需求，提出一種電動(dòng)汽車(chē)采用分散接入模式參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制 策略，針對(duì)不同的用戶的行車(chē)安排，提出了相應(yīng)的參與調(diào)頻控制方法："隨調(diào)"模式和"固調(diào)" 模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車(chē)分散入網(wǎng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻方法，該方法給出了V2G控 制中心與每輛分散接入的電動(dòng)汽車(chē)的功率分配策略。在此基礎(chǔ)，基于用戶的行車(chē)安排，提出 了兩種調(diào)頻模式。
[0005] 本發(fā)明提出方法，包含如下步驟：
[0006] 步驟1)，V2G控制中心查詢參與調(diào)頻的V2G數(shù)量、荷電狀態(tài)S0C以及功率限額等信 息；
[0007]步驟2)，調(diào)度中心獲取V2G控制中心上報(bào)的可參與調(diào)頻容量S1;
[0008]步驟3)，調(diào)度中心根據(jù)V2G控制中心上報(bào)的容量，把調(diào)頻功率Ptotal按比例分?jǐn)?，?后各V2G控制中心獲取調(diào)度中心下發(fā)的功率命令P」
[0010]步驟4)，V2G控制中心根據(jù)用戶的用車(chē)需求，選擇相應(yīng)的V2G參與調(diào)頻控制方法。 如果用戶有隨時(shí)取車(chē)的需求且滿0. 6〈S0C〈0. 8這一條件，該類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行步驟5 "隨調(diào)" 模式；如果用戶有不用車(chē)的固定時(shí)段且滿足〇. 3〈S0C〈0. 8這一條件，該類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行步 驟6 "固調(diào)"模式，否則不參與調(diào)頻；
[0011] 步驟5)，V2G終端采用"隨調(diào)"模式，V2G參與一次調(diào)頻。在獲取到電網(wǎng)頻率偏移 后，根據(jù)下垂控制原理制定電動(dòng)汽車(chē)充放電功率Plik
[0012] Plk=K*Af
[0013] 然后如果電動(dòng)汽車(chē)的充放電量Plik大于最大充放電功率，則令Plik =最大充放電 功率后，再輸出piik;否則，直接輸出pIik;
[0014] 步驟6)，V2G終端采用"固調(diào)"模式，根據(jù)S0C值，控制V2G在一次調(diào)頻和二次調(diào)頻 之間切換；
[0015]步驟6. 1)，如果S0C在[0. 6, 0. 8]這一區(qū)間，該電動(dòng)汽車(chē)參與二次調(diào)頻，進(jìn)行步驟 6. 2 ;否則，該電動(dòng)汽車(chē)參與一次調(diào)頻，進(jìn)行步驟6. 4 ;
[0016]步驟6. 2)，V2G控制中心按比例給電動(dòng)汽車(chē)分配二次調(diào)頻功率Ρ2ι1;
[0017]步驟6. 2. 1)，按照調(diào)度中心發(fā)布的匕，計(jì)算每輛汽車(chē)充放電功率P1;
[0018] 當(dāng)調(diào)度中心發(fā)布的充電功率時(shí)，每輛V2G的充電功率PiS:
[0019] Px=P^l-SOC,)/Σ(l-soc,)
[0020] 當(dāng)調(diào)度中心發(fā)布的Pr為放電功率時(shí)，每輛V2G的放電功率PiS:
[0022] 步驟6. 2. 2)，將每輛汽車(chē)充放電功率？1與最大充放電功率進(jìn)行比較，如果越限，則 =最大充放電功率，同時(shí)在N中排除該編號(hào)，由P_累計(jì)汽車(chē)達(dá)到最大充放電功率的功 率總額；
[0023]步驟6. 2. 3)，根據(jù)公式Pf=P，獲得新的Pf;
[0024] 步驟6. 2. 4)，新得到的P在新的N中，循環(huán)上述的過(guò)程，直到被最大限度的分配給 V2G；
[0025] 步驟6. 2. 5)，給每輛汽車(chē)發(fā)送功率指令；
[0026] 步驟6.3)，如果電動(dòng)汽車(chē)的二次調(diào)頻功率Ρ2ι1大于最大充放電功率，令Ρ2ι1 =最大 充放電功率后，輸出二次調(diào)頻功率p2ii;否則，直接輸出P2ii;
[0027] 步驟6.4)，首先在獲取到電網(wǎng)頻率偏移后，根據(jù)下垂控制原理制定電動(dòng)汽車(chē)充/ 放電功率ΡιΛ，其中下垂系數(shù)取最大值；然后計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)的充電功率Ρι%根據(jù)上述計(jì)算結(jié) 果，得到電動(dòng)汽車(chē)的一次調(diào)頻功率i
[0028]
[0029] 如果電動(dòng)汽車(chē)的一次調(diào)頻Pu大于最大充放電功率，令PUl =最大充放電功率后， 輸出一次調(diào)頻功率i;否則，直接輸出Pui;
[0030]步驟6. 5)，查詢電動(dòng)汽車(chē)的S0C信息，如果電動(dòng)汽車(chē)在參與二次調(diào)頻的過(guò)程中， S0C值〈0. 6,此時(shí)切換到一次調(diào)頻模式；如果電動(dòng)汽車(chē)在參與一次調(diào)頻的過(guò)程中，S0C值 >0. 6,此時(shí)切換到二次調(diào)頻模式；
[0031]步驟7)，檢測(cè)系統(tǒng)頻率檢測(cè)系統(tǒng)頻率，如果系統(tǒng)頻率恢復(fù)，則退出調(diào)頻；否則重復(fù) 上述步驟，直至系統(tǒng)頻率恢復(fù)。
[0032] 進(jìn)一步，本發(fā)明在隨調(diào)模式中，在維持電池荷電狀態(tài)的頻率下垂控制結(jié)構(gòu)可描述 為：下垂控制器根據(jù)電網(wǎng)頻率偏移，制定電動(dòng)汽車(chē)充/放電功率。所述下垂控制器的控制方 法如下：

[0041] 在上述式中，SOCu為k時(shí)刻第i輛電動(dòng)汽車(chē)電池的荷電狀態(tài)；S0CΓη為第i輛電 動(dòng)汽車(chē)允許最小荷電狀態(tài)；SOCV?為第i輛電動(dòng)汽車(chē)允許最大荷電狀態(tài)；S0C，為第i輛電 動(dòng)汽車(chē)的初始荷電狀態(tài)為最大充/放電下垂系數(shù)；K\k為第i輛電動(dòng)汽車(chē)，在k時(shí)刻 充電下垂系數(shù)；Kdlik為第i輛電動(dòng)汽車(chē)，在k時(shí)刻放電下垂系數(shù)。
[0042] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0043] 1.針對(duì)目前頻率信號(hào)獲取方式中存在信號(hào)的可靠性和投資成本這兩方面的制衡 問(wèn)題，本分明提出V2G控制中心的概念。將電動(dòng)汽車(chē)分區(qū)域，由每個(gè)區(qū)域的V2G控制中心接 受上級(jí)調(diào)度的指令，保證了頻率信號(hào)獲取可靠性的同時(shí)，一定程度上減少了投資成本。
[0044] 2.本發(fā)明提出一種V2G控制中心對(duì)每輛電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻功率分配策略。根據(jù)比例分 攤法，將調(diào)頻功率分配給該區(qū)域各電動(dòng)車(chē)，作為電動(dòng)汽車(chē)參與調(diào)頻的調(diào)頻量。
[0045] 3.本發(fā)明以用戶的需求為首要目標(biāo)，提出了電動(dòng)汽車(chē)參與調(diào)頻的兩種模式："隨 調(diào)"模式和"固調(diào)模式"。當(dāng)用戶需要隨時(shí)取用電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，可以選擇"隨調(diào)"模式，控制電動(dòng) 汽車(chē)只參與一次調(diào)頻；當(dāng)用戶在固定時(shí)段內(nèi)無(wú)行車(chē)需求時(shí)，可以選擇"固調(diào)"模式，并根據(jù)電 動(dòng)汽車(chē)的S0C值，控制電動(dòng)汽車(chē)在一次充電調(diào)頻和二次調(diào)頻之間切換。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1V2G參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的主要流程
[0047] 圖2V2G參與電網(wǎng)調(diào)頻等效示意圖
[0048] 圖3V2G控制中心功率分配流程圖
[0049] 圖4隨調(diào)模式下V2G參與一次調(diào)頻的主要流程
[0050] 圖5固調(diào)模式下V2G參與一二次調(diào)頻流程
【具體實(shí)施方式】
[0051] 參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車(chē)分散入網(wǎng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的控制方 法，其中V2G控制中心與調(diào)度中心和V2G之間的通訊信號(hào)方向如圖2所示，具體包含以下步 驟：
[0052]步驟1)，V2G控制中心查詢參與調(diào)頻的V2G數(shù)量、S0C以及功率限額等信息；
[0053]步驟2)，調(diào)度中心獲取V2G控制中心上報(bào)的可參與調(diào)頻容量S1;
[0054]步驟3)，調(diào)度中心根據(jù)V2G控制中心上報(bào)的容量，把調(diào)頻功率Ptotal按比例分?jǐn)?，?后各V2G控制中心獲取調(diào)度中心下發(fā)的功率命令P」
[0056]步驟4)，V2G控制中心根據(jù)用戶的用車(chē)需求，選擇相應(yīng)的V2G參與調(diào)頻控制方法。 如果用戶有隨時(shí)取車(chē)的需求且滿0. 6〈S0C〈0. 8這一條件，該類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行步驟5 "隨調(diào)" 模式；如果用戶有不用車(chē)的固定時(shí)段且滿〇. 3〈S0C〈0. 8這一條件，該類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行步驟 6 "固調(diào)"模式；否則不參與調(diào)頻；
[0057]步驟5)，V2G終端采用"隨調(diào)"模式，參與一次調(diào)頻，如圖4所示，步驟如下；
[0058]步驟5. 1)，獲取頻率波動(dòng)信號(hào)Δf;
[0059] 步驟5. 2)，根據(jù)S0C初始值，計(jì)算下垂控制系數(shù)K;
[0060]步驟5. 3)，根據(jù)步驟4. 2的計(jì)算結(jié)果，確定電動(dòng)汽車(chē)的充放電量Plik;
[0061] Plk=K*Af
[0062] 步驟5. 4)，如果電動(dòng)汽車(chē)的充放電量Pik大于最大充放電功率，令Pik =最大充放 電功率后，再輸出Pik;否則，直接輸出