[发明专利]一种电动汽车充电与光伏发电的虚拟平衡协同控制系统

说明书

本发明公开一种电动汽车充电与光伏发电的虚拟平衡协同控制系统，系统由虚拟平衡单元匹配模块、虚拟平衡单元负荷预测模块、虚拟平衡单元协同控制模块三部分组成。虚拟平衡单元匹配模块主要负责将电网中的分布式光伏和电动汽车充电站进行汇集整合成虚拟平衡单元。虚拟平衡单元负荷预测模块依据深度神经网络建立负荷用电模型，对次日的虚拟单元负荷用电功率进行预测，制定负荷功率计划曲线。虚拟平衡单元协同控制模块通过控制充电站充电功率，跟踪负荷功率计划曲线，实现虚拟平衡单元保持动态平衡。

技术领域

本发明涉及电网新能源负荷控制领域，特别涉及一种电动汽车充电与光伏发电的虚拟平衡协同控制系统。

背景技术

国家将新能源汽车产业作为重点战略性支柱产业发展，同时新能源装机规模与占比不断提高，对电网安全稳定运行带来挑战，需要进一步加快泛在电力物联网的建设。新兴业务发展给电网带来的影响主要如下：

在国家相关政策的推动下，我国分布式光伏发电装机量快速增长，在我国华东局部地区的分布式光伏渗透率甚至超过50％，分布式光伏出力将会影响电网的正常运行。很多厂用和户用分布式新能源，虽然报装时确定了容量，但在实际运行过程中，发电设备是否正常和消纳多少并不清楚，给新能源及时监测分析或预测都造成了困扰，也不利于统一的调度控制。分布式能源发电具有间歇性和波动性，不同区域有着不同的波动特性，随着分布式能源迅速发展，大容量、集中接入电网将产生巨大冲击，难以准确掌握及与大电网统筹协调发展。

对于配电网，电动汽车(Electric Vehicles，EVs)既是电源又是负荷，当EVs放电时，可以视为配电网的分布式电源；当EVs充电时，可以视为配电网的负荷。大规模EVs的无序充放电行为将会增加配电网和电网的波动性；而EVs充放电行为的可调特性，又为配电网和充电负荷的平衡提供了新的方法。接入配电网的EVs具有数量规模大、单台可调度容量小、接入位置分散的特点，不利于对其进行统一调度。电动汽车充电和居民园区分布式光伏作为迅速发展的电力设备，其随机性都比较强。

发明内容

为解决电动汽车充电和居民园区分布式光伏随机性较强的问题，本发明提出一种电动汽车充电与光伏发电的虚拟平衡协同控制系统，将这些泛在资源整合汇集接入，使其成为更加友好灵活的电源与负荷，继而可以成为电网安全运行的调节手段。

本发明具体为一种电动汽车充电与光伏发电的虚拟平衡协同控制系统，所述虚拟平衡协同控制系统由虚拟平衡单元匹配模块、虚拟平衡单元负荷预测模块、虚拟平衡单元协同控制模块三部分组成；所述虚拟平衡单元匹配模块负责将电网中的分布式光伏和电动汽车充电站进行汇集整合成虚拟平衡单元；所述虚拟平衡单元负荷预测模块依据深度神经网络建立负荷用电模型，对次日的虚拟平衡单元负荷用电功率进行预测，制定负荷功率计划曲线；所述虚拟平衡单元协同控制模块通过控制充电站充电功率，跟踪负荷功率计划曲线，实现虚拟平衡单元保持动态平衡。

进一步的，所述虚拟平衡单元匹配模块汇集整合虚拟平衡单元的原则为保证电网内所有虚拟平衡单元的日负荷波动P_v-std和最小：

limit(∑P_v-std)

其中，P_i为月内某时刻的虚拟平衡负荷功率，为虚拟平衡负荷功率平均值。

进一步的，所述虚拟平衡单元负荷预测模块采用深度神经网络模型，利用虚拟平衡单元的运行历史数据集，训练得到虚拟平衡单元的负荷用电模型

为神经网络的输入层节点，包括光照、湿度、温度、相关主干道拥堵情况、是否工作日；

所述虚拟平衡单元负荷预测模块依据负荷用电模型对次日的虚拟平衡单元负荷用电情况进行预测，获取虚拟平衡单元的日负荷预测功率P_f：