微网下v2g的智能充放电管理方法
【专利摘要】微网下V2G的智能充放电管理方法，包括如下步骤：初始化各类参数；微网实时能量调度;充放电管理；结果的输出。本发明实时考虑电动汽车当前及未来的状况，包括电池S0C、未来行驶里程、当前的充放电功率和当前大电网侧的实时电价，利用进化博弈理论制定电动汽车相应的充放电功率，保证用户在正常行驶前提下的利益最优，充分发挥电动汽车储能系统在微网中的作用。
【专利说明】微网下V2G的智能充放电管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微网系统中V2G技术的智能充放电管理方法。特别针对的是电动汽车 中储能蓄电池的智能充放电管理方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着能源需求和环境保护双重压力下，以光伏、风力发电和燃气发电为代 表的分布式发电技术得到了快速发展。并且，微网这一新兴的概念也随着分布式能源的广 泛使用而得以提出。然而，由于分布式能源自然的不连续性，导致系统的稳定性正逐渐受到 威胁，迫切需要其他的能源（例如电池储能系统）进行补偿，以平滑分布式能源的自然可变 性，保证整个微网的频率稳定和功率平衡。
[0003] V2G的概念就是针对上述问题提出的，其核心思路就是利用电动汽车的储能电池 作为微网和可再生能源的缓冲。由于电动汽车在节能减排、保证石油供应和遏制全球气候 变暖等方面有着传统汽车无法比拟的优势，受到了政府广泛的关注与推广。因此，随着其大 规模的使用，充电系统接入微网系统，若能够进行合理利用，势必能够对微网系统的稳定和 功率平滑起到巨大的作用。因此，V2G技术得以提出，以实现电动汽车和电网系统的功率合 理管理：当电网负荷较高时，由电动汽车储能电池向电网馈电；当电网负荷较低时，用来存 储电网中过剩的发电量，避免造成浪费。通过这种方式，电动汽车可以在电价较低时从电网 买电，电网电价较高时，向电网售电。然而，针对电动汽车的放电功率，现有的研究仅仅是通 过预先设定好相应的放电功率，然后一旦有放电指令，电动汽车即按照相应设定好的功率 进行放电，并没有实时的参与到整个微网系统的能量调度中，也无法实时的对当前的供电 环境进行较好的反馈，无法充分发挥储能系统在微网中所起到的作用。
【发明内容】
[0004] 为实现微网系统中电动汽车储能系统的经济调度和充放电合理优化，最大化电动 汽车用户的利益，本发明基于V2G的概念，一种用于微网系统与电动汽车的"V2G"智能充放 电管理方法。针对微网下V2G技术的广泛应用、电动汽车的储能系统大量闲置而没有合理 利用的现状，不同于以往对电动汽车预先制定调度计划的原则，本发明实时考虑电动汽车 当前及未来的状况，包括电池S0C、未来行驶计划、当前的充放电功率和当前的电力价格，利 用进化博弈理论制定电动汽车相应的充放电功率：当大电网侧的实时电价较高、电动汽车 未来的可能行驶里程数较低、当前储能电池的S0C值较高时，由电动汽车向微网供电，以减 少微网向大电网购买高额电价的支出。当大电网侧的实时电价较低、电动汽车未来的可能 行驶里程数较高、当前储能电池的S0C值较低时，电动汽车从微网系统进行买电，以实现自 身的正常行驶。在上述情况下，可以保证用户在正常行驶前提下的利益最优，充分发挥电动 汽车储能系统在微网中的作用。本发明的充放电管理方法流程图如图1所示。
[0005] 微网下V2G的智能充放电管理方法的步骤如下所示：
[0006] 1)初始化各类参数
[0007] 2)读取大电网侧的实时电价
[0008] 3)读取电动汽车实时的电池容量值
[0009] 4)根据电动汽车的单位功率电价曲线，计算出电动汽车的单位功率收益 [0010] 5)根据进化博弈理论，计算出电动汽车和大电网的有功功率参考值。
[0011] 6)根据一定的标准，进行电动汽车的充放电管理。
[0012] 7)输出充放电指令
[0013] 8)若充放电调度结束，则直接退出；若不结束，则回到步骤2)。
[0014] 为进一步的阐述本发明，更详细的步骤内容如下所述：
[0015] 1)初始化各类参数
[0016] 1-1)初始化电动汽车储能蓄电池的参数。根据蓄电池放电的收益单价与剩余可发 电容量、实际放电功率、未来可能行驶的里程数之间的关系，估计出电动汽车的单位功率收 益曲线方程。所构建的相应曲线方程如下
【权利要求】
1.微网下V2G的智能充放电管理方法，包括如下步骤： 1) 初始化各类参数； 1-1)初始化电动汽车储能蓄电池的参数；根据蓄电池放电的收益单价与剩余可发电 容量、实际放电功率、未来可能行驶的里程数之间的关系，估计出电动汽车的单位功率收益 曲线方程；所构建的相应曲线方程如下
Cbat表示电动汽车的单位放电功率的收益；SOC表示蓄电池当前的容量水平；socmin表 示蓄电池可允许的最小容量值；Pbat表示蓄电池实际的放电功率；L表示电动汽车未来可能 的里程数啤表示8个待定的系数；因此，通过相关的数据统计，确定上述方程（1)中8个 待定的系数，得出电动汽车单位放电功率的收益曲线； 1-2)初始化用于能量调度的函数； 按照电动汽车单位的收益曲线和大电网侧的实时电价曲线，得出两者的效益函数；表 达式子分别如下：
其中，Λ表示蓄电池的效益函数；J2表示大电网侧的效益函数；cg表示大电网侧的实时 电价，表示大电网侧的输出功率；其中，电动汽车的放电功率和大电网侧的输出功率必 须满足以下等式；
(5) 其中，PlM(U表示第i个负荷的有功功率，Ρ」表示第j个分布式能源的有功功率；上式 表明，大电网和充电汽车输出的有功功率必须满足总的负荷功率除去分布式能源可发功率 的缺额； 1- 3)初始化电动汽车的放电功率，即为最大的可发电功率； 2) 微网实时能量调度； 2- 1)读取大电网侧的实时单位电价，cg ; 2-2)读取微网的实时负荷总量，记为PlMd; 2-3)读取微网的实时可发分布式能源总量，记为PgmeratOT ; 2-4)读取电动汽车的实时soc值，根据收益函数曲线（1)更新电动汽车的单位功率收 益价格cbat ; 2-5)根据进化博弈方程，得出电动汽车和大电网侧有功功率的参考值；进化博弈方程 表示如下：
(6) 其中，i为1时表示的是电动汽车，i为2时表示的是大电网A表示大电网或者蓄电 池的输出功率；fi (Pi)代表的是第i个微源的适应度函数；/代表的是平均适应度函数；表 示分别如（7)和（8)所示；
(7) (8) 其中，
即为总的负荷功率除去分布式能源可发功率的缺额，为PlMd-P gmOTator ; 因此，根据微分方程（6)，实时的获取电动汽车和大电网的输出功率参考值； 3) 充放电管理； 根据一定的标准，对电动汽车的充放电功率进行分配；若步骤2)中所得出的蓄电池放 电功率大于〇,则对电动汽车发出相应的放电指令，按照上述的有功功率进行放电；若步骤 2)中所得出的电动汽车放电功率小于0,则说明现阶段电动汽车放电不经济，因此发出充 电指令，按照可充的最大充电功率进行充电； 4) 结果的输出； 根据上述的结果，对电动汽车输出相应的指令；更新当前蓄电池的发电功率（若当前 为充电，则记为〇)和SOC值；根据收益函数曲线和相应的单位功率收益更新电动汽车的单 位功率收益价格cbat ;返回步骤2)，实时的更新电动汽车的充放电调度机制，以达到微网的 实时能量调度。
【文档编号】H02J3/28GK104218597SQ201410420919
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】王晶, 陈骏宇, 龚余峰, 张颖, 冯杰 申请人:浙江工业大学