[发明专利]一种计及电动汽车和可控负荷的配电系统阻塞调控方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车和可控负荷的市场调度技术领域，涉及一种计及电动汽车和可控负荷用电需求和阻塞费用调控的方法。

背景技术

居民用户的可控负荷和电动汽车充放电负荷均可视为配电系统中可灵活调度的资源,参与电力市场环境下的阻塞管理。现有的需求侧响应主要针对工业用户等大型负荷,而分布分散、随机性较强的居民负荷一般被认为是不可控的,这样针对居民负荷响应的研究和实践尚不多见。电动汽车普及后其充电安排会在很大程度上影响需求侧响应特性和阻塞管理效果。然而,如何协调调度居民可控负荷和电动汽车充放电负荷以规避配电系统阻塞,就我们所知尚未有研究报道。基于上述背景，本发明针对配电系统内可能发生的阻塞计算阻塞费用，之后利用阻塞费用和电动汽车和可控负荷的灵活性对阻塞进行规避。

发明内容

本发明的目的是提供一种计及电动汽车和可控负荷的配电系统阻塞调控方法。

本发明的计及电动汽车和可控负荷的配电系统阻塞调控方法，包括如下步骤：

a.确定电动汽车调度特性；根据电动汽车用户的出行习惯、电动汽车充电功率和电池特性，建立电动汽车可调度特性的模型，包括：

1)充放电负荷模型

设初始充电时刻T_start的SoC(State of Charge，荷电状态，简写为SoC)为S_init,充电结束时刻T_end的SoC为S_final,EV(Electric Vehicle,电动汽车,简写为EV)电池容量为B_C,充电功率P_ch(t)和EV的SoC值S_ch(t)为时间的函数,充电效率为η_c,电池自放电率为η_l,则单个EV充电需满足:

当EV具备V2G(Vehicle to Grid,电动汽车向电网放电,简写为V2G)，设EV放电功率为P_dch(t),电池的V2G效率为η_d,则式(1)可修正为:

在V2G模式下,EV的放电功率会增加EV的电池损耗,由单位V2G放电电能导致的额外电池损耗成本可估算为:

式中:L_pd、B_lc、I_b、D_od分别为EV在V2G模式下的单位放电电能成本、电池设计的充放电循环寿命、电池成本和V2G放电深度；

2)EV充放电约束模型

为满足车主的使用需求,EV充放电需要满足下述约束条件:

S_ch,min≤S_ch(t)≤S_ch,max(4)

S_final≥S_final,min(5)

式中:S_ch,max和S_ch,min均为保证电池寿命的SoC上限和下限约束,分别用于防止电池过度充电和过度放电；S_final,min为充电结束时车主可接受的最低SoC值；

EV充放电需要满足自身的功率约束,而且每台EV不能同时处于充电和放电状态:

0≤P_ch(t)≤P_ch,max(6)

0≤P_dch(t)≤P_dch,max(7)

P_ch(t)P_dch(t)＝0(8)

式中:P_ch,max和P_dch,max分别为EV的最大充电功率和最大放电功率。

b.确定家用负荷调度特性；结合空调、冰箱、电热水器的控制特性和能耗特性，建立可控负荷的需求和可调度模型，包括：

1)居民用户整体负荷模型

室内气温T_a、冰箱内部温度T_f和热水器蓄水温度T_w需满足下述约束:

T_a,min≤T_a≤T_a,max(9)

T_f,min≤T_f≤T_f,max(10)