[发明专利]一种基于模型预测控制的台区级充电负荷调控策略及方法

说明书

本发明公开了一种基于模型预测控制的台区级充电负荷调控策略及方法，该台区级充电负荷调控策略包括日前策略制定、日内滚动优化、实时反馈校正；台区级充电负荷调控策略分为自治平衡模式和调度响应模式；本发明在于解决台区级负荷调控遇到的预测误差与随机性等问题，能够在保证台区功率不越限的前提下，降低三相不平衡度，提升台区充电服务能力并增加台区收益，具备对上级调度曲线的跟踪能力。

技术领域

本发明涉及电力系统智能用电及经济调度领域，尤其涉及一种基于模型预测控制的台区级充电负荷调控策略及方法。

背景技术

在当前的有序充电研究中，多认为电动汽车充电功率可以完全受运营商或电网控制。但在实际的应用场景下，充电功率调节受BMS、充电桩等多方面因素的影响。台区作为配电网管理的基本单元，是用户、分布式新能源、储能和充电设施等接入电网的终端节点。通过台区的智能调控与自主平衡，为电动汽车等用户提供高质量服务、实现新能源就地消纳、提升自身运行安全性与经济性的同时，还能以台区为主体参与电网辅助服务，是当前技术水平与电网管理模式下实现源网荷互动的有效手段。

泛在电力物联终端作为一种具备计量、通信与控制功能的新型供能装置，就地安装于用电设备附近，为电动汽车充电桩等设备的交互管理提供接口。能源控制器负责台区内用能设备的管控，是台区本地控制中枢，安装于台区低压配电房内。能源控制器和泛在电力物联终端可以实现较为简单的策略计算并进行本地控制，而具有通用性、较为复杂的计算功能由位于云端平台区的采集控制系统实现。服务共享系统为用户提供互动接口，利用便携式移动终端，用户可将充电需求发送至云端进行处理，也可以通过蓝牙等短距离通讯方式与能源控制器和泛在电力物联终端进行交互。

台区内用户侧能源设备包括分布式新能源、储能和充电桩等，在能源控制器与泛在电力物联终端的管理下，计及常规负荷的影响，进行协同调度，实现台区的自主平衡，并具备以台区为基本单元参与电网调节的能力。该服务模式具有通用性和扩展性，适应当前智能电网发展形态。

发明内容

本发明目的在于解决台区级负荷调控遇到的预测误差与随机性等问题，能够在保证台区功率不越限的前提下，降低三相不平衡度，提升台区充电服务能力并增加台区收益，具备对上级调度曲线的跟踪能力。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于模型预测控制的台区级充电负荷调控方法，其基于模型预测控制的台区级充电负荷调控方法包括以下步骤：

步骤(1)：预测模型和场景选取；

步骤(2)：目标优化和条件约束；

步骤(3)：预测模型求解；

所述步骤(1)包括：

步骤(1-1)：日前预测和场景选取

光伏发电出力受光照强度、环境温湿度及不可预知阴影等因素的影响，采用直接法进行光伏发电出力的日前(短期)预测，通过天气类型反映这些因素的影响，根据台区不同类型天气下光伏出力的历史信息，预测次日各时段的光伏发电新能源出力；

将天气类型分为晴天、多云、阴转多云、阴天、阴转雨、雨转阴和雨雪天7种，出现概率记为P_w1，P_w2，…，P_w7；天气类型及其出现概率由天气预报获取；如天气预报明日可能为阴天或阴转多云，概率分别为30％和70％，则根据历史数据分别生成两种场景下的光伏发电新能源出力情况，与出现概率一同作为日前优化的输入条件；

当台区位于工作场所时，日内充电行为占比较大；而当台区位于居民区时，日间充电行为则占比较大；根据历史订单信息确定充电行为比例，并取上下浮动15％，等概率的作为3组对次日充电场景的预测；