CN104253444B - 一种规模化充电站电网频率控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种规模化充电站电网频率控制系统，所述控制系统包括依次连接的充电站信息发送与接收模块、充电站控制模块、控制策略输出模块和充电桩信息接收与发送模块；所述充电站信息发送与接收模块分别与电网调度中心和所述充电桩信息接收与发送模块连接。该系统通过规模化电动汽车参与频率波动响应，并根据充电站实时可利用充放电功率情况，有序安排充电站内电动汽车充放电。

Description

一种规模化充电站电网频率控制系统

技术领域：

本发明涉及一种电网频率控制系统，更具体涉及一种规模化充电站电网频率控制系统。

背景技术：

随着可再生能源的发展，对自动发电控制(AGC)的要求越来越高，而电动汽车的快速发展给电力系统稳定运行提供了契机。AGC的主要作用是维持电网发电和负荷的平衡，但是随着可持续能源的大量涌入，使得未来电网需求平衡不能仅仅依靠传统能源。如果电动汽车电池能量参与到电力系统的频率调节中来，AGC就能够同时从发电侧和负荷侧响应频率波动，协助传统发电站。电动汽车参与频率调节方式主要有两种：集中控制和分散控制，一般情况下规模化充电站内可采用集中控制方式，而对于分散安装的充电桩较难实现集中控制，选择分散控制。本申请研究的是规模化充电站利用V2G技术辅助电网实现频率调节，充分利用电动汽车(EV)优点如响应速度快、能提供巨大即时电能，提出充电机满足电网负荷调度的需要，安排充电站内电动汽车有序充放电过程。该方案不仅能充分利用电动汽车的优势，而且还能实现不同频率调节资源之间的协调关系，提高了电网频率的稳定性，也使得可再生能源入网更加便利高效。

发明内容：

本发明的目的是提供一种规模化充电站电网频率控制系统，该系统通过规模化电动汽车参与频率波动响应，并根据充电站实时可利用充放电功率情况，有序安排充电站内电动汽车充放电。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种规模化充电站电网频率控制系统，所述控制系统包括依次连接的充电站信息发送与接收模块、充电站控制模块、控制策略输出模块和充电桩信息接收与发送模块；所述充电站信息发送与接收模块分别与电网调度中心和所述充电桩信息接收与发送模块连接。

本发明提供的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站信息发送与接收模块用于接收所述电网调度中心的调控指令和充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述电网调度中心；

所述充电站控制模块用于实现充电站的充放电优化控制；

所述控制策略输出模块用于将优化控制策略输出至所述所述充电桩信息接收与发送模块；

所述充电桩信息接收与发送模块用于收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述充电站信息发送与接收模块。

本发明提供的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站信息发送与接收模块包括电网负荷频率信号接收单元和充电站信息反馈单元；所述电网负荷频率信号接收单元是接收在电网负荷波峰或波谷时，电网的发电功率与负荷需求不匹配导致电网频率波动的信息；所述充电站信息反馈单元是收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发给电网调度中心。

本发明提供的另一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站控制模块根据接收到相应的调配负荷指令和当前充电站的情况优化充电站的充放电顺序；所述优化充电站的充放电顺序控制过程包括的步骤为建立充电站电动汽车充放电优化模型。

本发明提供的再一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述充电站电动汽车充放电优化模型的建立过程为：

确定优化目标函数；

确定所述模型的约束。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述优化目标函数通过下式确定：

$\min \underset{t=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\left|\right|P_L\left(t\right)|-P_{\mathrm{LN}}|$

其中，m为根据电动汽车控制间隔，将一天划分为的点数，t为时间，P_L(t) 为t时刻接入电动汽车后电网负荷功率，P_LN为电动汽车未参与调频的电网负荷功率额定值；

所述约束包括峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束、充放电系数约束、任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束、电池容量下限约束和用户需求约束。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束通过下式确定：

$L_P\≥P_0\left(t\right)+P_{\mathrm{CN}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(C_{i,C}\left(t\right)+C_{i,D}\left(t\right))$

$C_{i,C}\left(t\right)=\frac{P_{i,C}\left(t\right)}{P_{\mathrm{CN}}}$

$C_{i,D}\left(t\right)=\frac{{\mathrm{Pi},}_D\left(t\right)}{P_{\mathrm{CN}}}$

式中，L_P为电网日负荷峰值，P_0(t)为t时刻电网的基本负荷，C_i，C(t) 为t时刻第i辆车的充电系数，C_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电系数，P_i，C(t)为t时刻第i辆车的充电功率，P_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电功率，P_CN为额定充电功率，t为1、2……m；

所述充放电系数约束通过下式确定：

0≤C_i，C(t)≤1

0≤C_i，D(t)≤1

所述任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束通过下式确定：

|C_i，C(t)|-|C_i，D(t)|≤1

所述电池容量下限约束通过下式确定：

B_i，s(t)≥B_L

式中，B_i，s(t)为t时刻第i辆车的电池荷电状态，B_L为电池容量下限；

所述用户需求约束通过下式确定：

$P_{\mathrm{iN}}\underset{i=t_{i,a}}{\overset{t_{i,d}}{\mathrm{\Σ}}}(C_{i,C}\left(t\right){\mathrm{\η}}_{\mathrm{CH}}+\frac{C_{i,D}\left(t\right)}{{\mathrm{\η}}_D})\≥C_{i,\mathrm{CD}}$

式中，η_D为电动汽车的放电效率，P_iN为电动汽车的额定充放电功率，t_i，d为第i辆车充电结束时间，t_i，a为第i辆电动汽车的起始充电时间，C_i，CD为第i辆电动汽车的充电需求，η_CH为电动汽车的充电效率。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，所述可利用充放电功率P_battery通过下式确定：

P_battery＝ηP_Lbattery

其中，P_Lbattery为频率波动时AGC分配给充电站的负荷功率，η为充放电站的响应系数；

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{SOC}-{\mathrm{SOC}}_{\min }}{{\mathrm{SOC}}_{\max }}$

SOC为电动汽车的荷电状态，SOC_min与SOC_max分别为充电站荷电状态上下限。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：将所述确定的可利用充放电功率发送至所述电网调度中心，所述电网调度中心根据此时的电网运行情况，决定充电站此时是向电网输送功率还是吸收功率，并将该指令下发给充电站；充电站再根据自身优化控制目标进行配合。

本发明提供的又一优选的一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：所述充电站控制模块设有显示界面，所述显示界面包括所述充电桩信息：所述信息包括根据所述电网频率波动的范围确定所述充电站的充电价格p_rice：

$p_{\mathrm{rice}}=\left\{\begin{array}{cc}{C}_1+k_1\mathrm{\&Delta;f}& 0.2<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0.5\\ C_2+k_2\mathrm{\&Delta;f}& 0<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0.2\\ C_3+k_3\mathrm{\&Delta;f}& -0.2<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0\\ C_4+k_4\mathrm{\&Delta;f}& -0.5\&le;\mathrm{\&Delta;f}\&le;-0.2\end{array}\right.$

其中，C₁、C₂、C₃为、C₄分别为规定频率范围内的基准电价；Δf为电网频率波动，k₁、k₂、k₃、k₄分别为对应频率范围内的电价系数。

和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果

1、本发明通过规模化电动汽车参与频率波动响应，根据充电站实时可利用充放电功率情况，设计控制器有序安排充电站内电动汽车充放电；

2、本发明对所有电力用户主动进行有序用电管理，主动调整用电负荷曲线，达到经济效益、社会效益的最优；

3、本发明在满足用户充电需求的约束下，在负荷高峰及波动较大的时期能够向电网送电，达到削峰填谷、减小频率波动的目的；

4、本发明尽快调节发电功率和负荷需求的关系，减小频率波动的危害；

5、本发明实现充电站的充放电优化控制，以实现电网负荷波动最小化为目标，优化充电站内各充电桩的充放电行为；

6、本发明能充分利用电动汽车的优势，而且还能实现不同频率调节资源之间的协调关系，提高了电网频率的稳定性，也使得可再生能源入网更加便利高效。

附图说明

图1为充电站有序充放电控制系统模块信息交流示意图；

图2为本发明的一次调频和二次调频响应曲线图；

图3为本发明的计及V2G效应的负荷频率调节曲线图；

图4为本发明的遗传算法流程图；

图5为本发明的充电机显示界面图。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1‐5所示，本例的发明一种规模化充电站电网频率控制系统，所述控制系统包括依次连接的充电站信息发送与接收模块、充电站控制模块、控制策略输出模块和充电桩信息接收与发送模块；所述充电站信息发送与接收模块分别与电网调度中心和所述充电桩信息接收与发送模块连接。

充电站信息发送与接收模块，包括电网负荷频率信号接收单元、充电站信息反馈单元。电网负荷频率信号接收单元主要是接收在电网负荷波峰或波谷时，电网的发电功率与负荷需求不匹配，导致电网频率下降或上升，也就是电网频率波动的信息，因此需要在这时尽快调节发电功率和负荷需求的关系，减小频率波动的危害。充电站信息反馈单元的主要任务是每隔一段时间收集充电站内各充电桩信息(是否接入电动汽车、是否愿意入网、可提供充放电功率、用户充电时间要求)，该时间可设定；并将这些信息发给电网调度中心，电网中心如有负荷调度需求就根据接收到的信息分配给充电站参与调频的负荷功率。

充电站控制器模块主要是以电网调度中心发送的调频需求为首要目标，其次以实现电网负荷波动最小化为第二目标，优化充电站内各充电桩的充放电行为，实现充电站的充放电优化控制。控制中心由一台HP Proliant DL388 Gen8服务器和两台Hp ProliantDL580 G7服务器及两台DELL Power Edge R910机架式服务器构成。

连接所述控制系统中的模块的纽带是通信模块，实现信息的发送与接收。硬件部分包括GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、3G无线通信接口和4G无线通信接口，其实现信息发送接收模块与控制模块之间的通信。

控制策略输出模块主要为数据通信模块，硬件部分包括、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口，将控制器的控制命令发送至各充电桩。

充电桩信息接收与发送模块包括数据采集模块和通信模块，分别采集电动汽车的电池管理系统中当前电动汽车的电池及充放电状态信息，然后通过TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、3G无线通信接口或4G无线通信接口发送至电网调度中心。

(1)充电站响应电网频率波动的响应特性

电网频率是电能质量的三个重要指标之一，频率偏差过大时将导致用电设备不正常运行或产生故障，电网频率恒定的保持，需要所有发电企业共同参与。当出现电网频率波动时，使频率恢复至稳定的方法主要分两种：一次调频和二次调频。一次调频和二次调频的频率响应曲线如图2所示：

当外界负荷发生变动时，频率就会发生变化，这时首先起作用的是一次调频，它是指个机组的调节系统参与改变机组所带的负荷，以来缓冲外界负荷变化，这个过程系统自发的调节，但它不能使频率恢复至50Hz，只能缓和频率的变化程度。要使频率恢复至50Hz，还需二次调频，二次调频是指利用同步器(调频器)来参与调节，这个过程是人为的根据频率变化来调整机组负荷，目前有两种方式，一是由调总下令各厂调整负荷，二是机组采用AGC方式来改变机组负荷，只有这样通过增减一些机组负荷，才能达到最终的功率平衡，才能实现频率波动稳定在规定范围内。

本发明是响应AGC二次调频方式，对充电站内的负荷及功率进行调配。电网正常运行时，频率f是一个很重要的电网运行参数，

$f=\frac{\mathrm{pn}}{60}---\left(1\right)$

它反映了系统发电功率与系统负荷之间的动态平衡，外界负荷频率是不断变化的，当其不等于发电机功率时，就会导致频率变化，而且由于原动机输入功率变化缓慢，功率波动就在所难免，而充电站的负荷功率的一大优点是响应速度快，所以将充电站作为电网频率控制的一种方式可以有效的减小电网的频率波动。

负荷的功率-频率特性表达式为

P_L＝a₀P_Le+a₁P_Le(f/f_e)+a₂P_Le(f/f_e)²+...+a_nP_Lef/f_e ⁿ (2)

P_L＝a₀+a₁f₁+a₂f₁ ²+...+a_nf₁ ⁿ (3)

其中，P_L为综合负荷功率，f为电网频率，P_Le、f_e分别为对应的额定值，P_L＝P_L/P_Le，f₁＝f/f_e，a₀+a₁+a₂+...+a_n＝1。

a₀～a_n为零次方负荷(电热、照明等)，一次方负荷(切削机、卷扬机等)，二次方负荷(网损)……负荷所占的比例系数。

当电网频率由f₁变到f₂时，即频率波动为Δt＝f₁-f₂，功率的变化为ΔP_L＝P_L(f₁)-P_L(f₂)，充电站的可利用充放电功率用电动汽车的荷电状态SOC来表征，SOC_min与SOC_max分别为充电站荷电状态上下限，频率波动Δf是充放电站的负荷响应

P_battery＝ηP_Lbattery (4)

其中，P_Lbattery为频率波动时AGC分配给充放电站的负荷功率，η为充放电站的响应系数，P_battery为充电站参与调频的实际可用充放电功率。

$\mathrm{\&eta;}=\frac{\mathrm{SOC}-{\mathrm{SOC}}_{\min }}{{\mathrm{SOC}}_{\max }}---\left(5\right)$

充电站实时可利用充放电功率特性与调度中心的信息交流

在时刻t时，计算可利用充放电功率并发送至电网调度中心，调度中心根据此时的电网运行情况，决定充电站此时是向电网输送功率还是吸收功率，并将该指令下发给充电站，充电站再根据自身优化控制目标进行配合。

t时刻可利用充电负荷

$P_{a,C}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}(P_{\mathrm{full}}-P_i\left(t\right))---\left(6\right)$

t时刻可利用放电负荷

$P_{a,D}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}(P_i\left(t\right)-P_{\min })---\left(7\right)$

充电站有序充放电充电站控制模块的控制方法

随着未来电动汽车的发展与普及，将会有大量电动汽车广泛随机接入电网，其无序充放电行为将对电力系统的运行产生非常不利的影响。我国从“九五”开始明确支持电动汽车的发展和示范运行，北京、上海、深圳等示范城市纷纷开展了电动汽车充电设施的建设工作。国家电网公司在“十二五”期间，将建设充换电站2351座、充电桩22万个。可以预计，随着未来电动汽车的普及，将有大量电动汽车接人电网充放电。如果没有相应的政策和手段来对其充放电行为进行引导，那么大规模的电动汽车无序充放电行为将对电力系统的运行与规划产生非常不利的影响。

因此我们需要对充放电站内电动汽车充放电进行有序控制，当前我国推行的有序用电管理措施，多是在负荷高峰电力供需不平衡的时候启用，这种情况下，政府、供电企业和用户都处于被动，尤其是用户生产活动的调节属于被动调节，会造成一定的损失。所以应该对有序用电的概念进行扩展，发展到所有电力用户主动进行有序用电管理，主动调整用电负荷曲线，达到经济效益、社会效益的双赢。

电动汽车充放电站接收到相应的调配负荷指令，控制器即根据当前充电站的情况优化本充放电站的充放电顺序，以达到充放电高效最优的控制效果。假设所研究的充放电站内有N辆电动汽车，用x_i＝[t_i，a，t_i，d，B_i，sa，B_i，sd，P_CN]表示决定单台电动汽车充电负荷的主要变量。各参数依次为第i辆电动汽车的起始充电时间、终止充电时间、起始荷电状态(SOC)、离开期望SOC、额定充电功率。起始和终止充电时间将决定电动汽车的充放电时段，起始SOC和离开期望SOC将决定电动汽车的充电需求，额定充电功率将影响电动汽车充电所需时长以及充电负荷的幅值。第i台电动汽车的充电所需时间计算为

$t_{i,c}=\frac{C_{i,\mathrm{CD}}}{P_{\mathrm{CN}}{\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{CH}}}=\frac{(B_{i,\mathrm{sd}}-B_{i,\mathrm{sa}})B_{i,c}}{P_{\mathrm{CN}}{\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{CH}}}---\left(6\right)$

式中：C_i，CD为第i辆电动汽车的充电需求；B_i，c为第i辆电动汽车的电池容量；η_CH为电动汽车的充电效率。

如果是在连续充电的情况下，预计第i辆车充电结束时间为

t_i，d＝t_i，c+t_i，a (7)

车辆到电网(Vehicle to Grid，V2G)优化时，电动汽车作为可控的储能单元，在满足用户充电需求的约束下，在负荷高峰及波动较大的时期能够向电网送电，达到削峰填谷、减小频率波动的目的。为了实现峰荷最小和负荷曲线波动最小2个优化目标，本申请提出了一种两阶段优化法。第1阶段优化以日峰荷最小为目标，考虑电动汽车充放电的相关约束条件；第2阶段优化在峰荷最小的所有可行解中求取日负荷波动最小的充放电控制方案。

电网频率波动时充电站控制策略

此阶段的优化目标为最小化电网的负荷波动。假设电动汽车控制间隔为15min，将一天划分为96个点。优化目标函数为：

$\min \underset{t=1}{\overset{96}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|\right|P_L\left(t\right)|-P_{\mathrm{LN}}|---\left(8\right)$

式中：P_L(t)为t时刻接入电动汽车后电网负荷功率，P_LN为电动汽车未参与调频的电网负荷功率额定值。

决策变量为第i辆车t时刻的充电系数、放电系数C_i，C(t)、C_i，D(t)。电动汽车V2G优化模型的约束如下。

1)峰荷不小于全天各个时间点负荷约束

$L_P\&GreaterEqual;P_0\left(t\right)+P_{\mathrm{CN}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}(C_{i,C}\left(t\right)+C_{i,D}\left(t\right)),(t=\mathrm{1,2},...,96)---\left(9\right)$

$C_{i,C}\left(t\right)=\frac{P_{i,C}\left(t\right)}{P_{\mathrm{CN}}}---\left(10\right)$

$C_{i,D}\left(t\right)=\frac{{\mathrm{Pi},}_D\left(t\right)}{P_{\mathrm{CN}}}---\left(11\right)$

式中，L_P为电网日负荷峰值，P₀(t)为t时刻电网的基本负荷，C_i，C(t)为t时刻第i辆车的充电系数，C_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电系数，P_i，C(t)为t时刻第i辆车的充电功率，P_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电功率。

2)充放电系数约束

0≤C_i，C(t)≤1 (12)

0≤C_i，D(t)≤1 (13)

3)任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束

|C_i，C(t)|+|C_i，D(t)|≤1 (14)

4)电池容量下限约束

B_i，s(t)≥B_L (15)

式中，B_i，s(t)为t时刻第i辆车的电池荷电状态，B_L为电池容量下限。

5)用户需求约束

$P_{\mathrm{iN}}\underset{i=t_{i,a}}{\overset{t_{i,d}}{\mathrm{\&Sigma;}}}(C_{i,C}\left(t\right){\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{CH}}+\frac{C_{i,D}\left(t\right)}{{\mathrm{\&eta;}}_D})\&GreaterEqual;C_{i,\mathrm{CD}}---\left(16\right)$

式中，η_D为电动汽车的放电效率，P_iN为电动汽车的额定充放电功率。

以上建立的充放电站电动汽车充放电优化模型，运用遗传算法求最优解。遗传算法的计算流程图，如图4所示。

基于电网频率波动的分段电价充放电站收费方法

电网频率是表征电网安全经济运行的一个重要的直接的参数，它的波动范围是有严格规定的，一般为±0.5Hz,希望波动越小越好，而这在充放电站内表现出来的就是充电价格p_rice：

$p_{\mathrm{rice}}=\left\{\begin{array}{cc}{C}_1+k_1\mathrm{\&Delta;f}& 0.2<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0.5\\ C_2+k_2\mathrm{\&Delta;f}& 0<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0.2\\ C_3+k_3\mathrm{\&Delta;f}& -0.2<\mathrm{\&Delta;f}\&le;0\\ C_4+k_4\mathrm{\&Delta;f}& -0.5\&le;\mathrm{\&Delta;f}\&le;-0.2\end{array}\right.---\left(17\right)$

其中，C₁、C₂、C₃为、C₄分别为规定频率范围内的基准电价；Δf为电网频率波动，？k₁、k₂、k₃、k₄分别为对应频率范围内的电价系数。

充电站控制模块界面设计

充放电机的显示界面上需要显示一些关于用户和充电站状态的信息，如用户是否愿意入网、用户预计取车时间、用户充电期望，显示屏上需要显示给用户和充放电站的信息有电动汽车剩余电量、预计充电时间、预计充电费用、当日预计电价表，充电机显示界面如图5所示。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：所述控制系统包括依次连接的充电站信息发送与接收模块、充电站控制模块、控制策略输出模块和充电桩信息接收与发送模块；所述充电站信息发送与接收模块分别与电网调度中心和所述充电桩信息接收与发送模块连接；

所述充电站信息发送与接收模块用于接收所述电网调度中心的调控指令和充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述电网调度中心；

所述充电站控制模块用于实现充电站的充放电优化控制；

所述控制策略输出模块用于将优化控制策略输出至所述所述充电桩信息接收与发送模块；

所述充电桩信息接收与发送模块用于收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发送至所述充电站信息发送与接收模块；

所述充电站信息发送与接收模块包括电网负荷频率信号接收单元和充电站信息反馈单元；所述电网负荷频率信号接收单元是接收在电网负荷波峰或波谷时，电网的发电功率与负荷需求不匹配导致电网频率波动的信息；所述充电站信息反馈单元是收集充电站内各充电桩信息并将所述信息发给电网调度中心；

所述充电站控制模块根据接收到相应的调配负荷指令和当前充电站的情况优化充电站的充放电顺序；所述优化充电站的充放电顺序控制过程包括的步骤为建立充电站电动汽车充放电优化模型；

所述充电站电动汽车充放电优化模型的建立过程为：

确定优化目标函数；

确定所述模型的约束；

所述优化目标函数通过下式确定：

$min\underset{t=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\left|\right|P_L\left(t\right)|-P_{LN}|$

其中，m为根据电动汽车控制间隔，将一天划分为的点数，t为时间，P_L(t)为t时刻接入电动汽车后电网负荷功率，P_LN为电动汽车未参与调频的电网负荷功率额定值；

所述约束包括峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束、充放电系数约束、任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束、电池容量下限约束和用户需求约束；

所述峰荷不小于全天各个时间点的负荷约束通过下式确定：

$L_P\&GreaterEqual;P_o\left(t\right)+P_{CN}\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}\left(C_{i,C}\right(t)+C_{i,D}(t\left)\right)$

$C_{i,C}\left(t\right)=\frac{P_{i,C}\left(t\right)}{P_{CN}}$

$C_{i,D}\left(t\right)=\frac{P_{i,D}\left(t\right)}{P_{CN}}$

式中，L_P为电网日负荷峰值，P₀(t)为t时刻电网的基本负荷，C_i，C(t)为t时刻第i辆车的充电系数，C_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电系数，P_i，C(t)为t时刻第i辆车的充电功率，P_i，D(t)为t时刻第i辆车的放电功率，P_CN为额定充电功率，t为1、2……m；

所述充放电系数约束通过下式确定：

0≤C_i,C(t)≤1

0≤C_i,D(t)≤1

所述任意时刻电动汽车充放电状态唯一约束通过下式确定：

|C_i,C(t)|+|C_i,D(t)|≤1

所述电池容量下限约束通过下式确定：

B_i,s(t)≥B_L

式中，B_i，s(t)为t时刻第i辆车的电池荷电状态，B_L为电池容量下限；所述用户需求约束通过下式确定：

$P_{iN}\underset{i=t_{i,a}}{\overset{t_{i,d}}{\&Sigma;}}\left(C_{i,C}\right(t){\mathrm{\&eta;}}_{CH}+\frac{C_{i,D}\left(t\right)}{{\mathrm{\&eta;}}_D})\&GreaterEqual;C_{i,CD}$

式中，η_D为电动汽车的放电效率，P_iN为电动汽车的额定充放电功率，t_i，d为第i辆车充电结束时间，t_i，a为第i辆电动汽车的起始充电时间，C_i，CD为第i辆电动汽车的充电需求，η_CH为电动汽车的充电效率。

2.如权利要求1所述的一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：可利用充放电功率P_battery通过下式确定：

P_battery＝ηP_Lbattery

其中，P_Lbattery为频率波动时AGC分配给充电站的负荷功率，η为充放电站的响应系数；

$\mathrm{\&eta;}=\frac{SOC-{\mathrm{SOC}}_{\min }}{{\mathrm{SOC}}_{\max }}$

SOC为电动汽车的荷电状态，SOC_max与SOC_min分别为充电站荷电状态上下限。

3.如权利要求2所述的一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：将所述确定的可利用充放电功率发送至所述电网调度中心，所述电网调度中心根据此时的电网运行情况，决定充电站此时是向电网输送功率还是吸收功率，并将指令下发给充电站；充电站再根据自身优化控制目标进行配合。

4.如权利要求1所述的一种规模化充电站电网频率控制系统，其特征在于：所述充电站控制模块设有显示界面，所述显示界面包括所述充电桩信息：所述充电桩信息包括根据所述电网频率波动的范围确定所述充电站的充电价格p_rice：

$p_{rice}=\left\{\begin{array}{cc}{C}_1+k_1\mathrm{\&Delta;}f& 0.2<\mathrm{\&Delta;}f\&le;0.5\\ C_2+k_2\mathrm{\&Delta;}f& 0<\mathrm{\&Delta;}f\&le;0.2\\ C_3+k_3\mathrm{\&Delta;}f& -0.2<\mathrm{\&Delta;}f\&le;0\\ C_4+k_4\mathrm{\&Delta;}f& -0.5\&le;\mathrm{\&Delta;}f\&le;-0.2\end{array}\right.$

其中，C₁、C₂、C₃、C₄分别为规定频率范围内的基准电价；Δf为电网频率波动，k₁、k₂、k₃、k₄分别为对应频率范围内的电价系数。