[发明专利]一种将电动汽车储能式充电站接入虚拟电厂的方法

摘要

本发明公开了一种将电动汽车储能式充电站接入虚拟电厂的方法，以电能供需关系网络系统的目标函数为目标，基于电能供需关系网络系统的出力模型、需求响应策略、电能平衡方程以及约束条件，设计电能供需关系网络系统的电能调度运行方式并实施调度；这样考虑了可再生能源的动态运行特征，结合虚拟电厂技术，融入物理储能设备，并在用户侧借助需求响应策略做到更好的能源分配，以减少可再生能源发电的弃电量和火力发电厂出力占比为目标。

主权项

1.一种将电动汽车储能式充电站接入虚拟电厂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、构建电能供需关系网络系统的出力模型(1.1)、构建电能供需关系网络系统中风力发电机组的出力模型WP_a(h)＝(1+U₁(x))*WP_e(h)U₁(x)＝λ*U(‑ε₁,ε₁)其中，WP_a(h)为风力发电机组每小时的实际出力功率，WP_e(h)为风力发电机组每小时的预期出力功率，U₁(x)为风力发电机组每小时的实际出力功率误差，U(‑ε₁,ε₁)为在区间(‑ε₁,ε₁)上的均匀分布；(1.2)、构建电能供需关系网络系统中光伏发电阵列出力模型其中，PV_a(h)为光伏发电阵列每小时的实际出力功率，PV_e(h)为光伏发电阵列每小时的预期出力功率，U₂(x)为光伏发电阵列每小时的实际出力功率误差，U(‑ε₂,ε₂)为在区间(‑ε₂,ε₂)上的均匀分布；(1.3)、构建电能供需关系网络系统中电动汽车充电负荷单元模型EV_a(h)＝(1+U₄(x))*EV_e(h)U₃(x)＝λ*U(‑ε₃,ε₃)其中，EV_a(h)为电动汽车充电负荷单元模型每小时的实际出力功率，EV_e(h)为电动汽车充电负荷单元模型每小时的预期出力功率，U₃(x)为电动汽车充电负荷单元模型每小时预期负荷功率误差，U(‑ε₃,ε₃)为在区间(‑ε₃,ε₃)上的均匀分布；(1.4)、构建电能供需关系网络系统中用电负荷单元电能负荷模型CL_a(h)＝(1+U₃(x))*CL_e(h)U₄(x)＝λ*U(‑ε₄,ε₄)其中，CL_a(h)用电负荷单元模型每小时的实际负荷功率，CL_e(h)为用电负荷单元模型每小时的预期负荷功率，U₄(x)为用电负荷单元模型每小时预期负荷功率误差，U(‑ε₄,ε₄)为在区间(‑ε₄,ε₄)上的均匀分布；(1.5)、构建电能供需关系网络系统中电动汽车储能式充电站模型设电动汽车储能式充电站的额定最大储能电量为EVS_R，电动汽车储能式充电站每小时的电能存储量为EVS_i(h)和消耗量为EVS_r(h)，每小时过后电动汽车储能式充电站剩余的可用储存电量EVS_a(h)；(1.6)、构建电能供需关系网络系统中抽水蓄能水电站模型；设抽水蓄能水电站的额定最大最大储能电量为PSP_R，抽水电机组G₅每小时最大电能储存量为PSP_i(h)；发电机组G₆每小时最大电能消耗量为PSP_r(h)，每小时过后过后抽水蓄能水电站剩余的可用储存电量PSP_a(h)；(1.7)、构建电能供需关系网络系统中火力发电机组模型其中，TP_e(h)表示火力发电机组中主要负荷发电机组G₁,G₂,G₃在每小时内的预测出力功率总和，TP_a(h)表示火力发电机组中主要负荷发电机组G₁,G₂,G₃在每小时内的实际出力功率总和，分别表示G₁,G₂,G₃在每小时内的实际出力功率；设火力发电机组中可中断负荷发电机组为G₄，G₄每小时内的实际出力功率为DG_a(h)，预测出力功率为DG_e(h)；(2)、构建电能供需关系网络系统的需求响应策略其中，EEV_DR(h)为电动汽车充电负荷单元在经过需求响应策略后得到的实际每小时负荷量，P_EVS为电动汽车储能式充电站电能储备变化的反馈系数，P_PSP为抽水蓄能发电站电能储备变化的反馈系数，EEV(h)为电动汽车充电负荷单元未经过需求响应策略得到的每小时用电负荷误差量，PEV_DR为电动汽车充电负荷单元的需求响应反馈系数，比例缩写函数F_t1(EEV(h))是将EEV(h)转换至(‑π/2,π/2)的范围内；ECL_DR(h)为用电负荷单元经过需求响应策略后得到的实际每小时负荷量，ECL(h)为用电负荷单元未经过需求响应策略得到的每小时用电负荷误差量，PCL_DR为用电负荷单元的需求响应反馈系数，比例缩写函数F_t2(ECL(h))是将ECL(h)转换至(‑π/2,π/2)的范围内；(3)、构建采用和不采用需求响应策略的两种负荷量方程其中，EV_DR(h+1)为采用需求响应策略后下一时刻实际的电动汽车充电负荷单元负荷量，EV_{no_DR}(h+1)为未采用需求响应策略后下一时刻实际的电动汽车充电负荷单元负荷量；CL_DR(h+1)为采用需求响应策略后下一时刻实际的用电负荷单元负荷量，CL_{no_DR}(h+1)为未采用需求响应策略后实际的用电负荷单元负荷量；(4)、构建电能供需关系网络系统的电能平衡方程其中，TE(h)为在每小时内调度中心单元计入电量的功率总和，TL(h)为在每小时内调度中心单元输出电量的功率总和，SE(h)为每小时的实际电力热备用容量出力，IL_a(h)表示在每小时内的可中断负荷的实际负荷量，AE(h)为每小时的实际弃电量；CL_DR(h)为采用需求响应策略后当前时刻实际的用电负荷单元负荷量，EV_DR(h)为采用需求响应策略后当前时刻实际的电动汽车充电负荷单元负荷量；(5)、构建电能供需关系网络系统的目标函数其中，η₁表示火力发电机组实际发电量总和与计划发电量总和的比值；η₂表示风力发电和光伏发电的实际多余发电量总和与实际弃发电量总和的比值；(6)、根据电力供需求的平衡，构建电能供需关系网络系统的约束条件其中，IL_e(h)为每小时可中断负荷单元的预期负荷量；(7)、以电能供需关系网络系统的目标函数为目标，基于电能供需关系网络系统的出力模型、需求响应策略、电能平衡方程以及约束条件，设计电能供需关系网络系统的电能调度运行方式；(7.1)、计算WP_a(h)+PV_a(h)+TP_a(h)的总和，然后判断其总和是否小于EV_a(h)+CL_a(h)；如果是，则进入步骤(7.2)，否则进入步骤(7.7)；(7.2)、将电动汽车储能式充电站所储电能和抽水蓄能发电站所储电能供应给电能供需关系网络系统，判断二者所储电能是否足够补充电能供需关系网络系统所缺电能，若不够，则进入步骤(7.3)，否则进入步骤(7.6)；(7.3)、可中断负荷发电站切断与可中断负荷的供电连接，转而接入电能供需关系网络系统补充所缺电量，若达到可中断负荷发电站最大出力时依然不足以提供所缺电能，则进入步骤(7.4)，否则进入步骤(7.5)；(7.4)、在下一单位时间内，提高主要负荷火力发电机组的计划发电量，本单位时间内的调度结束；(7.5)、将可中断负荷发电机组剩余出力提供给可中断负荷，本单位时间内的调度结束；(7.6)、将可中断负荷发电机组出力全部提供给可中断负荷；(7.7)、将多出来的电能提供给可中断负荷单元，并判断是否需要额外电能，如果需要则进入步骤(7.8)，否则进入步骤(7.9)；(7.8)、由可中断负荷发电机组为可中断负荷单元提供所需的剩余电能，本单位时间内的调度结束；(7.9)、将剩余未消耗的电能按先后顺序储存在电动汽车储能式充电站和抽水蓄能充电站中，本单位时间内的调度结束。