[发明专利]一种电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法，其特征在于，包括：

步骤1)，通过在初始时刻设置初始值，或在通信启动后接收信息，确定配电网内其他充电站的功率数据与电压数据，并测量充电站自身所在线路节点的电压，同时获取充电站下属充电桩的功率信息与充电需求信息；

步骤2)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的状态方程，预测未来线路节点电压在充电站功率变化后的数值；

步骤3)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的约束条件，保障控制过程中满足车辆充电需求与充电桩容量限定；

步骤4)，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的目标函数，以充电站所在节点的整体电压质量与电动汽车充电速度综合最优为控制目标；

步骤5)，求解由步骤2)的状态方程、步骤3)的约束条件以及步骤4)的目标函数构成的控制模型，确定充电桩的有功功率与无功功率，并将步骤2)得到的节点电压预测数据、有功功率变化预测数据与无功功率变化预测数据发送至配电网内其他充电站；

步骤2)的具体内容为：

建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的状态方程，预测当有功功率、无功功率变化时，充电站节点电压的变化；

令充电站的总数为m，目前所处的周期为k，则对于任意一个充电站j而言，其状态方程为：ΔV(k)＝S_P×ΔP(k)+S_Q×ΔQ(k)，

式中，ΔV(k)为各充电站节点电压在第k周期内的增量向量，S_P、S_Q分别为节点电压关于有功、无功增量的灵敏度矩阵，ΔP(k)、ΔQ(k)分别为各充电站有功功率、无功功率在第k周期内的增量向量；

ΔV(k)的具体形式为：

式中，V_j(k+l)为充电站j在第k+l周期的电压预测值，其余充电站的电压为通信获得的数据；

ΔP(k)、ΔQ(k)的具体形式为：

式中，P_j(k)、Q_j(k)分别为充电站j内各桩有功、无功之和，其余充电站的有功、无功为通信获得的数据；

P_j(k)、Q_j(k)的具体形式为：

式中，n为充电站j的充电桩总数，分别为充电站j内充电桩i的有功功率、无功功率，为状态方程中的控制变量；

步骤3)的具体内容为：

对于任意一个充电站j而言：

为充电桩容量约束，确保充电桩在额定范围内运行，式中，为充电站j内充电桩i的额定容量；

为充电功率约束，保证充电桩能满足设定的充电需求；

式中，为该桩接入的电池总电量，为该桩剩余可充电时间，为该桩接入电动汽车电池的荷电状态起始值，为其荷电状态结束值，为电池在充电时间内从荷电状态起始值充电至结束值所需的平均充电功率；若充电站存在未接入车辆充电的充电桩，则令其对应的有功功率为0；

为充电功率变化率约束；

式中，ΔP_max、ΔQ_max分别为有功功率、无功功率变化率的最大值；

V_min≤V_j(k)≤V_max为充电站节点电压约束；

式中，V_min、V_max分别为充电站节点电压的下限与上限；

|Q_j(k)|≤Q_max为充电站无功功率绝对值约束，防止配电网内无功补偿过度，式中，Q_max为充电站无功补偿绝对值的上限；

步骤4)的具体内容为：

对于任意一个充电站j而言：以充电站所在节点的整体电压质量与电动汽车充电速度综合最优为控制目标，建立电动汽车充电站有功无功分布式联合控制的目标函数：

式中，k_p为设定的预测周期数；V_j(k+l)为充电站j在第k+l周期的电压预测值；m为充电站的总数；n为充电站j的充电桩总数；α、β分别为电压偏差目标函数、充电速度目标函数的比例系数。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站有功无功分布式联合控制方法，其特征在于，步骤1)中，下属充电桩的功率信息为当前充电桩的有功功率、无功功率和总容量。