一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法及相关装置与流程

本技术涉及电动汽车和电网互动，尤其涉及一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法及相关装置。

背景技术：

1、在我国，传统机动车的能源消耗和尾气排放成为制约我国经济和汽车工业发展的重要因素。电动汽车(electric vehicle,ev)因其环保的优势得到快速发展。大规模ev并网为电力系统提供了可观的需求侧响应资源。

2、在ev参与电力系统频率控制方面，国内外学者已经展开了大量的研究。有研究建立了及集群ev的v2g模型，并验证了其在一次调频中的价值；有研究利用两区域互联系统算例验证了ev参与电力系统调频的控制效果，指出ev作为分布式电源和可控负荷一起可控制系统关键联络线功率波动；有研究建立了基于下垂控制的ev集群二次调频模型，通过对ev充放电状态的实时控制实现对电力系统的频率响应，仿真结果表明ev负荷能够在全天24小时内有效抑制系统频率偏差；有研究提出了ev频率分散下垂控制策略，无需通信系统支撑，响应速度快。

3、然而，关于电动汽车其本身的交通行为与电动汽车对电网进行调频方面仍缺少相关研究，因此，亟需设计一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法。

技术实现思路

1、本技术提供了一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法及相关装置，通过构建电动汽车充放电灵活域来量化描述用户交通出行需求，进而利用下垂控制策略动态调整电动汽车充放电功率，辅助电力系统的频率调整；同时，对电动汽车调频能力进行有效评估。

2、有鉴于此，本技术第一方面提供了一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法，所述方法包括：

3、确定电动汽车的交通出行约束，根据所述交通出行约束建立电动汽车单体的充放电灵活域；

4、根据频率变化和充放电功率变化的数学关系，建立单体电动汽车充放电功率响应频率变化的下垂控制逻辑，并基于所述下垂控制逻辑动态调整电动汽车的充放电功率，辅助电力系统的频率调整；

5、根据电动汽车的出行需求、充放电能力和所述灵活域，将不同单体电动汽车动态分类到不同类别；

6、基于集群电动汽车的类别的划分结果，计算集群电动汽车的充放电功率的上下边界，从而得到集群电动汽汽车在不同时刻可参与电力系统调频能力量化结果。

7、可选地，所述交通出行约束包括：接入电网时段约束、电池损耗约束和用户出行充电最小充电电量约束；

8、其中，所述接入电网时段约束为：

9、tend＜t＜tstart；

10、式中，tend为出行返回插枪时刻；tstart为用户设定出行时刻，单位h；

11、所述电池损耗约束为：

12、socmin≤soct≤socmax；

13、式中，soc为车载电池荷电状态，socmax与socmin分别为soc的最大值与最小值，t为对应时刻；

14、所述用户出行充电最小充电电量约束为：

15、soct≥socre(t＝tstart)；

16、式中，socre为用户出行充电最小电量。

17、可选地，所述根据所述交通出行约束建立电动汽车单体的充放电灵活域，具体包括：

18、在横轴为充电时间，纵轴为车载电池荷电状态，构建以socmax为电动汽车单体的充放电灵活域的上边界，以socmin为电动汽车单体的充放电灵活域的下边界的多边形区域。

19、可选地，所述根据电动汽车的出行需求、充放电能力和所述灵活域，将不同单体电动汽车动态分类到不同类别，具体包括：

20、根据电动汽车的出行需求、充放电能力设置电动汽车的划分的类别，所述类别包括：充电可控、放电可控、充放电可控、不可控；

21、基于所述灵活域，将电动汽车的充放电过程分为域内、域边界上和域外，基于单体电动汽车实时的充放电过程的运行参数，将不同单体电动汽车动态分类到不同的所述类别。

22、本技术第二方面提供一种考虑交通行为特征的电动汽车调频系统，所述系统包括：

23、第一建立单元，用于确定电动汽车的交通出行约束，根据所述交通出行约束建立电动汽车单体的充放电灵活域；

24、第二建立单元，用于根据频率变化和充放电功率变化的数学关系，建立单体电动汽车充放电功率响应频率变化的下垂控制逻辑，并基于所述下垂控制逻辑动态调整电动汽车的充放电功率，辅助电力系统的频率调整；

25、划分单元，用于根据电动汽车的出行需求、充放电能力和所述灵活域，将不同单体电动汽车动态分类到不同类别；

26、量化单元，用于基于集群电动汽车的类别的划分结果，计算集群电动汽车的充放电功率的上下边界，从而得到集群电动汽汽车在不同时刻可参与电力系统调频能力量化结果。

27、可选地，所述交通出行约束包括：接入电网时段约束、电池损耗约束和用户出行充电最小充电电量约束；

28、其中，所述接入电网时段约束为：

29、tend＜t＜tstart；

30、式中，tend为出行返回插枪时刻；tstart为用户设定出行时刻，单位h；

31、所述电池损耗约束为：

32、socmin≤soct≤socmax；

33、式中，soc为车载电池荷电状态，socmax与socmin分别为soc的最大值与最小值，t为对应时刻；

34、所述用户出行充电最小充电电量约束为：

35、soct≥socre(t＝tstart)；

36、式中，socre为用户出行充电最小电量。

37、可选地，所述根据所述交通出行约束建立电动汽车单体的充放电灵活域，具体包括：

38、在横轴为充电时间，纵轴为车载电池荷电状态，构建以socmax为电动汽车单体的充放电灵活域的上边界，以socmin为电动汽车单体的充放电灵活域的下边界的多边形区域。

39、可选地，所述划分单元，具体用于：

40、根据电动汽车的出行需求、充放电能力设置电动汽车的划分的类别，所述类别包括：充电可控、放电可控、充放电可控、不可控；

41、基于所述灵活域，将电动汽车的充放电过程分为域内、域边界上和域外，基于单体电动汽车实时的充放电过程的运行参数，将不同单体电动汽车动态分类到不同的所述类别。

42、本技术第三方面提供一种考虑交通行为特征的电动汽车调频设备，所述设备包括处理器以及存储器：

43、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

44、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的考虑交通行为特征的电动汽车调频方法的步骤。

45、本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的考虑交通行为特征的电动汽车调频方法。

46、从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：

47、本技术提供了一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法，考虑交通行为特征的电动汽车调频方法，通过构建电动汽车充放电灵活域来量化描述用户交通出行需求，进而利用下垂控制策略动态调整电动汽车充放电功率，辅助电力系统的频率调整；同时，为了对电动汽车调频能力进行有效评估，本技术基于电池荷电状态将电动汽车分为双向可控、充电可控、反供电可控以及不可控四类组群；在此基础上提出一种考虑交通行为特征的电动汽车调频方法。