[发明专利]一种基于需求侧资源响应时间裕度的虚拟电厂调控方法

权利要求书

1.一种基于需求侧资源响应时间裕度的虚拟电厂调控方法，其特征在于，包括：

以电动汽车需求侧响应资源为例，考虑电动汽车集群内部个体响应功率及电量的差异性，通过对电动汽车集群依次进行分群、提出响应时间裕度与荷电状态裕度两个指标，其中响应时间裕度为首要参考指标，荷电状态裕度为辅助参考指标，完成指标计算并最终生成优先队列，在充分考虑用户出行需求的基础上择优参与响应，最终获得电动汽车虚拟电厂优化调度时的决策结果。

2.根据权利要求1所述的基于需求侧资源响应时间裕度的虚拟电厂调控方法，其特征在于，所述电动汽车集群分群过程如下：

结合电动汽车存在的“放电”、“空闲”、“充电”三种状态，将电动汽车响应过程分解为图1中四种响应方式中一种或多种的组合，分别简记为方式I、II、III、IV。

3.根据权利要求1所述的基于需求侧资源响应时间裕度的虚拟电厂调控方法，其特征在于，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，所述单体电动汽车模型如下：

以N辆电动汽车组成的集群中第i(i＝1,2…N)辆车EV_i为例，在未参与任何响应情况下，给定时刻EV_i充放电状态σ(t)与t时刻荷电状态S_i(t)和之间的关系如式(12)所示：

式中：σ(t)取值0，1分别为电动汽车处于空闲和充电状态。

参与不同响应方式时的响应能力如式(13)-(15)所示：

式中：I、II、III分别指电动汽车从空闲状态切换为放电状态、从充电状态切换为空闲状态、从空闲状态切换为充电状态三种响应方式，如图1所示。P_i^u,I(t),P_i^u,II(t),P_i^u,III(t)分别为t时刻方式I、II、III的响应能力，单位：kW。空闲→放电和充电→空闲响应能力为正值，表示单体电动汽车出力上调；放电→空闲和空闲→充电响应能力为负值，表示单体电动汽车出力下调。

对于方式I，包括以下四种响应能力在评估时段内发生改变的典型情景，并且它们的集中出现将导致电动汽车虚拟电厂响应能力的剧烈变化，其中A，B，C，D对应四个不同运行点位置，如图2所示。

1)当nT<t_i^s<(n+1)T时，EV_i存在尚未接入电网时段[nT,t_i^s]，对应的响应功率如图2(a)中P-t图所示；

2)当评估时段[nT,(n+1)T]内放电响应使得S_i(t)≤S_i^min时，对应的响应功率如图2(b)中P-t图实线所示；

EV_i达到可控区域下界时间t_i^l可由式(16)求得。

式中：η^d为电池放电效率；Q_i为电池容量。

3)当评估时段[nT,(n+1)T]内放电响应导致运行点触碰强制充电边界ef，对应的响应功率如图2(c)中P-t图实线所示；

EV_i达到强制充电功率时间t_i^c可由式(17)求得。

式中：η^c为电池充电效率。

4)当nT<t_i^d<(n+1)T时，对应的响应功率如图2(d)中P-t图所示；

对于方式II：充电→空闲，情景A和情景D与方式I完全相同。与之不同的是需要考虑两个条件：处于充电状态并且能够可控地切换到空闲状态，对应情景B和情景C如图3所示。

正在充电的电动汽车在t_i^h时刻触碰可控区域上界后将不再处于充电状态，t_i^h可由式(2-17)求得

达到强制充电边界时间t_i^c可由式(2-19)求得。

对于方式III：空闲→充电，要求处于空闲状态并且能够可控地切换到充电状态，四种不同情境分析及其计算公式与方式II相同；对于方式IV：放电→空闲，要求处于放电状态并且能够可控地切换到空闲状态，四种不同情境分析及其计算公式与方式I相同。