CN110027440B - 一种基于v2g技术负荷高峰期的分层调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法，利用废旧电池储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车各自特点，在负荷高峰时期分四层引导其参与调度放电。包括以下步骤：回收废旧电池并组装成废旧电池储能装置；采集电动汽车和电网负荷缺额数据；利用移动互联网传输采集到的信息；针对可能出现负荷高峰的地区作出引导放电的策略；向相应的用户发送指令，分层引导储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车完成放电任务；车主根据引导完成放电任务并接受智能调度系统收益结算和评估奖励。本发明充分且合理地利用各种资源来补偿负荷高峰期短时功率缺额，提高电力系统的供电可靠性，实现电动车车主与电网公司的双赢。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车和电网供电可靠性领域，特别涉及到一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法。
背景技术
目前为了解决负荷高峰期的功率缺额，一种方法是增加装机容量，通过投资电力设施，扩大原有发电厂的装机容量，在负荷高峰期增大输出功率；另一种方法是采取有序用电，根据发电厂的出力情况，通过法律、行政、经济、技术等手段，加强用电管理，改变用户用电方式，采取错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施维护供用电秩序，从而避免出现负荷高峰期；还有一种方法是执行错峰限电，通过行政、技术、经济等手段将电网用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，从而减少电网的峰谷负荷差，优化资源配置，提高电网安全性和经济性。
然而，对于增加装机容量方法，其建设周期长、投资数额多且风险大。采用有序用电方法对涉及范围内的企业及商业实体的生产、工作甚至生活会造成很大的影响。执行错峰限电方式需要提前比较长的时间安排，灵活性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法，包括以下步骤：
（1）利用废旧电池梯次回收技术选出作储能装置的电池，并将其回收，再重新组装成废旧电池储能装置，安装在不同的区域备用；
（2）采集各单位电动班车的数量及SOC状态信息、电动出租车的地理位置及SOC状态信息、新能源电动汽车废旧电池储能装置SOC状态信息、电动私家车地理位置及SOC状态信息以及电网负荷缺额数据；
（3）将采集到的信息通过移动网络传输到智能调度系统的后台；
（4）智能调度系统对采集到的信息进行分析，并针对可能出现负荷高峰的地区及时作出引导放电的策略；
（5）智能调度系统向相应的用户发送指令，分层引导储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车完成放电任务；
（6）单位电动班车、电动出租车司机以及电动私家车车主根据引导完成放电任务并接受智能调度系统收益结算和评估奖励。
进一步的，所述步骤（4）中，智能调度系统的后台在收到警报信号之后，进行智能处理：
S1、计算该区域的电量缺额W；
S2、分析交通网络中各单位、电动出租车、电动私家车的地理位置以及SOC状态；
S3、单位电动班车和电动私家车筛选，只有SOC值在50%以上的车辆才可以参与放电调度；
S4、电动出租车筛选，对于电动出租车必须是SOC值在50%以上且此刻没有载客才可以参与放电调度。
进一步的，所述步骤（5）中，包括如下步骤：
S11、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内废旧电池储能装置参与放电；范围内的储能装置全部参与放电且在SOC值低于10%时自动停止放电，统计此时储能装置能够提供的电量总和W0，若W0≥W，则进行步骤（6），否则进行步骤S21；
S21、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的单位电动班车参与放电，被引导放电单位根据预设报酬、本单位用车日程安排情况自愿选择是否接受放电任务及放电车辆数并向智能调度系统提交订单；统计此时单位电动班车能够提供的电量总额W1，若W0+W1≥1.2W，则进行步骤（6），否则进行步骤S31；
S31、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的电动出租车参与放电；电动出租车司机根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动出租车能够提供的电量总额W2，若W0+W1+W2≥1.2W，则进行步骤（6），否则进行步骤S41；
S41、引导以功率缺额区域为圆心1公里范围内的电动私家车参与放电；电动私家车车主根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动私家车够提供的电量总额W3，若W0+W1+W2+W3＜1.2W，则继续向外扩展1公里进行搜索，直到W0+W1+W2+W3≥1.2W时，停止搜索，引导电动私家车车主参与放电。
进一步的，所述步骤（6）中，包括如下步骤：
S12、对于单位电动班车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该单位电动班车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示。为鼓励单位电动班车积极参与调度放电任务，每月评估一次各单位参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同单位相应的奖励，包括：电价的优惠、电力产品的消纳等。具体报酬计算方法为：C1i=kW1i，其中C1i是第i个单位的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W1i是单位电动班车放电的总放电量；
S22、对于电动出租车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动出租车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；每月评估一次各出租车公司参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同出租车公司相应的奖励，具体报酬计算方法为：C2i=kW2i+k2iS2i，其中C2i是第i辆电动出租车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W2i是第i辆电动出租车放电的放电量，k2i是第i辆电动出租车单位路程的车主损耗成本，S2i是第i辆电动出租车到达放电目的地的距离；
S32、对于电动私家车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动私家车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；每月评估一次电动私家车参与调度放电情况，划分等级对不同出电动私家车车主进行梯级经济补偿；具体报酬计算方法为：C3i=kW3i+k3iS3i，其中S3i是第i辆电动私家车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W3i是第i辆电动私家车放电的放电量，W3i是第i辆电动私家车单位路程的车主损耗成本，S3i是第i辆电动私家车到达放电目的地的距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用新能源汽车的废旧电池梯次回收技术，将回收的废旧电池作为储能装置，降低了调峰成本；其次利用单位电动班车的集中性、易管理等特点，如果合理引导将提高调峰速度；接着利用电动出租车耗电获利的特点，即：载客耗电获利，同样是耗电获利，则可引导其参与放电获利，实现电网公司和出租车公司双赢；最后，适当引导电动私家车参与放电并获得一定补偿，从而实现电力系统在负荷高峰期可以低成本、高效益、高灵活性的确保稳定性。
本发明集电网负荷监控系统、新能源电动汽车废旧电池储能、电动汽车运行管理、报酬结算和评估奖励四位一体的综合性分层调度方法。该调度方法在原有电力设备的基础上，无需电力设施投资，分层引导废旧电池储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车参与调度放电，充分且合理的利用各种资源来补偿负荷高峰期出现的功率缺额，提高电力系统的供电可靠性，实现电动车车主与电网公司的双赢。
本发明通过电网数据采集与检测系统（SCADA系统）将不同地区的电网负荷数据、各层电动汽车的信息资源以及废旧电池储能装置整合到一起，使得高峰负荷时的调峰更高效更合理，既提高了电力系统的可靠性又给予电动汽车所有者相应的报酬。
附图说明
图1为本发明所述的综合性分层调度系统流程示意图。
图2为图1中的具体分层调度策略框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明提出一种集电网负荷监控系统、新能源电动汽车废旧电池储能系统、电动汽车运行管理、报酬结算和评估奖励四位一体的综合性分层调度方法。该方法主要面向有电动班车的单位、电动出租车公司以及电动私家车用户，在电力网络处于负荷高峰期，分四层：废旧电池储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车来进行调峰，充分且合理地利用各部分资源，补偿负荷高峰期短时功率缺额，实现了电网公司和电动汽车所有者的双赢，提高了供电可靠性。
参见图1和图2，本发明所述的一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法，具体包括以下步骤：
（1）利用废旧电池梯次回收技术选出适合作储能装置的电池，并将其回收，再重新组装成废旧电池储能装置，安装在不同的区域备用。
（2）采集各单位电动班车的数量及SOC状态信息、电动出租车的地理位置及SOC状态信息、新能源电动汽车废旧电池储能装置SOC状态信息、电动私家车地理位置及SOC状态信息以及电网负荷缺额数据。利用单位电动班车充电桩监测系统获取单位电动班车电池信息，利用电动出租车车载定位系统捕捉电动汽车地理位置实时信息，利用车载终端获取电动汽车SOC信息，利用电网数据采集与监控系统(SCADA系统)整合不同区域电网用电负荷特性曲线从而计算各区域功率缺额以及功率缺额区域地理位置信息。
（3）将采集到的信息通过移动网络传输到智能调度系统的后台。各单位、出租车公司以及电动私家车车主可下载智能调度系统APP，注册账户并填写所拥有的电动车数量及车辆信息。电网调度中心与智能调度系统直接建立网络互联，在智能调度服务系统APP上可以直接读取每个区域的实时功率缺额情况。一旦某个区域出现紧急供电功率短缺,电网立即向智能调度系统发出警报信号。
（4）智能调度系统对采集到的信息进行分析，并针对可能出现负荷高峰的地区及时作出引导放电的策略。智能调度系统的后台在收到警报信号之后，进行一系列智能处理：
S1、计算该区域的电量缺额W；
S2、分析交通网络中各单位电动班车、电动出租车、电动私家车的地理位置以及SOC状态；
S3、单位电动班车和电动私家车筛选，只有SOC值在50%以上的车辆才可以参与放电调度；
S4、电动出租车筛选，对于电动出租车必须是SOC值在50%以上且此刻没有载客才可以参与放电调度。分层调度框图如图2所示。
（5）智能调度系统向相应的用户发送指令，分层引导储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车完成放电任务。
S11、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内废旧电池储能装置参与放电；范围内的储能装置全部参与放电且在SOC值低于10%时自动停止放电，统计此时储能装置能够提供的电量总和W0，若W0≥W，则进行步骤（6），否则进行步骤S21；
S21、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的单位电动班车参与放电，被引导放电单位根据预设报酬、本单位用车日程安排情况自愿选择是否接受放电任务及放电车辆数并向智能调度系统提交订单；统计此时单位电动班车能够提供的电量总额W1，若W0+W1≥1.2W（这里考虑20%的裕度，下同），则进行步骤（6），否则进行步骤S31；
S31、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的电动出租车参与放电；电动出租车司机根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动出租车能够提供的电量总额W2，若W0+W1+W2≥1.2W，则进行步骤（6），否则进行步骤S41；
S41、引导以功率缺额区域为圆心1公里范围内的电动私家车参与放电；电动私家车车主根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动私家车够提供的电量总额W3，若W0+W1+W2+W3＜1.2W，则继续向外扩展1公里进行搜索，直到W0+W1+W2+W3≥1.2W时，停止搜索，引导电动私家车车主参与放电。
（6）单位电动班车、电动出租车司机以及电动私家车车主根据引导完成放电任务并接受智能调度系统收益结算和评估奖励。
S12、对于单位电动班车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该单位电动班车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示。为鼓励单位电动班车积极参与调度放电任务，每月评估一次各单位参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同单位相应的奖励，包括：电价的优惠、电力产品的消纳等。具体报酬计算方法为：C1i=kW1i，其中C1i是第i个单位的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W1i是单位电动班车放电的总放电量；
S22、对于电动出租车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动出租车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；为鼓励出租车公司积极参与调度放电任务，每月评估一次各出租车公司参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同出租车公司相应的奖励，包括：电价的优惠等。具体报酬计算方法为：C2i=kW2i+k2iS2i，其中C2i是第i辆电动出租车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W2i是第i辆电动出租车放电的放电量，k2i是第i辆电动出租车单位路程的车主损耗成本，S2i是第i辆电动出租车到达放电目的地的距离；
S32、对于电动私家车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动私家车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示。为鼓励电动私家车车主积极参与调度放电任务，每月评估一次电动私家车参与调度放电情况，划分等级对不同出电动私家车车主进行梯级经济补偿；具体报酬计算方法为：C3i=kW3i+k3iS3i，其中S3i是第i辆电动私家车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W3i是第i辆电动私家车放电的放电量，W3i是第i辆电动私家车单位路程的车主损耗成本，S3i是第i辆电动私家车到达放电目的地的距离。
图1为综合性分层调度系统流程示意图简介。该综合性分层调度系统主要分成三部分：物理层1、信息层和物理层2。
物理层1是数据的采集。利用单位电动班车充电桩监测系统获取各单位电动班车的数量及SOC状态信息、利用车载定位系统和车载终端获取电动出租车的地理位置及SOC状态信息、电动私家车地理位置及SOC状态信息，利用电网数据采集与监控系统(SCADA)获取电网负荷缺额数据和新能源电动汽车废旧电池储能装置SOC状态信息。然后将采集到的信息传输到信息层。
信息层是数据的分析和处理并给出分层调度策略。物理层1采集到的数据通过移动互联网传输到智能调度系统APP，系统后台对数据进行分析和处理，主要包括：计算功率缺额地区的电量缺额W、分析各单位电动班车、电动出租车、电动私家车的地理位置信息以及SOC状态信息并筛选，最后给出分层调度策略：首先引导废旧电池储能装置参与调度放电；其次引导单位电动班车参与调度放电；接着引导电动出租车参与调度放电；最后引导电动私家车参与调度放电。具体分层调度流程框图如图2所示。接着，智能调度系统APP发送指令给参与放电用户。
物理层2是放电执行并反馈。用户在接收到信息层的指令后，开始向供电不足区域分层执行放电指令，待放电完成后电网调度中心会将电量缺额情况及时反馈给信息层，使智能调度系统可以更精确的给出调度策略并发送给参与放电的用户，直到负荷缺额在允许范围内，停止调度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种基于V2G技术负荷高峰期的分层调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）利用废旧电池梯次回收技术选出作储能装置的电池，并将其回收，再重新组装成废旧电池储能装置，安装在不同的区域备用；
（2）采集各单位电动班车的数量及SOC状态信息、电动出租车的地理位置及SOC状态信息、新能源电动汽车废旧电池储能装置SOC状态信息、电动私家车地理位置及SOC状态信息以及电网负荷缺额数据；
（3）将采集到的信息通过移动网络传输到智能调度系统的后台；
（4）智能调度系统对采集到的信息进行分析，并针对可能出现负荷高峰的地区及时作出引导放电的策略；
（5）智能调度系统向相应的用户发送指令，分层引导储能装置、单位电动班车、电动出租车以及电动私家车完成放电任务；
（6）单位电动班车、电动出租车司机以及电动私家车车主根据引导完成放电任务并接受智能调度系统收益结算和评估奖励；
所述步骤（4）中，智能调度系统的后台在收到警报信号之后，进行智能处理：
S1、计算该区域的电量缺额W；
S2、分析交通网络中各单位电动班车、电动出租车、电动私家车的地理位置以及SOC状态；
S3、单位电动班车和电动私家车筛选，只有SOC值在50%以上的车辆才可以参与放电调度；
S4、电动出租车筛选，对于电动出租车必须是SOC值在50%以上且此刻没有载客才可以参与放电调度；
所述步骤（5）中，包括如下步骤：
S11、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内废旧电池储能装置参与放电；范围内的储能装置全部参与放电且在SOC值低于10%时自动停止放电，统计此时储能装置能够提供的电量总和W0，若W0≥W，则进行步骤（6），否则进行步骤S21；
S21、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的单位电动班车参与放电，被引导放电单位根据预设报酬、本单位用车日程安排情况自愿选择是否接受放电任务及放电车辆数并向智能调度系统提交订单；统计此时单位电动班车能够提供的电量总额W1，若W0+W1≥1.2W，则进行步骤（6），否则进行步骤S31；
S31、引导以功率缺额区域为圆心5公里范围内的电动出租车参与放电；电动出租车司机根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动出租车能够提供的电量总额W2，若W0+W1+W2≥1.2W，则进行步骤（6），否则进行步骤S41；
S41、引导以功率缺额区域为圆心1公里范围内的电动私家车参与放电；电动私家车车主根据智能调度系统提供的多条路线、多个放电目的地以及每一条路线放电后的预设放电报酬自主选择对自己最有利的参与调度放电的路径，并提交订单；统计此时电动私家车够提供的电量总额W3，若W0+W1+W2+W3＜1.2W，则继续向外扩展1公里进行搜索，直到W0+W1+W2+W3≥1.2W时，停止搜索，引导电动私家车车主参与放电；
所述步骤（6）中，包括如下步骤：
S12、对于单位电动班车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该单位电动班车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；为鼓励单位电动班车积极参与调度放电任务，每月评估一次各单位参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同单位相应的奖励，包括：电价的优惠、电力产品的消纳；具体报酬计算方法为：C1i=kW1i，其中C1i是第i个单位的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W1i是单位电动班车放电的总放电量；
S22、对于电动出租车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动出租车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；每月评估一次各电动出租车公司参与调度放电情况，划分等级进行梯级补偿，给予不同出租车公司相应的奖励，具体报酬计算方法为：C2i=kW2i+k2iS2i，其中C2i是第i辆电动出租车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W2i是第i辆电动出租车放电的放电量，k2i是第i辆电动出租车单位路程的车主损耗成本，S2i是第i辆电动出租车到达放电目的地的距离；
S32、对于电动私家车完成放电之后，智能调度系统会自动确认订单，将此次的订单响应速率、该电动私家车的放电量以及放电后的实际报酬做成报表在智能调度系统用户界面显示；每月评估一次电动私家车参与调度放电情况，划分等级对不同出电动私家车车主进行梯级经济补偿；具体报酬计算方法为：C3i=kW3i+k3iS3i，其中S3i是第i辆电动私家车的放电报酬，k是电动车放电的单位电价，W3i是第i辆电动私家车放电的放电量，W3i是第i辆电动私家车单位路程的车主损耗成本，S3i是第i辆电动私家车到达放电目的地的距离。
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