CN106130053B

CN106130053B - 一种分布式电网调峰配电方法

Info

Publication number: CN106130053B
Application number: CN201610732960.6A
Authority: CN
Inventors: 赵东旭
Original assignee: Guangdong Southeast Transmission And Transformation Engineering Co Ltd
Current assignee: Guangdong Dn Energy System Technology Co ltd
Priority date: 2016-08-27
Filing date: 2016-08-27
Publication date: 2018-07-24
Anticipated expiration: 2036-08-27
Also published as: CN106130053A

Abstract

一种分布式电网调峰配电方法，包括如下步骤：（1）通过可移动分布式储能装置的输入设备输入其期待充电结束时间；（2）集中式充电站根据电网的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网充电还是向电网供电；向电网供电进入步骤（3），利用电网充电进入步骤（4）；（3）根据可移动分布式储能装置的实时状况，确定集中式充电站内需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置，对于配对的可移动分布式储能装置进行充供电；（4）通过电网给予集中式充电站内的可移动分布式储能装置进行充电。

Description

一种分布式电网调峰配电方法

技术领域

本发明涉及一种电网配电方法，尤其是涉及一种分布式电网调峰配电方法。

背景技术

分布式发电是指位于用户附近，装机规模小，利用风能、太阳能等可再生能源产生电能的发电单元。与传统的大规模集中式发电相比，分布式发电具备很多优点。首先，分布式电源一般靠近用户，就地消耗电能，减少电力设备投资和传输过程中的电能损耗，更好地满足社会生产和人民生活的用电需求，提高系统运行的经济性。

分布式发电具有占地少、投资少、节能、环保、建设周期短等优点，随着节能减排压力增大和电力缺口扩大，分布式发电与大电网相结合是未来电力工业发展的重要方向。但是，分布式发电并网容易导致电网不稳定，尤其是风电、太阳能发电等系统，输出功率不稳定，导致电网在峰荷时段的缺电现象日益严重，调节电源容量不足严重地影响了系统的供电质量和系统的经济效益。

随着电动汽车大量投入和使用，电动汽车可作为等效分布式微电源参与电网的调度．以此达到缓解电网高峰时期的调峰压力和提高输配电设备的利用率，从而实现电网的经济可靠运行。随着电动汽车接入网络(Vehicle to Grid．V2G)技术的发展和电动汽车的规模化应用，电力系统设计和运行的市场环境将发生变化．在配电网络运行时需考虑电动汽车作为等效储能装置参与系统的调度问题。电动汽车接入电网时，可以削峰填谷，还能作为应急安保的备用电源，提高了电网运行的灵活性和可靠性。

现有的电动汽车接入配电网的技术通常是以充电站为单位，在电网峰荷需要供能时，除了必须需要充电的汽车，将能够供电的汽车的电量通过双向逆变系统提供给电网，而必须充电的汽车则通过电网供电继续充电。因此，充电站在向电网供能时同时作为电源和负载，存在着供电和充电的行为，由于存在直流交流变化以及距离传送的损耗，导致电能的浪费。

发明内容

本发明提供了一种分布式电网调峰配电方法以及系统，能够在充电站向电网峰荷供电时，仅作为电源而不产生负载，从而避免能够的损耗。

作为本发明的一个方面，提供了一种分布式电网调峰配电方法，包括如下步骤：（1）通过可移动分布式储能装置的输入设备输入其在集中式充电站内的期待充电结束时间；（2）集中式充电站根据电网的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网充电还是向电网供电，如果向电网供电进入步骤（3），如果利用电网充电进入步骤（4）；(3)（3.1）根据所述可移动分布式储能装置的实时状况，确定集中式充电站内需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置；（3.2）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置以及能够用于供电的可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接；（3.3）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第一开关，闭合所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第二开关；（3.4）闭合所述配对的能够供电的可移动分布式储能装置的第一开关，断开所述配对的能够供电的可移动分布式储能装置的第二开关；（4）通过电网给予集中式充电站内的可移动分布式储能装置进行充电。

优选的，所述步骤（3.1）根据以下方式确定需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置：（a）根据各个可移动分布式储能装置的实时电量，确定其不间断充电至满额所需的时间Tci；（b）确定闲适时间Tki＝Tf－Tci，其中Tf＝Te-Td，Tf表示期待充电结束时间Te与当前时间Td的差值；（c）确定需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合：将闲适时间Tki进行排序，将Tki小于第一时间阈值例如15分钟的可移动分布式储能装置确定为需要进行充电的可移动分布式储能装置；（d）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合：选择实时电量大于电量阈值的可移动式分布式储能装置，将其中Tki大于第二时间阈值例如45分钟的可移动式分布式储能装置，作为能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合；（e）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中各个可移动式分布式储能装置的期待供电时间Tqi=αTki/3,其中α为修正系数，用于修正供电时间以及充电时间的效率差，可以通过试验确定，或者使用一个保守值例如0.8；（f）将需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合中依据Tci从大到小排列，对于需要进行充电的可移动分布式储能装置从能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中选择Tqi大于其Tci的能够进行供电的可移动分布式储能装置进行配对。

优选的，步骤3还包括步骤（3.5）：断开集中式充电站除了需要进行充电的可移动分布式储能装置以及能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合以外的所有可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接，实时计算该集合内的各个可移动分布式储能装置的闲适时间Tki，当其中的可移动分布式储能装置的Tki小于第二阈值时，闭合该可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接。

作为本发明的另外一个方面，提供了用于上述方法的分布式电网调峰配电系统，包括：分布式电源，母线，通信交互系统；所述分布式电源通过母线与电网相连接，能够通过母线向电网提供电能；所述分布式电源还通过所述通信交互系统与配电网进行信息交互，获取电网实时功率以及实时负荷的信息；所述分布式电源包括集中式充电站，所述集中式充电站能够用于可移动分布式储能装置进行充电，并且还能够通过母线向所述电网供电；所述集中式充电站还包括站内第一母线以及站内第二母线；所述可移动分布式储能装置通过站内第一母线与电网母线相连；所述站内第二母线与各个可移动分布式储能装置分别通过第一开关、变压器以及第二开关相连，所述第一开关与变压器串联，所述第二开关与第一开关以及变压器并联；所述集中式充电站还包括控制系统，当集中式充电站需要向电网供电时，所述控制系统进行如下操作：（1）根据所述可移动分布式储能装置的实时状况，确定需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置；（2）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置以及能够用于供电的可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接；（3）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第一开关，闭合所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第二开关；（4）闭合所述能够供电的可移动分布式储能装置的第一开关，断开所述能够供电的可移动分布式储能装置的第二开关。

优选的，所述可移动分布式储能装置包括电动汽车。

优选的，所述分布式电源还包括风电机组、光伏电池、飞轮储能或者抽水储能电站。

优选的，所述集中式充电站根据电网的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网充电还是向电网供电。

优选的，所述变压器用于将输出电压升高到1.15到1.2倍的输入电压。优选的，在快速充电时，可以将输出电压升高高1.25倍的输入电压。

优选的，所述站内第二母线通过直流配电。

优选的，所述可移动分布式储能装置包括输入设备，通过所述输入设备能够输入该所述可移动分布式储能装置的期待充电结束时间；所述可移动分布式储能装置还包括电量监测装置，用于监测其储能装置内的剩余电量；所述控制系统根据各个可移动分布式储能装置的剩余电量以及期待充电结束时间，确定需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置。

附图说明

图1是本发明实施例的系统示意图。

图2是本发明实施例的分布式电网调峰配电方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。而且，应当理解，在此描述的各种各样的实施例的特征不互斥，并且能在各种各样的组合和换变过程中存在。

本发明实施例的分布式电网调峰配电系统，参见图1，包括电动汽车充电站10，其通过母线B与电网30相连。电网30与负荷相连，用于向电网负荷提供电力。电网30还可以设置其他分布式电源，如风电机组、光伏电池、飞轮储能或者抽水储能电站。电动汽车充电站10还通过通信交互系统与电网30进行信息交互，从而获取电网30实时功率以及实时负荷的信息，根据电网30的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网30充电还是向电网30供电。

电动汽车充电站10用于对于驶入其内的电动汽车11进行充电，其内设置站内第一母线B1以及站内第二母线B2。电动汽车11通过站内第一母线B1与电网母线B相连。站内第二母线B2为直流配电，其与电动汽车充电站10内的电动汽车11分别通过第一开关12、变压器13以及第二开关14相连。站内第二母线B2可以包括两条线路，分布与电动汽车11的动力电池的正级以及负极相连。其中，第一开关12与变压器13串联，第二开关14与第一开关12以及变压器13并联。其中变压器13能够对于输入其中的电压进行升压，升压后输入电压升为输入电压的1.15至1.20倍。

电动汽车充电站10通过通信交互系统与电网30进行信息交互，从而获取电网30实时功率以及实时负荷的信息，根据电网30的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网30充电还是向电网30供电。在确定电动汽车充电站10需要向电网供电时，电动汽车充电站10内的控制系统进行如下操作：（1）根据电动汽车充电站10的各个电动汽车11的实时状况，确定需要进行充电的电动汽车11以及与其配对的能够用于供电的电动汽车11；（2）断开需要进行充电的电动汽车11以及配对的能够用于供电的电动汽车11与站内第一母线B1的连接；（3）断开需要进行充电的电动汽车11的第一开关12，闭合需要进行充电的电动汽车11的第二开关14；（4）闭合配对的能够用于供电的电动汽车11的第一开关12，断开能够用于供电的电动汽车11的第二开关14。

其中，电动汽车11包括输入设备以及电量监测装置，通过输入设备能够输入电动汽车11的期待充电结束时间。电量监测装置用于监测电动汽车11储能装置内的剩余电量。电动汽车充电站10的控制系统根据各个电动汽车11的剩余电量以及期待充电结束时间，确定需要进行充电的电动汽车11以及与其配对的能够用于供电的电动汽车11。

具体的，控制系统根据以下方式需要进行充电的电动汽车11以及与其配对的能够用于供电的电动汽车11：（1）根据各个电动汽车11的实时电量，确定其不间断充电至满额所需的时间Tci；（2）确定闲适时间Tki＝Tf－Tci，其中Tf＝Te-Td，Tf表示期待充电结束时间Te与当前时间Td的差值；（3）确定需要进行充电的电动汽车11的集合：将闲适时间Tki进行排序，将Tki小于第一时间阈值例如15分钟的电动汽车11确定为需要进行充电的可移动分布式储能装置；（4）确定能够进行供电的电动汽车11的集合：选择实时电量大于电量阈值的电动汽车11，电量阈值可以是例如80％的额定容量；将其中Tki大于第二时间阈值例如45分钟的电动汽车11，作为能够进行供电的电动汽车11的集合；（5）确定能够进行供电的电动汽车11的集合中各个电动汽车11的期待供电时间Tqi=αTki/3,其中α为修正系数，用于修正供电时间以及充电时间的效率差，α可以通过试验确定，或者使用一个保守值例如0.8；（6）将需要进行充电的电动汽车11集合中依据Tci从大到小排列，对于各个需要进行充电的电动汽车11从能够进行供电的电动汽车11的集合中选择Tqi大于其Tci的能够进行供电的电动汽车11进行配对。

在需要进行充电的电动汽车11的电量达到其额定电量后，断开其与站内第一母线B2的连接，等待电动汽车11用户将其开走。在能够进行供电的电动汽车11的供电时间达到其期待供电时间Tqi后，断开其与站内第一母线B2的连接，将其与站内第一母线B1重新连接。

通过本发明的上述技术方案，在充电站在向电网供能时，确定内部需要进行充电的电动汽车，在充电站内直接通过第二母线给予直流充电，从而使充电站供能时仅作为电源，降低了直流交流变化以及距离传送的损耗。

本发明实施例的流程图，参见图2，包括如下步骤：1）通过可移动分布式储能装置的输入设备输入其在集中式充电站内的期待充电结束时间；（2）集中式充电站根据电网的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网充电还是向电网供电，如果向电网供电进入步骤（3），如果利用电网充电进入步骤（4）；(3)（3.1）根据所述可移动分布式储能装置的实时状况，确定集中式充电站内需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置；（3.2）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置以及配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接；（3.3）断开所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第一开关，闭合所述需要进行充电的可移动分布式储能装置的第二开关；（3.4）闭合所述配对的能够供电的可移动分布式储能装置的第一开关，断开所述配对的能够供电的可移动分布式储能装置的第二开关；（4）集中式充电站确定通过电网供电后，通过电网给予集中式充电站内的可移动分布式储能装置进行充电。

具体的，步骤（3.1）中根据以下方式确定需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置：（a）根据各个可移动分布式储能装置的实时电量，确定其不间断充电至满额所需的时间Tci；（b）确定闲适时间Tki＝Tf－Tci，其中Tf＝Te-Td，Tf表示期待充电结束时间Te与当前时间Td的差值；（c）确定需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合：将闲适时间Tki进行排序，将Tki小于第一时间阈值例如15分钟的可移动分布式储能装置确定为需要进行充电的可移动分布式储能装置；（d）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合：选择实时电量大于电量阈值的可移动式分布式储能装置，将其中Tki大于第二时间阈值例如45分钟的可移动式分布式储能装置，作为能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合；（e）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中各个可移动式分布式储能装置的期待供电时间Tqi=αTki/3,其中α为修正系数，用于修正供电时间以及充电时间的效率差，可以通过试验确定，或者使用一个保守值例如0.6或者0.8；（f）将需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合中依据Tci从大到小排列，对于需要进行充电的可移动分布式储能装置从能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中选择Tqi大于其Tci的能够进行供电的可移动分布式储能装置进行配对。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种分布式电网调峰配电方法，包括如下步骤：（1）通过可移动分布式储能装置的输入设备输入其在集中式充电站内的期待充电结束时间；（2）集中式充电站根据电网的实时功率以及实时负荷信息，确定是利用电网充电还是向电网供电，如果向电网供电进入步骤（3），如果利用电网充电进入步骤（4）；（3）(3.1)根据所述可移动分布式储能装置的实时状况，确定集中式充电站内需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置；（3.2）断开所述进行充电的可移动分布式储能装置以及能够用于供电的可移动分布式储能装置与站内第一母线的连接；（3.3）断开所述进行充电的可移动分布式储能装置的第一开关，闭合所述进行充电的可移动分布式储能装置的第二开关；（3.4）闭合所述能够供电的可移动分布式储能装置的第一开关，断开所述能够供电的可移动分布式储能装置的第二开关；（4）通过电网给予集中式充电站内的可移动分布式储能装置进行充电。

2.根据权利要求1所述的分布式电网调峰配电方法，其特征在于：所述步骤（3.1）根据以下方式确定需要进行充电的可移动分布式储能装置以及与其配对的能够用于供电的可移动分布式储能装置：（a）根据各个可移动分布式储能装置的实时电量，确定其不间断充电至满额所需的时间Tci；（b）确定闲适时间Tki＝Tf－Tci，其中Tf＝Te-Td，Tf表示期待充电结束时间Te与当前时间Td的差值；（c）确定需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合：将闲适时间Tki进行排序，将Tki小于第一时间阈值15分钟的可移动分布式储能装置确定为需要进行充电的可移动分布式储能装置；（d）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合：选择实时电量大于电量阈值的可移动式分布式储能装置，将其中Tki大于第二时间阈值45分钟的可移动式分布式储能装置，作为能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合；（e）确定能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中各个可移动式分布式储能装置的期待供电时间Tqi=αTki/3,其中α为修正系数，用于修正供电时间以及充电时间的效率差，其通过试验确定，或者使用一个保守值0.8；（f）将需要进行充电的可移动分布式储能装置的集合中依据Tci从大到小排列，对于需要进行充电的可移动分布式储能装置从能够进行供电的可移动分布式储能装置的集合中选择Tqi大于其Tci的能够进行供电的可移动分布式储能装置进行配对。