[发明专利]一种大规模电动汽车充电负荷的分布式联合协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大规模电动汽车充电负荷的分布式联合协调控制方法，属于能源管理技术领域。

背景技术

电动汽车相较传统汽车具有节能环保、低碳减排等优点，在解决能源危机以及环境污染等问题具有显著优势，受到了世界各国政府的青睐。在中国，国家大力推动电力汽车行业的发展，2012年国务院提出了“2015年，纯电动汽车和插电混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆』的宏伟目标。可以预见，在电动汽车广泛普及的未来，其充电负荷的接入将给电网带来不可忽视的影响。有研究表明，如不对电动汽车充电负荷加以协调控制，大量电动汽车用户将于下班回家后将电动汽车接入电网充电，导致充电高峰与居民用电高峰时间重叠，造成峰谷差加剧、电压下降、变压器过载、网损增加等问题，将对电网的安全经济运行造成威胁。通过出台分时电价机制以及采用适当的控制方法可以引导电动汽车在用电低谷时段进行充电，清华大学胡泽春等人之前提出了一种充电站内的电动汽车协调充电控制方法（专利申请号：201110023668.4），在分时电价的前提下采用该控制方法，可在满足用户充电需求的基础上，引导电动汽车在夜间负荷低谷时段进行充电，但该有序充电策略的不足在于，在电动汽车渗透率较大的情况下，在低谷电价开始时段会形成电动汽车充电尖峰，造成配电网网损增加，变压器过载等问题。因此，有必要研究、发展电动汽车的削峰填谷错峰充电有序协调控制技术。传统的电动汽车有序充电协调控制方法中，往往采取集中控制的模式。即各电动汽车向有序充电协调中心上传电池荷电状态（State of Charge,SOC）等信息，由协调中心求解一个大规模非线性混合整数规划问题，再将各优化结果传输给电动汽车。其不足在于该非线性混合整数规划问题的优化变量与电动汽车数量呈正比，在控制的电动汽车数量很多时，往往会使得求解时间过长或难以求得最优解，且须向各电动汽车分别下发不同指令，对通讯设施具有较高的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种大规模电动汽车充电负荷的分布式联合协调控制方法，在考虑电动汽车用户充电需求以及隐私信息保护的基础上，运用客户端以及协调中心的双层控制结构，实现电动汽车的错峰充电。

本发明提出的大规模电动汽车充电负荷的分布式联合协调控制方法，包括以下步骤：

（1）控制系统的客户端分别从用户侧获取充电起始时间t_start和充电结束时间t_end、从电池管理系统获取用户电动汽车当前电池容量B和当前电池荷电状态SOC以及从充电桩控制系统获取充电桩的充电功率P和充电效率η；

（2）客户端根据上述获取的信息，计算电动汽车的充电时长并设定电动汽车的初始充电功率为L_0,n(t)，n＝1,2,…,N_EV，t＝1,2,…,T_max，其中n为客户端编号，N_EV为被控电动汽车数量，t为采样序号，T_max为最大采样序号，各采样时刻之间的间隔为Δt，在时段[t_start,t_start+T]内，电动汽车的初始充电功率L_0,n(t)等于充电桩的充电功率P，在[t_start,t_start+T]的以外时段，电动汽车的初始充电功率为零，客户端将初始充电功率L_0,n(t)发送给控制系统的协调中心；

（3）控制系统的协调中心从电力系统获取电力系统预测的当日常规负荷曲线L_base(t)，根据控制系统各客户端的初始充电功率L_0,n(t)，计算所有被控电动汽车充电所需的能量E_EV：