[发明专利]一种规模化充电站电网频率控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电网频率控制系统，更具体涉及一种规模化充电站电网频率控制系统。

背景技术：

随着可再生能源的发展，对自动发电控制(AGC)的要求越来越高，而电动汽车的快速发展给电力系统稳定运行提供了契机。AGC的主要作用是维持电网发电和负荷的平衡，但是随着可持续能源的大量涌入，使得未来电网需求平衡不能仅仅依靠传统能源。如果电动汽车电池能量参与到电力系统的频率调节中来，AGC就能够同时从发电侧和负荷侧响应频率波动，协助传统发电站。电动汽车参与频率调节方式主要有两种：集中控制和分散控制，一般情况下规模化充电站内可采用集中控制方式，而对于分散安装的充电桩较难实现集中控制，选择分散控制。本申请研究的是规模化充电站利用V2G技术辅助电网实现频率调节，充分利用电动汽车(EV)优点如响应速度快、能提供巨大即时电能，提出充电机满足电网负荷调度的需要，安排充电站内电动汽车有序充放电过程。该方案不仅能充分利用电动汽车的优势，而且还能实现不同频率调节资源之间的协调关系，提高了电网频率的稳定性，也使得可再生能源入网更加便利高效。

发明内容：

本发明的目的是提供一种规模化充电站电网频率控制系统，该系统通过规模化电动汽车参与频率波动响应，并根据充电站实时可利用充放电功率情况，有序安排充电站内电动汽车充放电。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种规模化充电站电网频率控制系统，所述控制系统包括依次连接的充电站信息发送与接收模块、充电站控制模块、控制策略输出模块和充电桩信息接收与发送模块；所述充电站信息发送与接收模块分别与电网调度中心和所述充电桩信息接收与发送模块连接。

本发明提供的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站信息发送与接收模块用于接收所述电网调度中心的调控指令和充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述电网调度中心；

所述充电站控制模块用于实现充电站的充放电优化控制；

所述控制策略输出模块用于将优化控制策略输出至所述所述充电桩信息接收与发送模块；

所述充电桩信息接收与发送模块用于收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述充电站信息发送与接收模块。

本发明提供的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站信息发送与接收模块包括电网负荷频率信号接收单元和充电站信息反馈单元；所述电网负荷频率信号接收单元是接收在电网负荷波峰或波谷时，电网的发电功率与负荷需求不匹配导致电网频率波动的信息；所述充电站信息反馈单元是收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发给电网调度中心。

本发明提供的另一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站控制模块根据接收到相应的调配负荷指令和当前充电站的情况优化充电站的充放电顺序；所述优化充电站的充放电顺序控制过程包括的步骤为建立充电站电动汽车充放电优化模型。

本发明提供的再一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站电动汽车充放电优化模型的建立过程为：

确定优化目标函数；

确定所述模型的约束。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述优化目标函数通过下式确定：

minΣt=1m||PL(t)|-PLN|]]>

其中，m为根据电动汽车控制间隔，将一天划分为的点数，t为时间，P_L(t) 为t时刻接入电动汽车后电网负荷功率，P_LN为电动汽车未参与调频的电网负荷功率额定值；

所述约束包括峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束、充放电系数约束、任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束、电池容量下限约束和用户需求约束。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束通过下式确定：