CN108899924B - 一种基于电动汽车状态的配电网调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，包括如下步骤：建立电动汽车一天内状态模型，将电动汽车状态分为行驶状态、停车可调度状态、停车不可调度状态；建立电动汽车满意度模型，一天内某一时刻的电动汽车满意度为一天内该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量；根据电动汽车状态模型对电动汽车进行调度，其中电动汽车的调度分为充电调度、放电调度；充电调度和放电调度以配电网负荷、电动汽车剩余电量以及电动汽车满意度模型为依据进行调度。本方法通过对电动汽车运行状态建模、对用户满意度建模，能够根据不同用户的使用需求、出行规律对电动汽车充放电进行优化调度，对电动汽车与智能电网的结合提供有利的技术支持。

Description

一种基于电动汽车状态的配电网调度方法
技术领域
本发明主要涉及电力行业中，大规模电动汽车入网能量管理、电动汽车调度相关技术领域，具体是一种基于电动汽车状态的配电网调度方法。
背景技术
随着电动汽车相关技术的成熟和智能电网的快速发展，电动汽车利用其分布式储能特性，使用V2G(即电动汽车可以从电网充电也可以向电网馈电)技术与智能电网相结合，通过有序充放电，可以实现对网内负荷的消峰填谷或对可再生能源输出进行平抑。
在目前所研究的电动汽车调度中，对用户的满意度的考虑较少。电动汽车参与调度后，剩余电量扔可满足用户的日常行驶需要使用户满意度的重要因素之一。在目前方案中，为了保证用户的满意度，多为将电动汽车的调度下限设定为统一值，即保证电动汽车电池电量有一个下限制以满足电动汽车需求。但由于不同用户的差异性、出行规律的不同，上述方案只是从总体进行考虑，难以针对实际单个的用户需求实现，因此采用上述的调度方案往往存在调度后不能满足用户使用需求的情况，不利于电动汽车充电的灵活调度以及电动汽车与智能电网配合的普及使用。
发明内容
为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，本方法通过对电动汽车运行状态建模、对用户满意度建模，能够根据不同用户的使用需求、出行规律对电动汽车充放电进行优化调度，对电动汽车与智能电网的结合提供有利的技术支持。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，包括如下步骤：
S1、基于电动汽车行驶数据以及与配电网连接状态，建立电动汽车一天内状态模型，将电动汽车状态分为行驶状态、停车可调度状态、停车不可调度状态；
S2、基于电动汽车行驶数据，根据电动汽车行驶需求，建立电动汽车满意度模型，其中电动汽车满意度模型为数值模型，一天内某一时刻的电动汽车满意度为一天内该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量；
S3、根据电动汽车状态模型对电动汽车进行调度，其中
当电动汽车处于行驶状态或停车不可调度状态时，不参与电网调度；
当电动汽车处于停车可调度状态时，电动汽车的调度分为充电调度、放电调度；充电调度和放电调度以配电网负荷、电动汽车剩余电量以及电动汽车满意度模型为依据，
对于充电调度：在配电网负荷处于谷值情况下，判断电动汽车剩余电量与电动汽车过充保护极值的关系，若剩余电量大于或等于过充保护极值，则不参与调度，若剩余电量小于过充保护极值，则调度配电网对电动汽车进行充电，充电过程中实时更新剩余电量，并重复该步骤；
对于放电调度：在配电网负荷处于峰值情况下，判断电动汽车剩余电量与该时刻的满意度以及过放保护下限值的关系，若剩余电量小于或等于两者任意一值，电动汽车不参与调度，若剩余电量大于两者，则调度电动汽车对配电网进行放电，放电过程中实时更新剩余电量，并重复该步骤。
在步骤S1中，进行电动汽车状态模型建立时，当电动汽车停车接入具有V2G及其配套技术支持的配电网时定义为停车可调度状态，当电动汽车停车但未接入具有V2G及其配套技术支持的配电网时定义为停车不可调度状态；当电动汽车行驶时定义为行驶状态。
在电动汽车行驶状态时，行驶期间的荷电状态通过通信系统上传至调度系统，以保证荷电状态的连续性。
在步骤S2中，电动汽车的行驶数据包括电动汽车每天出行的耗电量，将一定周期内的以上数据进行平均，计算出该电动汽车平均每天的耗电量，一天内某一时刻该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量为电动汽车平均每天的耗电量减去该天内电动汽车已经所消耗的电量。
在步骤S3中，电动汽车的过充保护极值为避免电动汽车电池损伤所允许的电动汽车电池最大电量值，电动汽车的过放保护极值为避免电动汽车电池损伤所允许的电动汽车电池最小电量值加上电池总容量的10％。
本发明的有益效果：
1、本发明基于电动汽车与配电网连接状态对电动汽车进行建模，将电动汽车分为行驶状态、停车不可调度状态和停车可调度状态，根据电动汽车状态首先确定调动汽车是否满足调度条件，然后对电动汽车满意度进行建模，在调度时根据汽车满意度模型进行合理调度，由于汽车满意度模型针对不同汽车的不同出行规律能够产生不同的模型，因此实际调度时相当于根据单个电动汽车的实际状况进行充放电调度，以保证电动汽车参与调度后，剩余电量仍能满足用户剩余行程的使用需求。以此提高用户的满意度，有助于推广电动汽车与智能电网的结合，整体方案简单，运算量小，易于实现，为电动汽车的调度提供有利的技术支持。
2、本发明通过对电动汽车的出行规律进行统计，计算出车主的平均每日耗电量，以此作为依据对电动汽车进行调度，能够极大限度的保证电动汽车的使用需求，提高用户满意度。
3、本发明在对电动汽车调度时，充分考虑了电动汽车电池的储电量，避免过充过放对电池造成损伤，同时在调度过程中，一般允许电动汽车电池最小值为总电量的20％，额外增加10％的总电量，保持电动汽车拥有最低30％的电量以应对突发的行程变化，以此结合满意度模型以及电动汽车的行驶状态，保证一天内参与调度电动汽车荷电状态的连续性。
附图说明
附图1为本发明电动汽车调度流程图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价行驶同样落于本申请所限定的范围。
如图1所示，本发明主要提供一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其主要步骤如下：
S1、基于电动汽车行驶数据以及与配电网连接状态，建立电动汽车一天内状态模型，将电动汽车状态分为行驶状态、停车可调度状态、停车不可调度状态；电动汽车是否可参与调度是基于电动汽车的停驶状态、以及是否连接了具有V2G技术的设备，因为电动汽车仅有通过具有V2G技术的设备接入电网后，才可参与调度。而对于用户，如果想要自家电动汽车参与调度，则首先需要将电动汽车停车连接到V2G技术设备上。通过该步进行初步的筛选，筛选出符合参与调度的电动汽车。在上述进行电动汽车状态建模时，可将配电网区域划分为两类，一类为具有V2G及其配套技术支持的配电电网区域，另一类为不具有V2G及其配套技术支持配电电网区域。那么当电动汽车停车后，仅当其接入具有V2G及其配套技术支持的配电网时才定义为停车可调度状态，可参与电动汽车正常调度，否则定义为停车不可调度状态，不可参与调度。该划分方式，有利于区域内电动汽车以及智能调度的有序管理。
S2、基于电动汽车行驶数据，根据电动汽车行驶需求，建立电动汽车满意度模型，其中电动汽车满意度模型为数值模型，一天内某一时刻的电动汽车满意度为一天内该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量。电动汽车满意度模型用于判断电动汽车在满足参与电网调度的条件下，是否参与调度。该模型为数值模型，电动汽车每天的行驶数据保存在相应的数据包中，通过相应的算法更新数据包，电动汽车的行驶数据包括电动汽车每天出行的耗电量，通过数据包的更新，确定一定周期内的改电动汽车每天行驶所需要的平均耗电量，通过计算出的该平均耗电量，则可认定，一天内某一时刻该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量为电动汽车平均每天的耗电量减去该天内电动汽车已经所消耗的电量，以此为依据对电动汽车进行调度，则可极大程度的保证在调度完成后电动汽车剩余的电量能够满足用户剩余的行程使用电量需求。上述模型，通过对电动汽车用户的行车规律进行统计，针对每个电动汽车生成该电动汽车相应的满意度模型，可满足不同电动汽车行车差异度的问题，解决大量电动汽车统一调度时，难以满足单体车辆使用需求的问题。
S3、根据电动汽车状态模型对电动汽车进行调度，其中
当电动汽车处于行驶状态或者停车不可调度状态时，不参与电网调度；在本发明中，将不参与电网调度的电动汽车进行状态划分时，进一步划分为行驶状态以及停车不可调度状态，在行驶状态时，电动汽车的荷电状态通过通信系统上传至调度系统，那么就能保证电网时刻读取电动汽车的荷电状态，保证荷电状态的连续性，以便于对电动汽车进行管理和调度。
当电动汽车处于停车可调度状态时，电动汽车的调度分为充电调度、放电调度；充电调度和放电调度以配电网负荷、电动汽车剩余电量以及电动汽车满意度模型为依据，通过以下算法和约束条件进行充放电调度：
对于充电调度：在配电网负荷处于谷值情况下，判断电动汽车剩余电量与电动汽车过充保护极值的关系，该过充保护极值为设定值或电动汽车默认值，用于保护电动汽车电池，避免电池充电时间过长或充电量过大对电池造成损伤，若剩余电量大于或等于过充保护极值，则不参与调度，若剩余电量小于过充保护极值，则调度配电网对电动汽车进行充电，起到填谷的作用，充电过程中以分钟为单位实时更新剩余电量，并重复该步骤；
对于放电调度：在配电网负荷处于峰值情况下，判断电动汽车剩余电量与该时刻的满意度以及过放保护下限值的关系，该过放保护下限值优选计算方法为：避免电动汽车电池损伤所允许的电动汽车电池最小电量值加上电池总容量的10％，即在放电过程中，始终保证电动汽车最低有30％的电量，以此保证在用户有突发行程情况下，电动汽车仍能保持一定的电量供用户使用。若剩余电量小于或等于两者任意一值，电动汽车不参与调度，若剩余电量大于两者，则调度电动汽车对配电网进行放电，放电过程中以分钟为单位实时更新剩余电量，并重复该步骤。
通过本发明所提供的电动汽车与配电网结合的调度方案，保证了一天内参与调度电动汽车负荷状态的连续性，结合电动汽车相关出行数据，考虑电动汽车单体的用户满意差异进行调度，保证调度的灵活性和用户的使用需求。

Claims (5)

1.一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于电动汽车行驶数据以及与配电网连接状态，建立电动汽车一天内状态模型，将电动汽车状态分为行驶状态、停车可调度状态、停车不可调度状态；
S2、基于电动汽车行驶数据，根据电动汽车行驶需求，建立电动汽车满意度模型，其中电动汽车满意度模型为数值模型，一天内某一时刻的电动汽车满意度为一天内该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量；
S3、根据电动汽车状态模型对电动汽车进行调度，其中
当电动汽车处于行驶状态或停车不可调度状态时，不参与电网调度；
当电动汽车处于停车可调度状态时，电动汽车的调度分为充电调度、放电调度；充电调度和放电调度以配电网负荷、电动汽车剩余电量以及电动汽车满意度模型为依据，
对于充电调度：在配电网负荷处于谷值情况下，判断电动汽车剩余电量与电动汽车过充保护极值的关系，若剩余电量大于或等于过充保护极值，则不参与调度，若剩余电量小于过充保护极值，则调度配电网对电动汽车进行充电，充电过程中实时更新剩余电量，并重复该步骤；
对于放电调度：在配电网负荷处于峰值情况下，判断电动汽车剩余电量与该时刻的满意度以及过放保护下限值的关系，若剩余电量小于或等于两者任意一值，电动汽车不参与调度，若剩余电量大于两者，则调度电动汽车对配电网进行放电，放电过程中实时更新剩余电量，并重复该步骤。
2.如权利要求1所述的一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其特征在于：在步骤S1中，进行电动汽车状态模型建立时，当电动汽车停车接入具有V2G及其配套技术支持的配电网时定义为停车可调度状态，当电动汽车停车但未接入具有V2G及其配套技术支持的配电网时定义为停车不可调度状态；当电动汽车行驶时定义为行驶状态。
3.如权利要求1所述的一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其特征在于：在电动汽车行驶状态时，行驶期间的荷电状态通过通信系统上传至调度系统，以保证荷电状态的连续性。
4.如权利要求1所述的一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其特征在于：在步骤S2中，电动汽车的行驶数据包括电动汽车每天出行的耗电量，将一定周期内的以上数据进行平均，计算出该电动汽车平均每天的耗电量，一天内某一时刻该电动汽车剩余行驶状态下所需要的电量为电动汽车平均每天的耗电量减去该天内电动汽车已经消耗的电量。
5.如权利要求1所述的一种基于电动汽车状态的配电网调度方法，其特征在于：在步骤S3中，电动汽车的过充保护极值为避免电动汽车电池损伤所允许的电动汽车电池最大电量值，电动汽车的过放保护极值为避免电动汽车电池损伤所允许的电动汽车电池最小电量值加上电池总容量的10％。
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