[发明专利]基于两阶段交叉控制的电动汽车集群功率调节方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于两阶段交叉控制的电动汽车集群功率调节方法及系统，包括以下步骤：1)建立电动汽车集群有功无功混合控制的并网模型，确定对电动汽车集群进行有功无功优化控制的目标函数及其约束条件；2)建立对电动汽车集群进行有功优化的目标函数及其约束条件；3)将电动汽车集群的充电时段划分为若干功率控制时段；4)对有功功率控制的目标函数进行求解，得到有功功率优化结果；5)建立对电动汽车集群并网无功优化的目标函数及其约束条件；6)对无功优化的目标函数进行求解，得到无功功率优化结果；7)重复步骤4)～6)，在各功率控制时段内对电动汽车集群进行有功优化和无功优化。本发明可广泛应用于电动汽车集群功率调节。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车集群的功率调节方法及系统，特别是关于一种基于两阶段交叉控制的电动汽车集群功率调节方法及系统。

背景技术

为了减少对石油资源的消耗，缓解环境污染问题，各方正在寻求有效的方法，清洁能源的使用受到人们的广泛重视。其中，电动汽车以电代油，能够实现“零排放”与“低噪音”，正在逐渐替代传统燃油汽车，成为解决能源消耗和环境污染的重要手段。但是，电动汽车需要接入电网进行充电，一方面增加了电网的负荷，对电力供需平衡和电力系统的安全稳定性带来挑战；另一方面电动汽车停靠充电时间长，若能进行合适的调控，具有作为移动电池储能参与电网调节的潜力。电动汽车充换电设施在配电网中的大范围推广和建设为电动汽车充电控制提供了基础，而电力电子设备作为电动汽车储能电池和配电网线路之间的接口，保证了电动汽车充电功率控制的快速性和灵活性。同时，随着智能配电系统的建设，用户需求响应技术借助其双向通信网络，先进量测技术和先进决策支持系统，对用户用电模型进行调整，直接管理或引导用户改变自身电能消费行为，促进供需两侧的优化平衡，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的高效运行。对大规模接入电网的电动汽车进行充电功率控制是用户需求响应技术的一种重要控制手段和资源形式，电动汽车集群并网的电池能量管理也可视为一种虚拟储能系统，平抑分布式可再生能源接入电网引起的功率波动，进一步增加清洁能源所带来的经济和环境方面的价值。因此，如何在满足电动汽车用户需求的同时充分利用电动汽车充电能量为电网提供的可控资源，如何针对电动汽车集群并网的特点提升调控水平和经济环境效益，将成为智能配用电和电动汽车并网控制中需要解决的关键问题。

现如今，国内外已致力于从定量的技术角度研究如何调节电动汽车的充电功率为电网提供多种辅助服务。例如：提出了电动汽车充电负荷的估算方法和对电网电能质量影响的评估分析方法，建立了包含电动汽车用户和配电网架构的电动汽车并网控制模型；将电动汽车集群的控制器作为中间单元与电网交互，提出多层控制结构以降低控制难度和通信负担；建立以电动汽车充放电功率为控制变量的能量优化调度模型，采用智能优化算法求解多目标多时间段的优化调度问题，通过对电动汽车功率的调节实现削峰填谷，减小配网运行成本，提高新能源消纳等经济环境效益。但是电动汽车单台容量小且分布广泛，用户需求各异，大规模电动汽车集中优化通信时间长，计算海量，而现有的研究尚缺乏对电动汽车集群并网完全建模和集中控制困难问题的有效解决手段。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于两阶段交叉控制的电动汽车集群功率调节方法及系统，通过两阶段交叉控制方式实现了对量大分散的电动汽车集群的快速控制与整体优化，解决了大量电动汽车无序充电带来的电能质量问题，并为电网提供无功支持。