一种基于电动汽车V2G的虚拟电厂调频方法及系统与流程

本发明涉及配电网调频，尤其涉及一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法及系统。

背景技术：

1、v2g（vehicle-to-grid）技术是一种将电动汽车（ev）与电网连接起来的技术，允许电动汽车不仅从电网获取电力，还可以将电力回输给电网。这项技术利用了电动汽车电池的储能功能，使得电动汽车成为一种移动的储能装置，能够在电网需求高时向电网供电，在电网电力过剩时储存电力。通过调节电动汽车的充放电时间，可以帮助平滑电网负荷曲线，减少电网峰值负荷，提高电网运行效率。车主可以通过参与电网的调峰服务获得经济收益，同时，电网运营商也可以通过降低高峰时段的电力成本而获益。但是现有技术中将所有的电动汽车归为一类，例如公告号为cn116961032b的专利公开了一种基于边云协同的电动汽车聚合调频控制方法，包括基于电动汽车出行特性划分电动汽车充电区域并构建电动汽车聚合商；统计各充电区域24小时内的并网数量、充电需求和能够进行的最大充电功率，目标函数是所有电动汽车聚合商购买电能和获得调频补偿的总成本和条件风险价值最小化，调度电动汽车响应电网的调频需求。现有专利虽然对充电区域进行了划分，但是实际情况中，电动私家车与电动运营车需求不同，采用的充电方式也不同，且电动运营车的充电位置具有不确定性，采用同样的充电策略导致电动私家车和电动运营车无法得到适合自己的充电方式，影响电动汽车的使用和电动运营车辆的运营效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法及系统，解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，具体步骤如下：

3、步骤s1：建立设定区域内的分布式光伏发电系统、储能系统、充电站以及电网的通讯得到虚拟电厂；

4、步骤s2：获取虚拟电厂内的数据并构建基于电动汽车分类的调频优化模型；调频优化模型的目标函数如下：

5、；

6、其中，为第个电动私家车的充电成本，为电动私家车的数量，为第个电动运营车的充电成本，为电动运营车数量，为网络损耗成本；为一个周期内的峰谷差；

7、步骤s3：根据调频优化模型的输出调频策略进行虚拟电厂频率的调节。

8、优选的，电动私家车数据包括状态系数、插电建立与充电站连接的时刻、拔电断开与充电站连接的时刻、充放电功率、电荷状态、最低电荷状态、参与调频的能量值、最大充电功率以及电荷转换系数；

9、电动运营车数据包括状态系数、插电建立与充电站连接的时刻、电荷状态达到设定值的时刻、拔电断开与充电站连接的时刻、充电功率、电荷状态以及最低电荷状态。

10、优选的，电网数据包括电价、有功损耗灵敏度、节点数量、电动汽车净负载功率。

11、优选的，在步骤s2中，第个电动私家车的充电成本计算公式如下：

12、；

13、其中，为第个电动私家车时刻的状态系数，当第个电动私家车时刻处于充电状态时，当第个电动私家车时刻处于放电状态时，为第个电动私家车插电建立与充电站连接的时刻，为第个电动私家车拔电断开与充电站连接的时刻，为第个电动私家车时刻的充放电功率，为时刻的电价；

14、第个电动私家车的充电成本的约束函数如下：

15、；

16、；

17、其中，为拔电时刻的第个电动私家车的电荷状态，为电动私家车车主设定的在拔电时刻的最低电荷状态，为电荷转换系数，为参与调频的能量值，为第个电动私家车的最大充电功率。

18、优选的，第个电动运营车的充电成本计算公式如下：

19、；

20、其中，为第个电动运营车时刻的状态系数，当第个电动运营车时刻处于充电状态时，当第个电动运营车时刻处于断电状态时，为第个电动运营车插电建立与充电站连接的时刻，为第个电动运营车电荷状态达到设定值的时刻，为第个电动运营车拔电断开与充电站连接的时刻，为第个电动运营车时刻的充电功率；

21、第个电动运营车的充电成本约束函数如下：

22、；

23、；

24、其中，为拔电时刻的第个电动运营车的电荷状态，为电动运营车车主设定的在拔电时刻的最低电荷状态。

25、优选的，在充电站内的电动私家车和电动运营车总的功率约束函数如下：

26、；

27、；

28、；

29、其中，为电动私家车和电动运营车的最大充电功率之和，为电动私家车最大放电功率之和，为电动私家车中充电的电动私家车的数量，为电动私家车中充电的电动私家车的数量。

30、优选的，为网络损耗成本计算公式如下：

31、；

32、其中，为有功损耗灵敏度，k为节点数量，为第个节点的电动汽车净负载功率。

33、优选的，通过虚拟电厂获取电动运营车设定范围内的交通数据，交通数据包括电动运营车到达的乘客下客点到最近充电站的里程以及相应路面的路况系数，根据里程和路况系数求解到达最近充电站的所需电量，计算公式如下：

34、；

35、其中，为电动运营车到达最近充电站的所需电量，为关于所需电量与里程和路况系数的关系函数；

36、当道路状态为畅通状态时，；

37、当道路状态为慢性状态时，；

38、当道路状态为拥堵状态时，；

39、当时，为冗余电量，电动运营车的车载控制器进行提示电动运营车进行充电，为当前时刻电动运营车的电量。

40、优选的，计算公式如下：

41、；

42、其中，为里程中的节点阻抗函数，为里程中相邻节点之间的段阻抗函数。

43、基于上述一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法的系统，包括：

44、通讯模块，用于实现分布式光伏发电系统、储能系统、充电站以及电网的通讯连接形成虚拟电厂；同时建立电动汽车与虚拟电厂的通讯连接；

45、电动汽车内的车载控制器和定位模块，定位模块用于实时检测电动汽车的位置；车载控制器用于根据关于所需电量与里程和路况系数的关系函数计算所需电量；

46、基于电动汽车分类的调频优化模型，用于根据虚拟电厂数据输出调频策略；

47、执行模块，用于执行调频策略。

48、因此，本发明采用上述一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法及系统，具有的有益效果为：对充电的电动汽车进行分类，采用不同的策略参与虚拟电厂的调频，综合成本明显降低，且保证了电动私家车正常使用、电动运营车运营效果以及电网的稳定性。

49、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于：电动私家车数据包括状态系数、插电建立与充电站连接的时刻、拔电断开与充电站连接的时刻、充放电功率、电荷状态、最低电荷状态、参与调频的能量值、最大充电功率以及电荷转换系数；

3.根据权利要求2所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于：电网数据包括电价、有功损耗灵敏度、节点数量、电动汽车净负载功率。

4.根据权利要求3所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于：在步骤s2中，第个电动私家车的充电成本计算公式如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于，第个电动运营车的充电成本计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于：在充电站内的电动私家车和电动运营车总的功率约束函数如下：

7.根据权利要求6所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于，为网络损耗成本计算公式如下：

8.根据权利要求7所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于：通过虚拟电厂获取电动运营车设定范围内的交通数据，交通数据包括电动运营车达的乘客下客点到最近充电站的里程以及相应路面的路况系数，根据里程和路况系数求解到达最近充电站的所需电量，计算公式如下：

9.根据权利要求8所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法，其特征在于，计算公式如下：

10.基于权利要求9所述的一种基于电动汽车v2g的虚拟电厂调频方法的系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于电动汽车V2G的虚拟电厂调频方法及系统，属于配电网调频技术领域。具体步骤包括：建立设定区域内的分布式光伏发电系统、储能系统、充电站以及电网的通讯得到虚拟电厂；步骤S2：获取虚拟电厂内的数据并构建基于电动汽车分类的调频优化模型；步骤S3：根据调频优化模型的输出调频策略进行虚拟电厂频率的调节。同时公开了基于上述方法的系统，采用上述一种基于电动汽车V2G的虚拟电厂调频方法及系统，对充电的电动汽车进行分类，采用不同的策略参与虚拟电厂的调频，综合成本明显降低，且保证了电动私家车正常使用、电动运营车运营效果以及电网的稳定性。

技术研发人员：刘达伟,陆昱,唐黎芬,肖业凡,兰森林,沙磊,黄毅超,马志华,吴珊
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/3