CN117748567A - 用于电网频率控制的充电站控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电网频率控制的充电站控制方法及系统，可以应用于电网能源管理技术领域。该方法包括：对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，其中，电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点；根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新；在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制更新后的充电站节点和发电站节点的电网频率，其中，电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

Description

用于电网频率控制的充电站控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电网能源管理技术领域，尤其涉及一种用于电网频率控制的充电站控制方法及系统。

背景技术

充电站中通常会有电动汽车进行充电，而随着电动汽车的技术发展和推广，可以通过将多辆电动汽车虚拟聚合为一个储能装置与电网互动，即可以通过电动汽车给电网送电（Vehicle to Grid，V2G）技术实现电动汽车向电网进行放电的功能。因此，相关技术中通常利用电动汽车作为参与电网频率调整。

在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：相关技术中对电网的电网频率调整方法可靠性较低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于电网频率控制的充电站控制方法及系统。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于电网频率控制的充电站控制方法，包括：

对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到上述电网架构的频率检测结果，其中，上述电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点。

根据上述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对上述充电站节点的状态进行更新。

在上述频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制上述更新后的充电站节点和上述发电站节点的电网频率，其中，上述电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

根据本发明的实施例，上述对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到上述电网架构的频率检测结果，包括：

根据上述电网架构的输电线路，确定第一特征频率。

根据上述充电站节点的上述第一惯性时间常数和上述发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率。

根据上述第一特征频率和上述第二特征频率，得到上述电网架构的频率检测结果。

根据本发明的实施例，上述根据上述电网架构的输电线路，确定第一特征频率，包括：

根据上述电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，确定上述电网架构中各个节点的节点影响因子。

对上述节点影响因子进行排序，得到节点影响因子排序结果。

根据上述节点影响因子排序结果，确定目标节点影响因子。

根据上述目标节点影响因子，确定上述第一特征频率。

根据本发明的实施例，上述根据上述充电站节点的上述第一惯性时间常数和上述发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率，包括：

获取上述充电站节点的第一实际测量频率和上述发电站节点的第二实际测量频率。

根据上述第一实际测量频率、上述第二实际测量频率、上述第一惯性时间常数和上述第二惯性时间常数，确定上述第二特征频率。

根据本发明的实施例，上述方法还包括：

对上述充电站节点的第一惯性时间常数进行初始化。

将初始化后的第一惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，x为大于0的整数。

根据上述第x中间惯性时间常数，利用上述电网频率控制模型确定上述充电站节点的和上述发电站节点的仿真频率。

在确定上述仿真频率不符合频率阈值区间的情况下，根据预设修正步长对上述第x中间惯性时间常数进行调整，得到第x+1中间惯性时间常数，将上述第x+1中间惯性时间常数作为上述第x中间惯性时间常数，其中，上述频率阈值区间是根据上述控制区域内上述充电站节点的和上述发电站节点确定的。

在确定上述仿真频率符合频率阈值区间的情况下，根据上述第x中间惯性时间常数确定上述充电站节点的惯性时间常数阈值。

根据本发明的实施例，上述根据上述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对上述充电站节点的状态进行更新，包括：

获取上述充电站节点的充电桩的运行状态。

根据上述充电桩的运行状态，确定上述充电站节点的调节容量。

根据上述充电站节点的调节容量，对上述第一惯性时间常数进行更新。

根据更新后的第一惯性时间常数和上述惯性时间常数阈值，对上述充电站节点的状态进行更新。

根据本发明的实施例，上述根据上述第x中间惯性时间常数，利用上述电网频率控制模型确定上述充电站节点的和上述发电站节点的仿真频率，包括：

在上述充电站节点进行功率干扰的情况下，将上述第x中间惯性时间常数利用上述电网频率控制模型进行模拟。

根据上述电网频率控制模型的模拟结果，确定上述充电站节点的和上述发电站节点的仿真频率。

根据本发明的实施例，上述电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，包括：

在任意两个节点之间存在其他节点的情况下，根据上述任意两个节点之间存在其他节点之间的输电线路，确定上述任意两个节点之间的节点距离。

在任意两个节点之间存在多条输电线路的情况下，根据上述任意两个节点之间的多条输电线路中最短的输电线路，确定上述任意两个节点之间的节点距离。

根据本发明的实施例，上述频率检测结果通过以下式（1）表示：

（1）

其中，表示上述频率检测结果，/>表示上述第一特征频率，/>表示第一特征频率的权重，/>表示上述第二特征频率，/>表示第二特征频率的权重。

本发明的第二方面提供了一种用于电网频率控制的充电站控制系统，包括：

检测模块，用于对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到上述电网架构的频率检测结果，其中，上述电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点。

更新模块，用于根据上述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对上述充电站节点的状态进行更新。

控制模块，用于在上述频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制上述更新后的充电站节点和上述发电站节点的电网频率，其中，上述电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

根据本发明提供的用于电网频率控制的充电站控制方法及系统，通过对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，其中，电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点；根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新；在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制更新后的充电站节点和发电站节点的电网频率，其中，电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。充分考虑控制区域内的发电站节点和充电站节点对控制区域内的影响，对控制区域内各个节点进行频率检测，并根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，实时对充电站节点的状态进行更新，确保充电站节点每次参与频率控制都是必要的，避免局部扰动引起充电站“误动”进行频率控制，因此提升了电网频率控制的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法的应用场景图；

图2示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制系统的框图；

图4根据本发明实施例的适于实现用于电网频率控制的充电站控制方法的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

在本发明的技术方案中，所涉及的用户信息（包括但不限于用户个人信息、用户图像信息、用户设备信息，例如位置信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开和应用等处理，均遵守相关地区的相关法律法规和标准，采取了必要保密措施，不违背公序良俗，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。

在相关技术中，电动汽车通常作为集群参与电网频率调节，例如，从电动汽车不同个体电池容量等固有参数不确定性角度出发，构建基于云模型的电动汽车集群充放电负荷聚合模型参与电网频率调节。电动汽车作为集群参与电网频率调节还需要考虑电动汽车充、放电状态的直接动态切换，建立拓展可调功率范围的充放电多状态切换模式。

电动汽车作为集群参与电网频率调节的方法，默认了电动汽车所在的充电站能够参与电网频率控制，并且这种参与的状态是固定不变的，然而在实际控制过程中，控制区域内的充电站并不是总能够参与频率控制，如果整个充电站不能参与频率控制，那么单台电动汽车的解决方案将不能得到有效实施。并且，电动汽车参与频率控制会频繁对电池充放电，容易影响电池寿命。因此，还要尽力避免电动汽车参加不必要的电网频率控制。然而相关技术中对于参与电网频率控制的时机主要以电网频率波动作为判据，由于电网功率扰动在输电线路上呈波状传播，局部的频率变化可能难以代表控制区域的调频需求，因此需要对受控的电网频率有准确的检测，避免电动汽车或者充电站“误动”频繁参与电网频率控制进行充放电。

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种用于电网频率控制的充电站控制方法，包括：对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，其中，电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点；根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新；在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制更新后的充电站节点和发电站节点的电网频率，其中，电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

图1示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法的应用场景图。

如图1所示，根据该实施例的应用场景100可以包括第一充电站节点101、第二充电站节点102、第一发电站节点103、第二发电站节点104、网络105和服务器106。第一充电站节点101和第二充电站节点102可以是具有V2G功能的充电站。第一发电站节点103和第二发电站节点104可以是常规发电厂或者新能源发电厂。

网络105用以在第一充电站节点101、第二充电站节点102、第一发电站节点103和第二发电站节点104之间提供通信链路的介质。网络105可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

需要说明的是，本发明实施例所提供的用于电网频率控制的充电站控制方法一般可以由服务器106执行。相应地，本发明实施例所提供的用于电网频率控制的充电站控制装置一般可以设置于服务器106中。本发明实施例所提供的用于电网频率控制的充电站控制方法也可以由不同于服务器106且能够与第一充电站节点101、第二充电站节点102、第一发电站节点103、第二发电站节点104和/或服务器106通信的服务器或服务器集群执行。相应地，本发明实施例所提供的用于电网频率控制的充电站控制方法也可以由第一充电站节点101、第二充电站节点102执行。本发明实施例所提供的用于电网频率控制的充电站控制方法系统也可以设置于第一充电站节点101、第二充电站节点102中。

应该理解，图1中的充电站节点、发电站节点、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的充电站节点、发电站节点、网络和服务器。

以下将基于图1描述的场景，通过图2~图3对发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法进行详细描述。

图2示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法的流程图。

如图2所示，该实施例的用于电网频率控制的充电站控制方法包括操作S210~操作S230。

在操作S210，对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，其中，电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点。

在操作S220，根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新。

在操作S230，在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制更新后的充电站节点和发电站节点的电网频率，其中，电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

根据本发明的实施例，充电站节点可以是具备V2G功能的节点。发电站节点可以是常规发电厂、新能源电厂中的至少一种。在本发明后续的实施例中，以常规发电厂为例，可以通过现有技术中任意方式获取本发明使用到的参数。可以理解的是，本发明并不限制于此，还可以利用新能源电厂作为发电站节点。

根据本发明的实施例，充电站节点可以包括多个，发电站节点也可以包括多个。电网架构还可以包括其他节点，其他节点也可以包括多个。

根据本发明的实施例，第一惯性时间常数可以用于表征充电站节点从静止状态到额定功率的时间。惯性时间常数阈值可以是充电站节点能够参加电网架构的频率控制的最低惯性时间常数。

根据本发明的实施例，可以通过在电网架构中安装同步相量测量装置对电网架构各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果。

根据本发明的实施例，频率调节条件可以频率检测结果表征电网架构中的频率大于额定频率或者小于额定频率，例如，额定频率为50Hz，频率检测结果为49.9Hz，即频率检测结果满足频率调节条件。频率调节条件也可以是电网架构中的频率不在额定频率区间，例如，额定频率区间为49.5Hz ~50.5Hz，频率检测结果为49.4Hz，即频率检测结果满足频率调节条件，若频率检测结果为49.9Hz，即频率检测结果不满足频率调节条件。

根据本发明的实施例，在频率检测结果不满足频率调节条件的情况下，可以不对充电站节点和发电站节点进行控制。

根据本发明的实施例，在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，可以对充电站节点和发电站节点的电网频率进行控制使得控制区域内的电网频率调整至工作状态。

根据本发明的实施例，电网频率控制模型可以用于调整电网架构中的频率。

根据本发明的实施例，由于充分的考虑控制区域内的充电站节点的第一惯性时间常数和发电站节点的第二惯性时间常数建立了电网频率控制模型，从控制区域内电网架构的整体进行频率检测，降低了因局部扰动引起充电站节点“误动”进行电网频率控制的概率，因此提升了电网频率控制的可靠性。

根据本发明的实施例，对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，包括：根据电网架构的输电线路，确定第一特征频率；根据充电站节点的第一惯性时间常数和发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率；根据第一特征频率和第二特征频率，得到电网架构的频率检测结果。

根据本发明的实施例，第二惯性时间常数可以用于表征发电站节点从静止状态到额定功率的时间。

根据本发明的实施例，电网架构中还包括输电线路，因此可以考虑输电线路的第一特征频率以及充电站节点和发电站节点的第二特征频率，得到电网架构的频率检测结果。

根据本发明的实施例，频率检测结果可以通过以下式（1）表示：

（1）

其中，表示频率检测结果，/>表示第一特征频率，/>表示第一特征频率的权重，/>表示第二特征频率，/>表示第二特征频率的权重。

根据本发明的实施例，充分利用了电网架构中的各个节点以及输电线路得到频率检测结果，增加了频率检测结果的可靠性。

根据本发明的实施例，电网频率控制模型通过以下式（2）表示：

（2）

其中，表示控制区域内电网频率恢复至工作频率的功率缺额，/>表示拉氏变换复变量，/>表示/>个充电站节点，/>表示/>个发电站节点，/>表示/>个其他节点，/>表示个充电站节点中的第j个充电站节点的第一惯性时间常数，/>表示/>个发电站节点中的第i个发电站节点第二惯性时间常数，/>表示发电站节点的机械功率与转子角偏差频率之间的传递函数，即带动同步发电机转动的动力机的传递函数，通常是蒸汽机、燃气轮机或水轮机，/>表示同步发电机的转子角偏差，/>表示表示第j个充电站节点的频率偏差，/>可以表征第j个充电站节点参与电网频率控制的权重，/>表示第j个充电站节点的第一虚拟惯性时间常数之外部分的传递函数，p表示分子多项式的最高次数，q表示分母多项式的最高次数，/>表示第mj项的系数，/>表示第nj项的系数。

根据本发明的实施例，第j个充电站节点的第一惯性时间常数可以通过以下式（3）表示：

（3）

其中，表示第j个充电站节点的第一惯性时间常数，/>表示第j个充电站节点的放电功率变化量，第j个充电站节点充电的情况下可以理解为负的放电。/>表示第j个充电站节点通过同步相量测量装置测得的实际频率，t表示时间。

根据本发明的实施例，以s表示拉氏变换复变量多项式相除的形式，构建充电站节点的第一惯性时间常数之外部分的传递函数模型，其中多项式系数是未知量，确定多项式系数的步骤包括：通过在充电站节点施加扰动，以同步相量测量装置测得数据的方式进行拟合获得系数和/>。可以理解的是，分子和分母的多项式阶数，可以根据充电站节点的电路拓扑结构设置。

根据本发明的实施例，根据电网架构的输电线路，确定第一特征频率，包括：根据电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，确定电网架构中各个节点的节点影响因子；对节点影响因子进行排序，得到节点影响因子排序结果；根据节点影响因子排序结果，确定目标节点影响因子；根据目标节点影响因子，确定第一特征频率。

根据本发明的实施例，电网架构可以是具有拓扑结构，拓扑结构中的点就是充电站节点或者发电站节点，线就是输电线路。可以根据根据电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，确定电网架构中各个节点的节点影响因子，如下式（4）表示：

（4）

其中，表示节点/>的节点影响因子，/>表示/>个充电站节点，/>表示/>个发电站节点，/>表示/>个其他节点，/>表示节点k到节点/>的距离，/>表示节点/>的惯性时间常数，/>表示节点/>的的额定容量。其他节点可以是不具备调频的节点，可以视为控制区域内的负载。

根据本发明的实施例，可以对节点影响因子按照从大到小的顺序进行排序，得到节点影响因子排序结果。由于控制区域内电网频率发生变化之后，按照波的形式在输电线路上传递至各个节点，各个节点安装的同步相量测量装置测得的频率不完全相同，而最大节点影响因子对应节点的频率在一定程度上能代表控制区域内的频率状态，因此可以将最大节点影响因子确定为目标节点影响因子，从而根据目标节点影响因子对应节点的频率，确定第一特征频率。

根据本发明的实施例，根据充电站节点的第一惯性时间常数和发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率，包括：获取充电站节点的第一实际测量频率和发电站节点的第二实际测量频率；根据第一实际测量频率、第二实际测量频率、第一惯性时间常数和第二惯性时间常数，确定第二特征频率。

根据本发明的实施例，可以利用同步相量测量装置获取充电站节点的第一实际测量频率和发电站节点的第二实际测量频率。

根据本发明的实施例，第二特征频率可以通过以下式（5）表示：

（5）

其中，表示第二特征频率，/>表示第一惯性时间常数，/>表示第二惯性时间常数，/>表示第一实际测量频率，/>表示第二实际测量频率。

根据本发明的实施例，用于电网频率控制的充电站控制方法还可以包括：对充电站节点的第一惯性时间常数进行初始化；将初始化后的第一惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，x为大于0的整数；根据第x中间惯性时间常数，利用电网频率控制模型确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率；在确定仿真频率不符合频率阈值区间的情况下，根据预设修正步长对第x中间惯性时间常数进行调整，得到第x+1中间惯性时间常数，将第x+1中间惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，频率阈值区间是根据控制区域内充电站节点的和发电站节点确定的；在确定仿真频率符合频率阈值区间的情况下，根据第x中间惯性时间常数确定充电站节点的惯性时间常数阈值。

根据本发明的实施例，对充电站节点的第一惯性时间常数进行初始化可以是将所有充电站节点的第一惯性时间常数都使用相同的初始值。对于常规发电站节点来说，参与频率控制的惯量参数为已知量，尤其是在同步发电机、蒸汽机、燃气轮机或水轮机的参数已知的情况下。

根据本发明的实施例，频率阈值区间可以通过以下式（6）表示：

（6）

其中，表示节点k的频率，/>表示频率阈值区间的最小值，/>表示惯性时间常数阈值频率阈值区间的最大值，其中，频率阈值区间可以例如为49.5Hz~50.5Hz，但不限于此。

根据本发明的实施例，根据第x中间惯性时间常数，利用电网频率控制模型确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率，包括：在充电站节点进行功率干扰的情况下，将第x中间惯性时间常数利用电网频率控制模型进行模拟；根据电网频率控制模型的模拟结果，确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率。

根据本发明的实施例，可以将初始化后的第一惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数。在电网架构所有节点中的节点k实施有功功率干扰，将充电站节点的第x中间惯性时间常数作为电网频率控制模型的输入进行仿真，确定仿真频率，在各节点中出现某节点的频率超过频率阈值区间的情况下，则表明充电站节点k的虚拟惯性不足，可以以修正步长作为基准对第x中间惯性时间常数进行增加，得到第x+1中间惯性时间常数，例如，第x中间惯性时间常数为1，修正步长为0.1，则第x+1中间惯性时间常数为1.1。将第x+1中间惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，并重新返回节点k实施有功功率干扰。

在确定仿真频率符合频率阈值区间的情况下，并且在频率控制下各节点能够重新返回工作频率，那么可以将第x中间惯性时间常数确定充电站节点k的惯性时间常数阈值。

值得注意的是，惯性时间常数阈值是建立电网频率控制模型的最小值，可以在惯性时间常数阈值基础上按照设定比例或其他因素调大。

根据本发明的实施例，设置惯性时间常数阈值可以避免充电站节点由于惯性时间常数不足而导致参与电网频率控制失败的风险，进一步提升了电网频率控制的稳定性。

根据本发明的实施例，根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新，包括：获取充电站节点的充电桩的运行状态；根据充电桩的运行状态，确定充电站节点的调节容量；根据充电站节点的调节容量，对第一惯性时间常数进行更新；根据更新后的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新。

根据本发明的实施例，充电站节点可以包括多个充电桩，可以通过切换充电桩的运行状态，使得充电站节点能够向与充电站连接的电动汽车进行充电或放电，从而达到对电网结构的频率进行调节的作用。充电桩的运行状态包括充电状态、热备用状态、冷备用状态和放电状态。其中，充电状态表征充电桩连接电动汽车且对电动汽车进行充电，热备用状态表征充电桩连接电动汽车且未对电动汽车进行充电或放电，冷备用状态表征充电桩未连接电动汽车，放电状态表征充电桩连接电动汽车且对电动汽车进行放电。

根据本发明的实施例，电动汽车是否参与区域频率控制的主观意志可以通过电动汽车和充电桩的设置得到满足。本发明的技术方案默认参与频率控制的充电桩和电动汽车的车主已经知情并且同意向电网反馈功率或者吸收多余功率，因此可以通过充电站采集充电桩和电动汽车的设置获得相关参数。

根据本发明的实施例，可以实时获取充电站节点中全部充电桩的运行状态，统计连接电动汽车处于充电状态、热备用状态和放电状态的充电桩，将充电状态翻转至放电状态前后功率之和、热备用状态转变为放电状态的功率作为充电站节点支持电网架构频率向上调节的可调容量；将放电状态翻转至充电状态的前后功率之和、热备用状态转变为充电状态的功率作为充电站节点支持电网架构频率向下调节的可调容量。依照可调容量更新充电站节点的第一惯性时间常数，与惯性时间常数阈值比较之后更新充电桩状态为挂起或热备用，进而更新能够参与频率控制的充电站节点的数量。

根据本发明的实施例，控制区域内充电站节点的数量应理解为具备调频能力的充电站的数量。具备调频能力的充电站可以作为一个聚合体，能够向电网反馈功率，支撑电网频率向上调节，还能够吸收电网富余功率，支撑电网频率向下调节。不具备的调频能力的充电站视为控制区域的负载，不参与调频，即可以视为其他节点。

根据本发明的实施例，电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，包括：在任意两个节点之间存在其他节点的情况下，根据任意两个节点之间存在其他节点之间的输电线路，确定任意两个节点之间的节点距离；在任意两个节点之间存在多条输电线路的情况下，根据任意两个节点之间的多条输电线路中最短的输电线路，确定任意两个节点之间的节点距离。

根据本发明的实施例，可以理解的是，如果任意两个节点相邻，任意两个节点之间的输电线路之长即为任意两个节点的节点距离；如果任意两个节点有其它节点，也就是任意两个节点之间存在多段输电线路，对任意两个节点之间的多段输电线路长度求和即为任意两个节点的节点距离；如果任意两个节点之间有多于一条路径，则多条路径中长度最短的路径即为任意两个节点的节点距离。

图3示出了根据本发明实施例的用于电网频率控制的充电站控制系统的框图。

如图3所示，该充电站控制系统300包括检测模块310、更新模块320和控制模块330。

检测模块310，用于对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果，其中，电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点。在一实施例中，检测模块310可以用于执行前文描述的操作S210，在此不再赘述。

更新模块320，用于根据充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新。在一实施例中，更新模块320可以用于执行前文描述的操作S220，在此不再赘述。

控制模块330，用于在频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制更新后的充电站节点和发电站节点，其中，电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。在一实施例中，控制模块330可以用于执行前文描述的操作S230，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，用于对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到电网架构的频率检测结果的检测模块310包括：

第一检测子模块，用于根据电网架构的输电线路，确定第一特征频率；

第二检测子模块，用于根据充电站节点的第一惯性时间常数和发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率；

第三检测子模块，用于根据第一特征频率和第二特征频率，得到电网架构的频率检测结果。

根据本发明的实施例，用于根据电网架构的输电线路，确定第一特征频率的第一检测子模块包括：

第一检测单元，用于根据电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，确定电网架构中各个节点的节点影响因子；

第二检测单元，用于对节点影响因子进行排序，得到节点影响因子排序结果；

第三检测单元，用于根据节点影响因子排序结果，确定目标节点影响因子；

第四检测单元，用于根据目标节点影响因子，确定第一特征频率。

根据本发明的实施例，根据充电站节点的第一惯性时间常数和发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率的第二检测子模块包括：

第五检测单元，用于获取充电站节点的第一实际测量频率和发电站节点的第二实际测量频率；

第六检测单元，用于根据第一实际测量频率、第二实际测量频率、第一惯性时间常数和第二惯性时间常数，确定第二特征频率。

根据本发明的实施例，充电站控制系统300还包括：

初始化模块，用于对充电站节点的第一惯性时间常数进行初始化；

作为模块，用于将初始化后的第一惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，x为大于0的整数；

第一确定模块，用于根据第x中间惯性时间常数，利用电网频率控制模型确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率；

调整模块，用于在确定仿真频率不符合频率阈值区间的情况下，根据预设修正步长对第x中间惯性时间常数进行调整，得到第x+1中间惯性时间常数，将第x+1中间惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，频率阈值区间是根据控制区域内充电站节点的和发电站节点确定的；

第二确定模块，用于在确定仿真频率符合频率阈值区间的情况下，根据第x中间惯性时间常数确定充电站节点的惯性时间常数阈值。

根据本发明的实施例，用于根据第一惯性时间常数和充电站节点的惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新的更新模块320包括：

第一更新子模块，用于获取充电站节点的充电桩的运行状态；

第二更新子模块，用于根据充电桩的运行状态，确定充电站节点的调节容量；

第三更新子模块，用于根据充电站节点的调节容量，对第一惯性时间常数进行更新；

第四更新子模块，用于根据更新后的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对充电站节点的状态进行更新。

根据本发明的实施例，用于根据第x中间惯性时间常数，利用电网频率控制模型确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率的第二确定模块包括：

第一确定子模块，用于在充电站节点进行功率干扰的情况下，将第x中间惯性时间常数利用电网频率控制模型进行模拟；

第二确定子模块，用于根据电网频率控制模型的模拟结果，确定充电站节点的和发电站节点的仿真频率。

根据本发明的实施例，充电站控制系统300还包括：

第三确定模块，用于在任意两个节点之间存在其他节点的情况下，根据任意两个节点之间存在其他节点之间的输电线路，确定任意两个节点之间的节点距离；

第四确定模块，用于在任意两个节点之间存在多条输电线路的情况下，根据任意两个节点之间的多条输电线路中最短的输电线路，确定任意两个节点之间的节点距离。

根据本发明的实施例，检测模块310、更新模块320和控制模块330中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，检测模块310、更新模块320和控制模块330中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（ASIC），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，检测模块310、更新模块320和控制模块330中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

图4根据本发明实施例的适于实现用于电网频率控制的充电站控制方法的电子设备的方框图。

如图4所示，根据本发明实施例的电子设备400包括处理器401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器401例如可以包括通用微处理器（例如CPU）、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器（例如，专用集成电路（ASIC））等等。处理器401还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器401可以包括用于执行根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 403中，存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理器 401、ROM402以及RAM 403通过总线404彼此相连。处理器401通过执行ROM 402和/或RAM 403中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。需要注意，程序也可以存储在除ROM402和RAM 403以外的一个或多个存储器中。处理器401也可以通过执行存储在一个或多个存储器中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。

根据本发明的实施例，电子设备400还可以包括输入/输出（I/O）接口405，输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。电子设备400还可以包括连接至I/O接口405的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。

根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM和/或RAM和/或ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器。

本发明的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本发明实施例所提供的方法。

在该计算机程序被处理器401执行时执行本发明实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分409被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被处理器401执行时，执行本发明实施例的系统中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

根据本发明的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电网频率控制的充电站控制方法，其特征在于，包括：

对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到所述电网架构的频率检测结果，其中，所述电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点；

根据所述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对所述充电站节点的状态进行更新；

在所述频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制所述更新后的充电站节点和所述发电站节点的电网频率，其中，所述电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到所述电网架构的频率检测结果，包括：

根据所述电网架构的输电线路，确定第一特征频率；

根据所述充电站节点的所述第一惯性时间常数和所述发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率；

根据所述第一特征频率和所述第二特征频率，得到所述电网架构的频率检测结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电网架构的输电线路，确定第一特征频率，包括：

根据所述电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，确定所述电网架构中各个节点的节点影响因子；

对所述节点影响因子进行排序，得到节点影响因子排序结果；

根据所述节点影响因子排序结果，确定目标节点影响因子；

根据所述目标节点影响因子，确定所述第一特征频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述充电站节点的所述第一惯性时间常数和所述发电站节点的第二惯性时间常数，确定第二特征频率，包括：

获取所述充电站节点的第一实际测量频率和所述发电站节点的第二实际测量频率；

根据所述第一实际测量频率、所述第二实际测量频率、所述第一惯性时间常数和所述第二惯性时间常数，确定所述第二特征频率。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述充电站节点的第一惯性时间常数进行初始化；

将初始化后的第一惯性时间常数作为第x中间惯性时间常数，其中，x为大于0的整数；

根据所述第x中间惯性时间常数，利用所述电网频率控制模型确定所述充电站节点的和所述发电站节点的仿真频率；

在确定所述仿真频率不符合频率阈值区间的情况下，根据预设修正步长对所述第x中间惯性时间常数进行调整，得到第x+1中间惯性时间常数，将所述第x+1中间惯性时间常数作为所述第x中间惯性时间常数，其中，所述频率阈值区间是根据所述控制区域内所述充电站节点的和所述发电站节点确定的；

在确定所述仿真频率符合频率阈值区间的情况下，根据所述第x中间惯性时间常数确定所述充电站节点的惯性时间常数阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对所述充电站节点的状态进行更新，包括：

获取所述充电站节点的充电桩的运行状态；

根据所述充电桩的运行状态，确定所述充电站节点的调节容量；

根据所述充电站节点的调节容量，对所述第一惯性时间常数进行更新；

根据更新后的第一惯性时间常数和所述惯性时间常数阈值，对所述充电站节点的状态进行更新。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第x中间惯性时间常数，利用所述电网频率控制模型确定所述充电站节点的和所述发电站节点的仿真频率，包括：

在所述充电站节点进行功率干扰的情况下，将所述第x中间惯性时间常数利用所述电网频率控制模型进行模拟；

根据所述电网频率控制模型的模拟结果，确定所述充电站节点的和所述发电站节点的仿真频率。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电网架构的输电线路中任意两个节点之间的节点距离，包括：

在任意两个节点之间存在其他节点的情况下，根据所述任意两个节点之间存在其他节点之间的输电线路，确定所述任意两个节点之间的节点距离；

在任意两个节点之间存在多条输电线路的情况下，根据所述任意两个节点之间的多条输电线路中最短的输电线路，确定所述任意两个节点之间的节点距离。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述频率检测结果通过以下式（1）表示：

（1）

其中，表示所述频率检测结果，/>表示所述第一特征频率，/>表示第一特征频率的权重，/>表示所述第二特征频率，/>表示第二特征频率的权重。

10.一种用于电网频率控制的充电站控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于对电网架构中的各个节点进行频率检测，得到所述电网架构的频率检测结果，其中，所述电网架构的各个节点包括充电站节点和发电站节点；

更新模块，用于根据所述充电站节点的第一惯性时间常数和惯性时间常数阈值，对所述充电站节点的状态进行更新；

控制模块，用于在所述频率检测结果满足频率调节条件的情况下，根据电网频率控制模型控制所述更新后的充电站节点和所述发电站节点的电网频率，其中，所述电网频率控制模型用于将控制区域内的电网频率调整至工作状态。