CN114148213A - 一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法和系统，该方法包括：获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互。通过本申请解决了还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案的问题，从而为协调电网和电动汽车之间的协同控制处理提供了基础。

Description

一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法和系统
技术领域
本申请涉及到电网领域，具体而言，涉及一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法和系统。
背景技术
电动汽车与电网双向互动(Vehicle-to-grid,V2G)主要是指电动汽车与电网之间的信息和能量双向交互。大规模电动汽车作为分布式储能单元与电网进行互动，在用电高峰时向电网放电，用电低谷时充电，使电网负荷趋于平衡，可提高电网利用率，减少电厂、输电、配电建设投资。电动汽车快速响应电力调度指令，从电网充电或向电网放电，可为电网提供备用和调频服务，保证电网的安全稳定运行。因此，电动汽车与电网互动对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。应用电动汽车与电网互动技术，将使电动汽车用户、电网企业和汽车企业获得共赢。
在现有技术中，还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法和系统，以至少解决还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法，包括：获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
进一步地，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。
进一步地，所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
进一步地，根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互包括：根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。
进一步地，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理系统，包括：第一获取模块，用于获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；第一确定模块，用于根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；建立模块，用于建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；第二获取模块，用于从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；第二确定模块，用于根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
进一步地，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。
进一步地，所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
进一步地，所述第二确定模块用于：根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。
进一步地，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
在本申请实施例中，采用了获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。通过本申请解决了还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案的问题，从而为协调电网和电动汽车之间的协同控制处理提供了基础。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法的流程图。
图2是根据本申请实施例的电网和电动汽车协调处理的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例提供了一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法，图1是根据本申请实施例的电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；
步骤S104，根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；
步骤S106，建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；
在上述步骤中，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
步骤S108，从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；
步骤S110，根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
在该步骤中，根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。可选地，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
通过本申请解决了还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案的问题，从而为协调电网和电动汽车之间的协同控制处理提供了基础。
下面结合一个可选实施例进行说明。图2是根据本申请实施例的电网和电动汽车协调处理的示意图，下面结合附图2进行说明。在本实施例中，所述电网和所述电动汽车之间的协调和交互时通过智能充放电机来进行的，在本实施例中智能充放电机由充放电模块和智能控制模块组成，充放电模块又包括双向AC/DC和DC/DC变换单元。充放电模块主要实现能量在电网及电动汽车之间的高效双向流动，智能控制模块主要实现充放电曲线的优化以及对充放电模块的协同控制。在本实施例中充放电模块高效双向主电路拓扑，提高充放电机的效率；基于充、放电模式下网侧电流频率特征，通过PWM调制消除谐波特性，降低网侧电流的总谐波畸变率。
在本实施例中获取预定地区的当前的电网的用电量；根据所述当前电网的用电量预计在当前之后的未来时段内所述预定地区的用电量；判断所述预定地区的用电量是否符合预定条件；如果所述预定地区的用电量符合所述预定条件，则调整所述预定地区内的充放电机从电动汽车回收电力的价格，其中，所述充放电机用于对电动汽车进行充电，所述充放电机还用于从所述电动汽车回收电力并将回收的电力用于电网。例如，判断所述预定地区的用电量是否符合预定条件包括：判断所述预定地区的用电量是否超过预先配置的第一阈值；如果所述预定地区的用电量超过所述第一阈值，则确定所述预定地区的用电量符合预定条件。调整所述预定地区内的充放电机从电动汽车回收电力的价格包括：在所述预定地区的用电量超过所述第一阈值的情况下，将所述预定地区内的充放电机从电动汽车回收电力的价格提高第一预定百分比。
在本实施例中，在电动汽车充放电特性的基础上，建立电动汽车充放电能力的动态时空模型，并在该模型的基础上，探讨虑用户满意度的电动汽车智能充放电策略，包括以下内容：
(1)获取正在运行的电动汽车的充放电特性，建立电动汽车充放电特性信息库；
(2)根据主要类型电动汽车的运行/停放规律，建立电动汽车充电需求和放电能力模型，该模型用于指示在不同情况下，电动汽车的充放电情况，该充放电情况包括空间分布和时间分布；
(3)考虑电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空模型，该动态时空模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行；
(4)根据电动汽车充放电能力动态时空模型将预先配置的策略放入所述模型中，获取所述模型的运行结果，其中，所述策略包括各个充放电机的充放电时间和价格。
在本实施例中，还可以利用储能充电站中储能系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率，配置计及配电网有功变化率限值的储能充电站运行方式和电流控制策略；结合电动汽车充放电能力动态时空模型和电网的实时信息，以平抑电网负荷和电网调频为目标，对储能充电站中各电动汽车间的优化充放电控制策略在所述模型中进行验证；
在本实施例中，还可以基于储能充电站配电变压器、充电机的监测数据，分析其运行和安全特性；通过电动汽车的各项监测数据，统计分析电动汽车起始充电时间、起始荷电状态和日行驶里程的概率分布，实时显示电动汽车状态综合评估结果。
本实施例通过对电动汽车智能充放电机关键技术、考虑用户满意度的电动汽车智能充放电策略、电动汽车储能式充电站控制策略和电动汽车用新型高容量快充动力电池的关键技术四个方面的深入研究，建立电动汽车与电网互动协调控制综合仿真平台，并对其进行仿真验证。因此，通过本项目对规模化电动汽车与电网互动的控制策略、设备及系统等关键技术研究，将有效提高电网利用率与运行的经济性，提升电网对可再生能源的接纳能力，降低电网运行成本与电动汽车用车成本，激发电动汽车用户主动参与互动；同时，也将对完善城市能源互联网体系架构以及智慧城市和低碳城市的建设，起到积极地推动作用，有利于实现社会、公司、用户等多方共赢，最大程度的发挥规模化电动汽车的经济效益和社会效益。
在本实施例中提出调制、控制策略，从而提高充放电机的效率、低网侧电流的总谐波畸变率，实现单个充放电机的优化控制。建立电动汽车充放电能力的动态时空模型，提出考虑用户满意度的电动汽车智能充放电策略。进行电动汽车储能式充电站控制策略研究，以削峰填谷和平抑频率波动为目的的规模化电动汽车间的优化充放电控制策略；建立电动汽车与电网互动协同控制数模混合仿真平台，提出大规模电动汽车与电网互动的仿真方法。
在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
该本实施例中就提供了这样的一种装置或系统。该系统被称为电网和电动车电网互动协调综合控制处理系统，包括：第一获取模块，用于获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；第一确定模块，用于根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；建立模块，用于建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；第二获取模块，用于从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；第二确定模块，用于根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。
例如，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。可选地，所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
又例如，所述第二确定模块用于：根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。可选地，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
通过本申请解决了还没有比较合适的电网和电动汽车互动协同控制的处理方案的问题，从而为协调电网和电动汽车之间的协同控制处理提供了基础。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理方法，其特征在于，包括：
获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；
根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；
建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；
从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；
根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互包括：
根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；
根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
6.一种电网和电动车电网互动协调综合控制处理系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取历史上运行的电动汽车的充放电数据，建立电动汽车充放电特性信息库；
第一确定模块，用于根据所述电动汽车充放电特性信息库确定电动汽车的运行和停放规律；
建立模块，用于建立电动汽车充电需求和放电能力的第一模型；
第二获取模块，用于从所述充放电数据获取预定区域中的电动汽车的空间分布和时间分布；
第二确定模块，用于根据所述电动汽车的空间分布和时间分布以及所述电动汽车的充电需求和放电能力确定与电网进行的电能的交互，其中，所述电动汽车与所述电网进行的电能的交互用于确定电网的对电动汽车的充放电策略。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述历史上运行的电动汽车的充放电数据是从真实运行的电动汽车上收集得到的。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一模型用于指示所述电动汽车在预定运行和停放规律下的充电需求和放电能力。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二确定模块用于：
根据电动汽车的空间分布和充放电的时间分布，建立电动汽车充放电能力的动态时空的第二模型；
根据所述第一模型和所述第二模型确定电动汽车与所述电网进行的电能的交互。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二模型中的电动汽车在充电之后电能是逐渐减少的，在减少到阈值的情况下进行充电，该电能的逐渐减少用来表示电动汽车在运行。
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