[发明专利]一种电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法。本发明采用的技术方案为：通过在初始时刻设置初始值，或在通信启动后接收信息，确定配电网内其他充电站的功率数据与电压数据，并测量充电站自身所在线路节点的电压；建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的状态方程；建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的约束条件及目标函数；求解控制模型，确定充电桩的有功功率与无功功率，并将预测数据发送至配电网内其他充电站。本发明能有效利用充电站内各充电桩的容量，同时改善配电网的电压质量，并通过各充电站之间的协调配合，实现充电站所在节点整体电压质量与充电速度综合最优的有功无功分布式联合控制。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站参与配电网电压控制的方法，具体地说是一种汇聚无功响应容量的电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法。

背景技术

随着电动汽车保有量逐年增长以及“新基建”的推动，电动汽车充电站的规模将进一步扩大。如何进一步利用充电站的可调节容量成为当下研究的热点。

目前的研究多从充电站规划与充电站运行两方面着手实现充电站的利用率提升。在规划方面，通常考虑充电需求与实际线路，规划未来充电站的建设，使充电站分布尽可能与车辆充电热点区域结合。在充电站运行层面，可以通过有序充电的方式提升充电站利用率。这些研究中多考虑充电站的有功功率传输能力，未利用充电站剩余的无功功率容量。另一方面，配电网的电压质量需要无功补偿设备的接入来实现电压控制与质量提升，充电桩同时具有传输有功功率、无功功率的能力，为充电站参与配电网电压控制提供了可能。

目前有大量考虑光伏、储能等电力电力设备参与配电网电压控制的研究，但缺少考虑充电站有功无功分布式联合控制的配电网电压控制方法研究。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种汇聚无功响应容量的电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法，以有效利用充电站内各充电桩的容量，同时改善配电网的电压质量，并通过各充电站之间的协调配合实现充电站所在节点电压质量整体最优的有功无功分布式联合控制。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种汇聚无功响应容量的电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法，其包括：

步骤1)，通过在初始时刻设置初始值，或在通信启动后接收信息，确定配电网内其他充电站的功率数据与电压数据，并测量充电站自身所在线路节点的电压，同时获取充电站下属充电桩的功率信息与充电需求信息；

步骤2)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的状态方程，预测未来线路节点电压在充电站功率变化后的数值；

步骤3)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的约束条件，保障控制过程中满足车辆充电需求与充电桩容量限定；

步骤4)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的目标函数，以充电站所在节点的整体电压质量与电动汽车充电速度综合最优为控制目标；

步骤5)，求解由步骤2)的状态方程、步骤3)的约束条件以及步骤4)的目标函数构成的控制模型，确定充电桩的有功功率与无功功率，并将步骤2)得到的节点电压预测数据、有功功率变化预测数据与无功功率变化预测数据发送至配电网内其他充电站。

进一步地，步骤1)中，下属充电桩的功率信息为当前充电桩的有功功率、无功功率和总容量；下属充电桩的充电需求信息为该充电桩的剩余可充电时间、荷电状态起始值和荷电状态结束值。

进一步地，步骤1)的具体内容为：

首先，设置配电网的灵敏度矩阵存储于各充电站内；

然后，在控制开始的初始时刻，由于通信尚未启动，配电网内其他充电站的数据未知，此时采用初始值进行替代，其他充电站的有功、无功功率变化量设置为0，其他充电站的电压值设置为1，数值均采用标幺值表示；在控制期间，则从与其他充电站通信得到的信息中获取其他充电站的功率、电压数据；