[发明专利]主动抑制电池老化的V2G最优调频方法

权利要求书

1.一种主动抑制电池老化的V2G最优调频方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：电动汽车参与V2G服务，通过判断模块收集电动汽车集中管理器中各电动汽车实时的SOC值，基于此初步选择参与调频服务的电动汽车，并将控制信号发送到各电动汽车；

S2：调频功率计算模块将电网控制中心传递的负荷频率控制信号转化为调频功率需求信号并传递到MPC控制模块；

S3：MPC控制模块则基于所述调频功率需求信号，并依据采集的电动汽车SOC信息，以电池老化最小和调频功率需求信号跟踪效果最好为优化目标，优化参与V2G调频的各电动汽车充放电功率，进而将功率控制信号发送到电动汽车智能充电模块；

S4：基于所述功率控制信号，电动汽车智能充电模块对参与V2G调频的电动汽车充放电功率进行实时控制，从而实现在维持电力系统频率稳定的同时抑制电池老化。

2.根据权利要求1所述的主动抑制电池老化的V2G最优调频方法，其特征在于：步骤S1中，判断选择条件为：

其中λ_n为控制信号，其取值决定第n辆EV是否具有资格参与V2G调频服务；λ_n＝1表示第n辆EV具有资格，λ_n＝0则表示第n辆EV不具有资格；SOC_n(t)表示第n辆EV在t时刻的SOC值，SOC_min、SOC_max分别表示电动汽车电池允许达到的最小和最大SOC值。

3.根据权利要求2所述的主动抑制电池老化的V2G最优调频方法，其特征在于：步骤S3中，MPC控制模块对调频功率需求信号跟踪效果基于误差Ψ评价，其表达式如下：

其中w＝T_total/Δt，T_total为调频总时长，Δt为采样时间间隔，Ψ越趋近于0，表明跟踪效果越好；N为参与调频的车辆数，下标i代表车辆编号，为第i辆车在第k个采样时段的充放电功率，为第k个采样时段电网需求调频功率。

4.根据权利要求3所述的主动抑制电池老化的V2G最优调频方法，其特征在于：电池充放电模型为：应用电池等效内阻模型来描述其充放电特性，其表达式如下：

其中，t代表时刻，I_i(t)表示t时刻第i辆车的电池电流，R_i表示第i辆车的电池内阻，表示t时刻第i辆车的电池开路电压，表示t时刻第i辆车的电池路端电压，表示t时刻第i辆车电池侧的充放电率，充电为正，放电为负；

电池SOC定义为其电池剩余容量与额定容量的比值，其表达式如下：

其中，Z_i(t)表示t时刻第i辆车的电池SOC，Q_i(t)表示t时刻第i辆车的电池可用容量，表示第i辆车的电池额定容量。基于公式(5)对时间求导得：

应用欧拉公式将公式(7)离散化得：

其中，下标t_k表示第k个时刻，则t_k+1＝t_k+Δt。为第k个时段SOC的变化量。

5.根据权利要求4所述的主动抑制电池老化的V2G最优调频方法，其特征在于：电池容量衰退模型为：运用电池活性物质损失模型来描述电池老化，恒温条件下的电池活性物质损失模型为：

其中：

其中，Φ_(T)为温度影响因子；k_AM为活性物质损失指数因子；E_AM为活性物质活化能；R为理想气体常数；T为环境温度；

第k个ΔT时段内电池的容量衰减量为：

将公式：

带入公式(11)得：

使用梯形法则得：