基于插电式电动汽车聚合模型的V2G可用容量评估方法与流程

本发明属于车电互联，尤其是基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法。

背景技术：

1、研究和实践表明，如何在保障电能质量的前提下进一步提高可再生能源发电渗透率是实现微网（特别是孤岛微网）经济运行的基本策略，而提供足够容量的储能元件参与微网的能量动态平衡是关键。通常，微网必须配置匹配容量的专用储能装置（包括飞轮、超级电容、蓄电池组等），其购置价格昂贵且维护成本很高。近年来，插电式电动汽车（plug-inelectric vehicles，pev）和车辆到电网（vehicle-to-grid，v2g）技术得到快速发展。由于电动车（ev）动力电池单体容量较大，当目标区域内ev数量相对多时，其对应动力电池集群总储能容量相对于总发电容量通常规模较小的微网系统相当可观。综合交通、环保、供电和经济等多方面需求，基于v2g技术将ev电池集群作为储能元件参与微网运行，接受微网能量管理中心的充、放电控制的方案不仅大大降低微网的投资和维护成本，还可充分发挥其能量的快速双向可控特性，利用系统调峰、调频和经济运行。基于v2g技术的大规模pev在聚合器的控制下共同充当储能系统，例如在能源市场中为电网提供辅助服务。提前定量评估pev集群的v2g容量，即充电和放电功率范围，对于v2g的调度实施至关重要。然而，由于pev驾驶行为的随机特性，充电需求难以预测，这给v2g容量评估带来了技术上的困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法，在保证pev实时运行充电需求的条件下，实现对v2g可用容量的预测，为目标微网系统能量优化调控策略的制定提供有效依据。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法，包括以下步骤：

4、步骤1、构建v2g插电式电动汽车集群的聚合模型，通过聚合参数表示v2g集群的电池容量和功率约束；

5、步骤2、根据步骤1中v2g插电式电动汽车集群的聚合模型，构建电动汽车v2g可用容量的评估模型；

6、步骤3、根据步骤2中构建的评估模型对v2g可用容量进行评估。

7、而且，所述步骤1中构建v2g插电式电动汽车集群的聚合模型的具体实现方法为：

8、通过利用所有单个pev的能量和功率边界的总和表示v2g集群的总能量和功率边界，其中v2g集群的不可控充电总功率为：

9、；

10、v2g集群的可控能量和功率总量边界为：

11、；

12、其中，表示不可控电池的充电功率，表示电池充电能量上边界，表示电池充电能量下边界，表示电池功率上边界，表示电池功率下边界，集合包含v2g集群的聚合充电需求和v2g电池容量信息。

13、而且，所述步骤2的具体实现方法为：将v2g插电式电动汽车集群的聚合模型分为两部分，第一部分为新到达的pev计算的总能量和功率边界，第一部分边界未被实时充放电操作改变，第二部分为已连接到电网的pev计算的总能量和功率边界；

14、设置t表示时间间隔，表示当前时间间隔，表示评估范围，更新连接到电网的pev的第二部分总能量和功率边界，并预测在之间到达的pev的第一部分总能量和功率边界，得到能量和功率边界；

15、给定v2g集群电池侧可控pev的总功率调度，，计算v2g集群在评估范围内的最大可控充电功率和放电功率作为v2g容量，其中最大可控充电功率为：

16、；

17、最大可控充电功率的约束条件为：

18、；

19、；

20、其中，表示v2g集群电源侧可控调度功率，表示电池功率上限，表示v2g集群电源获得的能量上限；

21、最大可控放电功率为：

22、；

23、最大可控放电功率约束条件为：

24、；

25、；

26、t期间向电网注入或从电网吸收的v2g功率为：

27、；

28、其中，表示充电效率，表示放电效率。

29、本发明的优点和积极效果是：

30、本发明建立了v2g插电式电动汽车集群的聚合模型，利用聚合参数表示整个v2g集群的电池容量和功率约束，从而降低了预测的难度。基于所提出的聚合模型，建立了大规模电动汽车v2g可用容量的评估方法。最终在保证pev实时运行充电需求的条件下，实现对v2g可用容量的预测，为目标微网系统能量优化调控策略的制定提供有效依据。

技术特征：

1.基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法，其特征在于：所述步骤1中构建v2g插电式电动汽车集群的聚合模型的具体实现方法为：

3.根据权利要求2所述的基于插电式电动汽车聚合模型的v2g可用容量评估方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：将v2g插电式电动汽车集群的聚合模型分为两部分，第一部分为新到达的pev计算的总能量和功率边界，第一部分边界未被实时充放电操作改变，第二部分为已连接到电网的pev计算的总能量和功率边界；

技术总结
本发明涉及基于插电式电动汽车聚合模型的V2G可用容量评估方法，建立了V2G插电式电动汽车集群的聚合模型，利用聚合参数表示整个V2G集群的电池容量和功率约束，从而降低了预测的难度。基于所提出的聚合模型，建立了大规模电动汽车V2G可用容量的评估方法。最终在保证PEV实时运行充电需求的条件下，实现对V2G可用容量的预测，为目标微网系统能量优化调控策略的制定提供有效依据。

技术研发人员：吴俊峰,张明凯,朱洪东,卢欣,赵迎春,高帅,多葭宁,王宗莲,姚远,朱江,董得龙,王麟,刘宏喆,任博强,葛淑娴
受保护的技术使用者：国网电动汽车服务(天津)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16