[发明专利]一种电网需求侧响应资源频率响应能力评估方法

权利要求书

1.一种电网需求侧响应资源频率响应能力评估方法，该评估方法适用的控制方法为：

步骤1：识别当前时刻停靠电动汽车数量，并设置停靠车辆用户需求参数：

设置电动汽车充电初始时间(t_s)；电动汽车预计出行时间(t_e)；电动汽车充电目标值(SoC_target)；

步骤2：识别停靠电动汽车充放电控制参数：

识别车载电池实时荷电状态(SoC(t))；以防止过度放电为目标的最小荷电状态(SoC_min)；

以防止过度充电为目标的最小荷电状态(SoC_max)；车载电池可接受最大充电功率(P_max)；车载电池容量(E)；

步骤3：计算每台停靠电动汽车初始充电功率P0=SoCtarget-SoCstartte-t0×E;]]>

步骤4：识别电力系统实时频率(f)，计算系统实时频率偏差(Δf)；

步骤5：对每辆可控电动汽车构建充放电可行域，确定电动汽车充放电曲线位置；

根据t_s，t_e，SoC_min，SoC_max，SoC_target，P_max构建电动汽车充放电可行域，根据当前时间、当前充放电功率以及当前SoC值，确定充放电曲线位置；

位于上边界的判断条件为SoC(t)＝SoC_max；

位于下边界的判断条件为SoC(t)＝SoC_min；

位于强制充电边界的判断条件为SoC(t)=SoCtarget-(te-t)×PmaxE,]]>t为当前时间；

若SoC_min<SoC(t)<SoC_max，且SoC(t)>SoCtarget-(te-t)×PmaxE,]]>则充放电曲线的位置为位于充放电可行域内；

步骤6：对每辆可控电动汽车构建强制充电区和下垂控制区，确定充电功率；

第一步，判断系统频率状态；

第二步，根据系统频率状态构建强制充电区和下垂控制区，包括两种情形：

1)系统频率偏高即Δf≥0时，

将充放电可行域划分为下垂控制区和强制充电区；利用直角坐标系描述充放电可行域，横轴为时间，纵轴为车载电池SoC值；首先设定可控系数α，将强制充电边界向左平移β＝α×|Δf|，充放电可行域位于平移后与平移前边界之间的区域为强制充电区；确定强制充电区后，将充放电可行域内其余部分确定为下垂控制区；可变参数的选取区间为α∈[2000s/Hz,4000s/Hz]，为了达到最好的控制效果，可选取α＝4000s/Hz；

2)当系统频率偏低时(Δf≤0)，充放电可行域均为下垂控制区；

第三步，确定是否进行强制充电，包括以下情形：

1)若电动汽车充放电曲线位于强制充电区内，则设置电动汽车充电功率为P_max；

2)若电动汽车充放电曲线位于强制充电边界上，则设置电动汽车充电功率为P_max；

第四步，若不需强制充电，计算下垂控制充放电功率P’，包括以下情形：

设置k₊和k_-数值，确定电动汽车充放电功率，其中，k₊为系统频率增加时用户增加充电功率的参与度，k_-为系统频率降低时用户减少充电功率或增大反供电功率的参与度；参数的选取区间为k₊∈[5kW/Hz,10kW/Hz]，k_-∈[5kW/Hz,10kW/Hz]；

1)设定阈值Δf_db，若Δf∈[-Δf_db,Δf_db]，则P’＝P₀；

2)若Δf>Δf_db，则P’＝P₀+k₊×Δf；若P’>P_max，则P’＝P_max；

3)若Δf<Δf_db，则P’＝P₀+k_-×Δf；若P’<P_min，则P’＝P_min；

第五步，设置电动汽车充放电功率P，包括以下情形：

1)若电动汽车充放电曲线位于下边界，则设置电动汽车充电功率包括以下情形：

①若P’>0，则P＝P’；

②若P’≤0，则P＝0；

2)若电动汽车充放电曲线位于上边界，则设置电动汽车充电功率包括以下情形：

①若P’<0，则P＝P’；

②若P’≥0，则P＝0；

3)若电动汽车充放电曲线位于下垂控制区，则P＝P’；

此种控制方法的评估方法如下：

(1)将电动汽车的状态分为四种：双向可控状态，充电可控状态，反供电可控状态，不可控状态，处于双向可控状态的电动汽车可以调节充放电功率；处于充电可控状态的电动汽车可以调节充电功率，而不能进行反供电；处于反供电可控状态的电动汽车可以调节反供电功率，而不能进行充电；处于不可控状态的电动汽车的充放电功率不可控；

(2)确定各辆电动汽车的状态，若电动汽车充放电曲线位于充放电可行域内，则处于双向可控状态；若电动汽车充放电曲线位于上边界，则处于反供电可控状态；若电动汽车充放电曲线位于下边界，则处于充电可控状态；若电动汽车处于非停靠状态或其充放电曲线位于强制充电边界，则处于不可控状态；

(3)根据每辆电动汽车的状态将其分为四个群，双向可控群，充电可控群，反供电可控群和不可控群；

(4)根据动态分群结果评估电动汽车频率响应能力，包括以下步骤：

计算电动汽车负荷的充放电功率和其上下边界；

对于属于双向可控群的电动汽车，其功率上边界为P_max，功率下边界为P_min；对于属于充电可控群的电动汽车，其功率上边界为P_max，功率下边界为0；对于属于反供电可控群的电动汽车，其功率上边界为0，功率下边界为P_min；对于属于不可控群的电动汽车，其功率上、下边界均为实际充放电功率；

电动汽车负荷充放电功率及其上下边界计算方式为：

其中，P_充放电为电动汽车负荷充放电功率；P_上边界、P_下边界分别为电动汽车负荷充放电功率的上边界、下边界；P_i为第i辆电动汽车的充放电功率；P_{i_max}、P_{i_min}分别为第i辆电动汽车的充放电功率的上边界、下边界；N为电动汽车总数目。