[发明专利]计及充电计划优化的电动汽车分布式调频控制方法

说明书

本发明涉及一种计及充电计划优化的电动汽车分布式调频控制方法，属于电动汽车调频技术领域，包括：S1：参与调频服务的电动汽车在接入充电站时主动向充电站上报调频相关信息；S2：对参与调频的汽车设计分组转换策略，S3：对电动汽车的需求充电计划进行优化，调整其为满足行驶需求而进行充电的时段；S4：对电动汽车集群调频备用容量进行实时预测；S5：建立分层分布式调频控制框架；S6：对调频任务进行实时分配；S7：对单辆电动车的调频任务进行分布式排序。本发明能够在保证整体调频效果的前提下，降低电动汽车充电负荷的集中性，减少大规模电动汽车并网的负面影响，能够减少整体计算量，降低对中心节点的要求，并提升调频可靠性。

技术领域

本发明属于电动汽车调频技术领域，涉及一种计及充电计划优化的电动汽车分布式调频控制方法。

背景技术

因单辆电动汽车的电池容量及输出功率有限，故往往采取由聚合商统一管理电动汽车集群，然后以电动汽车聚合商为单元参与提供调频服务的模式。在研究电动汽车集群参与系统调频的控制策略时，有两个必须重视的问题：一是作为交通工具，电动汽车必须在满足车主行驶需求的前提下参与调频；二是电动汽车集群中包含大数量的车辆，因此有必要研究针对大规模电动汽车的有效控制方式。

针对电动汽车调频的国内外研究一般考虑了车主行驶需求的满足或者车主经济收益的最大化，但往往忽略了电动汽车在接受调频目的的调度之后对电网侧造成不利影响的可能性。电动汽车集群的需求充电负荷曲线会因参与调频而发生改变，在某些情况下可能会增大电网的供电压力。文献《Grid frequency regulation strategy consideringindividual driving demand of electric vehicle》提出了计及车主行驶需求的电动汽车集群调频控制策略，该策略设定电动汽车均在临近出发时退出调频，然后充电至需求电量后立刻开始行驶。文献《Implementation of autonomous distributed V2G toelectric vehicle and DC charging system》中的自主调频控制方案也设定在接近车主预设离网时刻时切换至智能充电模式，为满足出行计划而进行充电。然而，由于同类型车辆的行驶规律相似，大量电动汽车会聚集在相近的时段进行充电，从而造成电网峰谷差加大。在文献《EV Dispatch Control for Supplementary Frequency Regulation Consideringthe Expectation of EV Owners》的研究中，进行单辆电动汽车的调频调度时，实时调整预定的V2G功率以补偿由不确定性调度导致的电池电量变化，从而确保达到车主预期的荷电状态。但是这种方法仅对充电功率进行调整，并未对充电时段进行安排设计，因此无法避免出现集中性的充电负荷高峰。文献《Multiobjective Optimization for FrequencySupport Using Electric Vehicles:An Aggregator-Based Hierarchical ControlMechanism》提出了电动汽车参与调频的多目标优化控制策略，可以实现最小化电网频率偏差，按容量比例分配调频信号，最大程度支持双向V2G，以及避免频繁充放电造成电池退化，但并未将降低电动汽车充电负荷对电网的负面影响纳入优化目标。文献《Non-Cooperativeand Cooperative Optimization of Scheduling With Vehicle-to-Grid RegulationServices》提出了电动汽车聚合商和电动汽车之间的Stackelberg博弈方法，能够激励电动汽车为电网提供调频服务。然而提出的博弈方法在引导电动汽车确定自身充、放电功率时，重点在于保证调频效果以及最大化车主和聚合商的收益，忽略了集群充电负荷对电网侧可能造成的影响。