[发明专利]基于最优潮流的大规模电动汽车优化充放电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大规模电动汽车优化充放电系统，尤其是涉及一种基于最优潮流的大规模电动汽车优化充放电系统。

背景技术

电动汽车（Electric Vehicle，EV)作为新一代的节能环保型汽车，是汽车工业发展的必然趋势。电动汽车具有可控负荷和电源的双重身份，充电时其可视为电网的负荷，放电时可视为电网的电源，电动汽车为提高电网的经济运行提供了机遇。然而，若大规模的电动汽车同时接入电网，其无序充放电行为将给电网带来强大的冲击，可能使电网过负荷运行，影响电网的安全性和经济性。因此，将接入电网的电动汽车纳入电网的调度体系，研究电动汽车统一充放电策略，这对于在满足电动汽车充电需求的同时提高电网运行的经济性具有重要的理论价值和实际意义。

目前国内外已经针对电动汽车接入电网的充放电问题展开了一些研究，取得了一定的成果，但是大规模的电动汽车充放电问题还没有很好的解决。如：有些研究了电动汽车有序充电的控制策略，但其研究对象仅局限于公共充电站内的电动汽车，未在电网的层面上考虑电动汽车充电对电网的影响；有些研究了电动汽车与电网侧火电或风电机组协调运行的问题，但其没有考虑网损和网络安全约束问题；有些考虑了以实时电价为背景，提出了基于需求侧响应思想的电动汽车集中充电机制，但其没有考虑电动汽车的V2G（Vehicle to Grid）功能和对电网安全性和经济性的影响；有些研究了电动汽车的充放电经济调度策略，但忽略了电动汽车的充放电功率约束且没有考虑汽车的行驶功率需求规律；有些建立了以配电网网损最小为目标的电动汽车充电优化模型，采用迭代修正节点电压的方法求解，但没有考虑配网中有载调压变压器的调节；有些研究了在满足电网安全运行的条件下，以使实际日负荷曲线接近理想曲线为目标的电动汽车充电策略，但其没有考虑电动汽车的V2G功能。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于最优潮流的大规模电动汽车优化充放电系统，其特征在于，

一电网调度中心：根据城市汽车管理中心上传的电池可用容量，SOC，预计离开电网时间及离开时期望的SOC值等信息，对电网进行最优潮流计算，目标为电网网损最小、日负荷曲线波动最小、有载调压变压器分接头调节次数最少，满足用户离开电网时期望的SOC值，根据最优潮流计算结果，分配各个小区集中管理单元各个时段的可充放电容量；

一城市电动汽车管理中心：与所述电网调度中心连接，所述城市管理中心收集下面各个小区集中管理单元的信息，统计整理后再打包上传给电网调度中心，调度中心计算分析后，再把结果下传给城市电动汽车管理中心，城市汽车管理中心再分别给各个小区集中管理单元分配可充电容量；

若干小区集中管理单元：与城市电动汽车管理中心连接，用于收集所辖区域内充电桩的信息，包括是否接入电动汽车，接入电动汽车的时间，电池的SOC、容量，预计离开电网的时间及离开时期望的SOC值等信息，并且根据电动汽车需求类似原则对电动汽车进行分类，然后把这些信息上传给城市电动汽车管理中心，根据城市汽车管理中心给定的可充电容量，根据分类安排电动汽车的充电或者放电，使得小区对电网表现的总充电负荷为电网调度中心给定的功率，一个小区视为电网的一个配网节点；

若干充电桩：所述充电桩连接到小区集中管理单元上，一个小区集中管理单元连接若干充电桩，该充电桩用于连接电动汽车和电网的装置，可以读取汽车能量管理单元的电池SOC、电池容量、电动汽车充放电电流大小、预计离开时间及离开时期望的SOC等信息，并且上传给小区集中管理单元，也可接受小区集中管理单元的控制命令，控制电动汽车充电或者放电；

若干能量管理单元：一个充电桩连接有一个能量管理单元，该能量管理单元用于记录车载蓄电池的容量等信息，监测电池的SOC，预测剩余电量可用时长及电动汽车可行距离，连接充电桩时，设置电动汽车充放电的电流大小、预计离开电网的时间及离开时期望的SOC值。

一种基于最优潮流的大规模电动汽车优化充放电方法，其特征在于，具体方法是：电网调度中心将每个小区集中管理单元等效为一个巨大的蓄电池，将其纳入电网的统一调度，以日负荷曲线平滑、网损最小、有载调压变压器调节次数最少、用户满意度高为目标函数，以电网安全稳定运行为约束调节建立优化模型，用改进粒子群优化算法求解各个小区集中管理单元的可充电容量，小区集中管理单元再按照电动汽车的不同需求给各车制定充放电计划，包括以下步骤：

步骤1，电动汽车接入电网前，用户设置充放电电流的限值、预计离开时间及离开时SOC的下限值；