CN112257992A - 一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统及评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统。一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，其中，包括与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器通信连接的数据采集模块，同时与所述数据采集模块以及电网需求响应中心通信连接的需求响应控制模块，以及同时与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块通信连接的需求响应效果评估模块。本发明还提供一种上述电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统的评估方法。本发明能够综合评估电动汽车充电站需求响应能力，为电动汽车负荷聚合商及电网公司评估电动汽车充电站参与需求响应能力提供参考。

Description

一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统及评估 方法
技术领域
本发明涉及电力控制技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统及评估方法。
背景技术
随着电动汽车数量的不断增长，大量电动汽车负荷接入配电网，对配网的运行安全造成严重威胁。目前城市配电网用电走廊紧张，增容扩建对于电网公司成本巨大，而电动汽车作为特殊的负荷，在负荷特点上具有时间和空间上具有灵活可调的特点，在可调节规模上，具有电动汽车数量大，具备一定的可调节特性。因此电动汽车充电站作为电网和电动汽车用户的纽带，如中国专利CN111490576A所述，电网公司可通过一定激励措施鼓励电动汽车充电站进行需求响应对配电网负荷曲线进行削峰填谷，保障配电网安全运行。但是各电动汽车充电站的规模和配置都不尽相同，所以每个电动汽车充电站对电网公司的调配需求响应能力也不尽相同，目前还是缺少一套对电动汽车充电站参与需求响应能力进行评估的方法。
发明内容
本发明为了克服目前缺少一套对电动汽车充电站参与需求响应能力进行评估的方法的缺陷，提供一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统及评估方法。本发明能够综合评估电动汽车充电站需求响应能力，为电动汽车负荷聚合商及电网公司评估电动汽车充电站参与需求响应能力提供参考。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，其中，包括与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器通信连接的数据采集模块，同时与所述数据采集模块以及电网需求响应中心通信连接的需求响应控制模块，以及同时与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块通信连接的需求响应效果评估模块。
进一步的，所述数据采集模块与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器的通信连接，需求响应控制模块与所述数据采集模块以及电网需求响应中心的通信连接，以及需求响应效果评估模块与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块的通信连接均是通过光纤连接或4G通信实现的。
本发明还提供一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其中，包括如下步骤：
S1.数据采集模块采集并存储电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器的运行数据；
S2.需求响应控制模块读取数据采集模块内电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器运行数据，并在电网需求响应中心下发需求响应事件时，在保障电动汽车充电站配电变压器安全运行的前提下，对接入电动汽车充电站内的电动汽车的充电功率进行升高或者降低；
S3.需求响应效果评估模块根据需求响应控制模块的参与需求响应类别，建立相应的需求响应评价指标，并根据各指标，综合评估电动汽车充电站需求响应能力。
进一步的，所述步骤S1中，数据采集模块采集的电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器的运行数据包括电动汽车充电桩充电的电压、电流、有功功率和功率因数，以及电动汽车充电站配电变压器的电压、电流、有功功率、无功功率。
进一步的，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21.需求响应控制模块接受电网需求响应中心的需求响应事件指令；
S22.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令确定实施需求响应时间；
S23.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令判断升高或降低电动汽车充电站负荷；
S24.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令识别电动汽车充电站需求响应量；
S25.需求响应控制模块根据步骤S22、S23和S24获得的收到的需求响应事件指令的具体要求对电动汽车充电站内电动汽车充电功率进行降低或升高。
进一步的，所述步骤S3中，需求响应效果评估模块建立的需求响应评价指标包括削峰类需求响应评估指标和填谷类需求响应评估指标。
进一步的，所述削峰类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率以及平均削峰率。
进一步的，所述填谷类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率以及平均填谷率。
进一步的，所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000031
其中Ni-pcpar为电动汽车充电站参与削峰类需求响应事件次数，Npcpar为削峰类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000032
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与削峰类响应需求响应事件的时间，N为发布削峰类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000033
其中Loadi-PCURDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与削峰类需求响应的负荷量，Loadi-PCDR为第i次需求响应事件下发的削峰类需求负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数；
所述平均削峰率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000034
其中Loadi-DRPC为第i次削峰类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施削峰类需求响应期间区域配网最大负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数。
进一步的，所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000035
其中Loadpar-VF为电动汽车充电站参与填谷类需求响应事件次数，Loadadj-VF为填谷类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000041
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与填谷类响应需求响应事件的时间，N为发布填谷类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000042
其中Loadi-PVFRDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与填谷类需求响应的负荷量，Loadi-PVFDR为第i次需求响应事件下发的填谷类需求负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数；
所述平均填谷率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000043
其中Loadi-DRVF为第i次填谷类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施填谷类需求响应期间电动汽车充电站最大负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明建立了电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，可综合评估电动汽车充电站需求响应能力，为电动汽车负荷聚合商及电网公司评估电动汽车充电站参与需求响应能力提供参考。
附图说明
图1是本发明电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统逻辑框图。
图2是本发明电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估指标体系示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
如图1所示，一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，其中，包括与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器通信连接的数据采集模块，同时与所述数据采集模块以及电网需求响应中心通信连接的需求响应控制模块，以及同时与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块通信连接的需求响应效果评估模块。
本实施例中，所述数据采集模块与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器的通信连接，需求响应控制模块与所述数据采集模块以及电网需求响应中心的通信连接，以及需求响应效果评估模块与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块的通信连接均是通过光纤连接或4G通信实现的。
实施例2
一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其中，包括如下步骤：
S1.数据采集模块采集并存储电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器的运行数据；包括电动汽车充电桩充电的电压、电流、有功功率和功率因数，以及电动汽车充电站配电变压器的电压、电流、有功功率、无功功率。
S2.需求响应控制模块读取数据采集模块内电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器运行数据，并在电网需求响应中心下发需求响应事件时，在保障电动汽车充电站配电变压器安全运行的前提下，对接入电动汽车充电站内的电动汽车的充电功率进行升高或者降低；具体包括如下步骤：
S21.需求响应控制模块接受电网需求响应中心的需求响应事件指令；
S22.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令确定实施需求响应时间；
S23.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令判断升高或降低电动汽车充电站负荷；
S24.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令识别电动汽车充电站需求响应量；
S25.需求响应控制模块根据步骤S22、S23和S24获得的收到的需求响应事件指令的具体要求对电动汽车充电站内电动汽车充电功率进行降低或升高。
S3.需求响应效果评估模块根据需求响应控制模块的参与需求响应类别，建立相应的需求响应评价指标，并根据各指标，综合评估电动汽车充电站需求响应能力。其中，需求响应效果评估模块建立的需求响应评价指标包括削峰类需求响应评估指标和填谷类需求响应评估指标。
如图2所示，所述削峰类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率以及平均削峰率。
如图2所示，所述填谷类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率以及平均填谷率。
本实施例中，所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000061
其中Ni-pcpar为电动汽车充电站参与削峰类需求响应事件次数，Npcpar为削峰类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000062
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与削峰类响应需求响应事件的时间，N为发布削峰类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000063
其中Loadi-PCURDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与削峰类需求响应的负荷量，Loadi-PCDR为第i次需求响应事件下发的削峰类需求负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数；
所述平均削峰率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000064
其中Loadi-DRPC为第i次削峰类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施削峰类需求响应期间区域配网最大负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数。
本实施例中，所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000071
其中Loadpar-VF为电动汽车充电站参与填谷类需求响应事件次数，Loadadj-VF为填谷类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000072
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与填谷类响应需求响应事件的时间，N为发布填谷类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000073
其中Loadi-PVFRDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与填谷类需求响应的负荷量，Loadi-PVFDR为第i次需求响应事件下发的填谷类需求负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数；
所述平均填谷率的表达式如下：
Figure BDA0002713174200000074
其中Loadi-DRVF为第i次填谷类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施填谷类需求响应期间电动汽车充电站最大负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数。
本实施例中，各需求响应评价指标的评分标准如表1至表8所示：
表1
Figure BDA0002713174200000075
表2
Figure BDA0002713174200000076
表3
Figure BDA0002713174200000081
表4
Figure BDA0002713174200000082
表5
Figure BDA0002713174200000083
表6
Figure BDA0002713174200000084
表7
Figure BDA0002713174200000085
表8
Figure BDA0002713174200000086
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，其特征在于，包括与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器通信连接的数据采集模块，同时与所述数据采集模块以及电网需求响应中心通信连接的需求响应控制模块，以及同时与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块通信连接的需求响应效果评估模块。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估系统，其特征在于，所述数据采集模块与电动汽车充电站内各充电桩及电动汽车充电站配电变压器的通信连接，需求响应控制模块与所述数据采集模块以及电网需求响应中心的通信连接，以及需求响应效果评估模块与所述数据采集模块及所述需求响应控制模块的通信连接均是通过光纤连接或4G通信实现的。
3.一种电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.数据采集模块采集并存储电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器的运行数据；
S2.需求响应控制模块读取数据采集模块内电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器运行数据，并在电网需求响应中心下发需求响应事件时，在保障电动汽车充电站配电变压器安全运行的前提下，对接入电动汽车充电站内的电动汽车的充电功率进行升高或者降低；
S3.需求响应效果评估模块根据需求响应控制模块的参与需求响应类别，建立相应的需求响应评价指标，并根据各指标，综合评估电动汽车充电站需求响应能力。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，数据采集模块采集的电动汽车充电站内电动汽车充电桩及电动汽车充电站配电变压器的运行数据包括电动汽车充电桩充电的电压、电流、有功功率和功率因数，以及电动汽车充电站配电变压器的电压、电流、有功功率、无功功率。
5.根据权利要求3所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21.需求响应控制模块接受电网需求响应中心的需求响应事件指令；
S22.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令确定实施需求响应时间；
S23.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令判断升高或降低电动汽车充电站负荷；
S24.需求响应控制模块根据收到的需求响应事件指令识别电动汽车充电站需求响应量；
S25.需求响应控制模块根据步骤S22、S23和S24获得的收到的需求响应事件指令的具体要求对电动汽车充电站内电动汽车充电功率进行降低或升高。
6.根据权利要求3所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述步骤S3中，需求响应效果评估模块建立的需求响应评价指标包括削峰类需求响应评估指标和填谷类需求响应评估指标。
7.根据权利要求6所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述削峰类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率以及平均削峰率。
8.根据权利要求6所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述填谷类需求响应评估指标包括电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率、电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率以及平均填谷率。
9.根据权利要求7所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应参与率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000021
其中Ni-pcpar为电动汽车充电站参与削峰类需求响应事件次数，Npcpar为削峰类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000022
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与削峰类响应需求响应事件的时间，N为发布削峰类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与削峰类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000031
其中Loadi-PCURDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与削峰类需求响应的负荷量，Loadi-PCDR为第i次需求响应事件下发的削峰类需求负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数；
所述平均削峰率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000032
其中Loadi-DRPC为第i次削峰类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施削峰类需求响应期间区域配网最大负荷量，m为电动汽车充电站参加削峰类需求响应的次数。
10.根据权利要求8所述的电动汽车充电站参与需求响应效果综合评估方法，其特征在于，所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应参与率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000033
其中Loadpar-VF为电动汽车充电站参与填谷类需求响应事件次数，Loadadj-VF为填谷类需求响应事件次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应速率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000034
其中Ti-pcrespond为需求响应指令下发后电动汽车充电站参与填谷类响应需求响应事件的时间，M为发布填谷类需求响应事件的次数；
所述电动汽车充电站参与填谷类需求响应平均响应需求量率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000035
其中Loadi-PVFRDR为电动汽车充电站参与第i次需求响应事件中电动汽车充电站参与填谷类需求响应的负荷量，Loadi-PVFDR为第i次需求响应事件下发的填谷类需求负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数；
所述平均填谷率的表达式如下：
Figure FDA0002713174190000041
其中Loadi-DRVF为第i次填谷类需求响应事件电动汽车充电站削减负荷量，Loadi-PM为第i次实施填谷类需求响应期间电动汽车充电站最大负荷量，n为电动汽车充电站参加填谷类需求响应的次数。
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