一种基于调度场景的充电负荷聚合和调度方法与流程

本发明涉及充电负荷调度，尤其涉及一种基于调度场景的充电负荷聚合和调度方法。

背景技术：

1、目前，电动汽车与电网互动的控制策略包括集中式控制、分布式控制、分层式控制，集中式控制由控制中心集中求解各电动汽车的充放电计划，并下达给各电动汽车，随着大规模电动汽车接入电网，集中式控制方式将会给调度控制中心带来较大的计算负担和较高的通信成本。分布式控制则是各电动汽车根据控制中心下发的调控信号在本地制定充放电计划，对本地的技术要求较高，且采用本地化的决策方式，不利于资源的整体协调和调配。分层式控制是将大规模的电动汽车群体分解为多个较小的电动汽车群体，各个小群体由聚合商/控制中心进行控制，实现小群体电动汽车的有序充放电，顶层控制主要关注多个电动汽车群体之间的协调配合。分层式控制策略适用于大规模电动汽车接入电网后的电动汽车充电协调控制。传统的分层式控制策略主要考虑从空间上进行分层调度，随着越来越多的充电服务商配备了有序充电设备，具备了与电网互动的能力，以充电服务商的维度进行分层式控制也是未来要考虑的方向。

2、现有的技术方案多采用将资源直接接入调度中心的方式，由调度中心集中决策各电动汽车的充放电计划，部分区域采用了本地决策的方法，由调度中心将控制信号下发后，各电动汽车进行本地决策。目前也有充电负荷资源通过聚合商或者虚拟电厂接入调度中心，调度中心将指令下发到聚合商或者虚拟电厂后，由聚合商或者虚拟电厂进行指令分解后再下发调控指令。但在针对聚合商或者虚拟电厂接入调度的资源聚合或者调控策略研究中，更多是针对单个聚合商或虚拟电厂的资源聚合，且在资源聚合时，没有考虑到不同调度场景下，参与的资源存在差异。另外在资源的调度策略方法上，现有研究多考虑某个场景下的调度策略，如针对充电站资源参与电力调峰市场或者是调频市场的调度控制方法，较少能够考虑按照资源特性进行分类聚合后，聚合的资源参与不同调度场景下的调度策略。在此背景下，亟需探索一种基于调度场景的充电负荷聚合方法，适应电网多种调控需求，并基于充电服务商实现充电负荷的分层控制。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于调度场景的充电负荷聚合和调度方法，以分层控制为基础，建立电网调度中心-充电负荷聚合中心-运营商-充电站的四层控制架构。将运营商的资源按照充电站维度，将可调节充电负荷资源聚合为资源池，再按照调度中心不同的调度场景，匹配资源池中不同的可调充电负荷形成资源组；将调度下发的指令在资源组内部进行分解，形成针对充电站的调节目标，并将调节目标下发到运营商平台执行。

2、为实现上述发明目的，本发明提供一种基于调度场景的充电负荷聚合和调度方法，包括充电负荷聚合方法和调度策略，所述充电负荷聚合方法包括以下步骤：

3、步骤1：获取可调节充电负荷资源基础信息和可调特性数据；

4、步骤2：对接入的可调节充电负荷资源，按可调节充电负荷资源的多维特性，将可调节充电负荷资源按照充电站维度分类聚合，形成充电负荷聚合资源池，所述多维特性至少包括空间尺度特性和时间尺度特性；

5、步骤3：考虑电网调控场景，从充电负荷聚合资源池获取满足调控场景的可调节充电负荷资源，建立针对不同场景的可调充电负荷资源组；

6、所述调度策略包括：

7、接收调度中心调度指令；

8、根据调度指令中调度场景，从充电负荷聚合资源池获取可参与调控的充电站信息，校验可调度资源是否满足调度需求；

9、根据调度场景，将调度指令按照充电站进行分解，分解后的调度目标下发到充电站所属运营商，所述调度场景包括有序用电场景、需求响应场景、调峰场景、调频场景；

10、对充电站所属运营商的执行情况进行跟踪。

11、进一步的，可调节充电负荷资源的空间尺度特性包括行政区域、所属运行分区、所属配电台区、并网馈线；时间尺度特性包括响应级别、持续时间，所述响应级别根据负荷运营商上送的可调特性数据中的响应时间进行分级，每个级别对应不同的负荷相应时间。

12、进一步的，将可调节充电负荷资源按照充电站维度分类聚合，形成充电负荷聚合资源池，具体为：将可调节充电负荷资源按照行政区域、所属运行分区、电网馈线、所属配电台区、充电站逐级进行聚合，单个充电站按照响应级别、持续时间维度进行聚合，形成以充电站为最小尺度单位的充电负荷聚合资源池。

13、进一步的，步骤3中电网调控场景包括有序用电、需求响应、调峰、调频，从充电负荷聚合资源池获取满足调控场景的可调节充电负荷资源，具体为：

14、对于有序用电场景，根据电网下发的有序用电方案中营销户号信息找到对应的充电站信息；

15、对于需求响应、调峰、调频场景，从根据该响应场景的响应级别，获取符合要求的充电站信息。

16、进一步的，调度策略在有序用电场景下，获取参与用户和控制目标功率，将目标功率下发到对应的用户。

17、进一步的，调度策略在需求响应场景下，根据运营商按充电站上报的需求响应申报量，进行中标功率分解后下发，分解包括以下步骤：

18、获取可参与需求响应的可调充电负荷资源组resource[1,2,3,…,n],resource[i]表示资源组中第i个充电站，下发给第i个充电站的目标功率为：

19、

20、式中，pbid为充电桩资源参与需求响应市场的总中标功率，表示运营商申报的第i个充电站的可响应容量，验证所述输出功率目标值是否越限：

21、

22、其中为分别第i个充电站的可调负荷下限和可调负荷上限，判断是否不等于ptarget，如果不等于，则需要将重新在还有余量的充电站之间进行分配。

23、进一步的，调度策略在调峰场景下，根据各充电站内处于充电状态的充电站上调量/下调量之和的比例，对充电站进行功率分配，设平台接收到的调峰信号为ptarget，则有：

24、

25、上式中，为分群中第i个充电站的调频响应信号，ci为第i个充电站的可调度容量。

26、进一步的，调度策略在调频场景下，对分组内充电站的调频能力按照容量比例分配调频信号，设平台接收到的调节任务值为ptarget，则有：

27、

28、式中，为分群中第i个充电站的调频响应信号，piup、分别为第i个充电站的可用上、下调节容量，调频指令分解的约束条件包括验证台区内充电站调节目标值之和是否超出配电变压器限值，设配电变压器容量为ca，该变压器共接入k个充电站，t时刻允许充电站对电动汽车进行充电的功率占变压器容量的比例为αt,αt∈[0,1]，则：

29、

30、式中，为t时刻接入上述变压器下的第s个充电站的调节目标值,为充电负荷的平均功率因数。

31、进一步的，计算完毕充电站的总调频功率后,将调频功率下发给该充电站所在的运营商，由运营商根据充电站内各电动汽车的可用调节容量确定电动汽车承担的调节任务，通过充电桩向电动汽车发送信号，各电动汽车根据接收到的信号,在充电的基准功率上进行调整。

32、进一步的，对充电站所属运营商的执行进行跟踪，具体包括：

33、有序用电场景下，基于选择时间段展示下发的有序用电执行方案，跟踪有序用电实施前后的负荷变化情况；

34、需求响应场景下，根据参与的需求响应交易，获取该时段参与响应的资源，跟踪中标功率，下发的目标值、基线值、实际执行情况；

35、调峰/调频场景下，监控整体调峰/调频目标、整体执行情况和参与调峰/调频的可调充电负荷资源组的目标值、基线值和实际执行情况。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1、本发明中对充电负荷的分类分级管理方式保证了不同场景下可调节充电资源的模型一致性；

38、2、本发明中所采用的基于调度场景的调度策略，对不同场景下的调度指令都能够一致性的下发到各聚合商，简化了电网调度的难度；

39、3、本发明所采用的基于调度场景的调度策略，描述了不同场景下的资源调度方式，保证调度下发的可调节目标能够有效的执行；

40、4、本发明采用分层的调度策略，由充电负荷聚合中心进行全网负荷资源资源的整体协调与优化，避免不同充电站独自决策导致充电时段过于集中、配网负荷过载等问题。