[发明专利]一种电动汽车虚拟电厂多时间尺度响应能力评估模型构建方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车虚拟电厂多时间尺度响应能力评估模型构建方法，该方法在充分考虑EVs评估过程中包括SOC与充放电状态在内的时序状态的基础上，提炼出不同响应方式下的四种典型情景，分析连续时间断面下单体EV功率约束与可用容量，提出单体电动汽车单一和连续时间断面响应能力评估模型。并在此基础上提出了包含日前和日内修正的EVPP多时间尺度响应能力评估模型：在日前利用EVs状态预测数据对EVPP日前响应能力进行评估；在日内根据一种综合考虑响应时间裕度和荷电状态裕度指标的EVPP调控策略确定具体调控结果，进而对日前响应能力评估结果进行修正，在有效跟踪系统调控目标的同时实现EVPP响应能力动态更新。

技术领域

本发明涉及电力调度领域，具体涉及一种电动汽车虚拟电厂多时间尺度响应能力评估模型构建方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，我国对能源的需求与日俱增，但化石能源日趋枯竭，核能发展受到限制，以煤炭、石油为主要能量来源的传统发电模式正面临资源紧缺、气候变暖以及环境污染等一系列问题。此外，生态环境的日益恶化，用户对电能质量的要求越来越高，使得可再生能源的开发和利用逐渐成为社会可持续发展的必由之路。近年来，间歇性可再生能源发电技术的大规模应用给电力系统的安全高效运行带来了前所未有的不确定性。源侧功率输出的波动性需要配置大容量的旋转备用机组来平衡。这不仅给电力企业的建设及运营带来了高昂成本，且由于响应速度滞后无法有效保障系统功率快速平衡的需求，无论是系统经济性还是安全性均受到严峻挑战。

电动汽车(Electric Vehicle，EV)规模化普及是实现交通低碳化发展的重要途径，因其节能、零排放的优势，在世界范围内受到广泛关注。根据工业和信息化部发布的电动汽车发展战略研究报告，预计到2030年我国电动汽车保有量将达到6000万辆，电动汽车高峰负荷充电将达479GW，其容量具备与电力系统进行V2G(Vehicle-to-Grid)互动的潜力。EVs电池赋予其灵活的功率双向调节特性，一方面可通过改变其充放电状态，平抑可再生能源功率波动，为电力系统提供辅助服务；另一方面可接受直接控制或者权衡激励电价的吸引力来决定是否参与V2G响应，以获取一定的经济收益。为参与系统优化运行，电动汽车虚拟电厂(Electric Vehicle Virtual Power plant,EVPP)负责聚合某一区域内的EVs，同时对其充放电过程进行统一管理，从而为分散且容量小的EVs参与电力系统优化调度提供了一种途径。

目前已有大量文献针对EVPP响应能力评估展开研究，上述针对EVPP响应能力评估的研究还有待进一步深入：1)只考虑了某一时间断面响应功率约束，忽略了EVPP在评估时段内连续时间断面可用响应容量的变化；2)忽略了EVPP响应系统调度命令后时序状态(荷电状态(State of Charge,SOC)与充放电状态)对变化响应能力的影响，且该响应能力与EVPP的调度策略息息相关。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电动汽车虚拟电厂多时间尺度响应能力评估模型，该方法在充分考虑EVs评估过程中包括SOC与充放电状态在内的时序状态的基础上，提炼出不同响应方式下的四种典型情景，分析连续时间断面下单体EV功率约束与可用容量，提出单体电动汽车单一和连续时间断面响应能力评估模型。并在此基础上提出了包含日前和日内修正的EVPP多时间尺度响应能力评估模型：在日前利用EVs状态预测数据对EVPP日前响应能力进行评估；在日内根据一种综合考虑响应时间裕度和荷电状态裕度指标的EVPP调控策略确定具体调控结果，进而对日前响应能力评估结果进行修正，在有效跟踪系统调控目标的同时实现EVPP响应能力动态更新。

本发明具体为一种电动汽车虚拟电厂多时间尺度响应能力评估模型构建方法，该方法包括以下步骤：

(1)考虑包含荷电状态与充放电状态在内的电动汽车时序状态，构建单一和连续时间断面单体电动汽车响应能力模型；