微網(wǎng)下v2g的智能充放電管理方法
【專利摘要】微網(wǎng)下V2G的智能充放電管理方法，包括如下步驟：初始化各類參數(shù)；微網(wǎng)實時能量調(diào)度;充放電管理；結(jié)果的輸出。本發(fā)明實時考慮電動汽車當前及未來的狀況，包括電池S0C、未來行駛里程、當前的充放電功率和當前大電網(wǎng)側(cè)的實時電價，利用進化博弈理論制定電動汽車相應(yīng)的充放電功率，保證用戶在正常行駛前提下的利益最優(yōu)，充分發(fā)揮電動汽車儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的作用。
【專利說明】微網(wǎng)下V2G的智能充放電管理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微網(wǎng)系統(tǒng)中V2G技術(shù)的智能充放電管理方法。特別針對的是電動汽車 中儲能蓄電池的智能充放電管理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著能源需求和環(huán)境保護雙重壓力下，以光伏、風力發(fā)電和燃氣發(fā)電為代 表的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展。并且，微網(wǎng)這一新興的概念也隨著分布式能源的廣 泛使用而得以提出。然而，由于分布式能源自然的不連續(xù)性，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性正逐漸受到 威脅，迫切需要其他的能源（例如電池儲能系統(tǒng)）進行補償，以平滑分布式能源的自然可變 性，保證整個微網(wǎng)的頻率穩(wěn)定和功率平衡。
[0003] V2G的概念就是針對上述問題提出的，其核心思路就是利用電動汽車的儲能電池 作為微網(wǎng)和可再生能源的緩沖。由于電動汽車在節(jié)能減排、保證石油供應(yīng)和遏制全球氣候 變暖等方面有著傳統(tǒng)汽車無法比擬的優(yōu)勢，受到了政府廣泛的關(guān)注與推廣。因此，隨著其大 規(guī)模的使用，充電系統(tǒng)接入微網(wǎng)系統(tǒng)，若能夠進行合理利用，勢必能夠?qū)ξ⒕W(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和 功率平滑起到巨大的作用。因此，V2G技術(shù)得以提出，以實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)系統(tǒng)的功率合 理管理：當電網(wǎng)負荷較高時，由電動汽車儲能電池向電網(wǎng)饋電；當電網(wǎng)負荷較低時，用來存 儲電網(wǎng)中過剩的發(fā)電量，避免造成浪費。通過這種方式，電動汽車可以在電價較低時從電網(wǎng) 買電，電網(wǎng)電價較高時，向電網(wǎng)售電。然而，針對電動汽車的放電功率，現(xiàn)有的研究僅僅是通 過預(yù)先設(shè)定好相應(yīng)的放電功率，然后一旦有放電指令，電動汽車即按照相應(yīng)設(shè)定好的功率 進行放電，并沒有實時的參與到整個微網(wǎng)系統(tǒng)的能量調(diào)度中，也無法實時的對當前的供電 環(huán)境進行較好的反饋，無法充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中所起到的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為實現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)中電動汽車儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度和充放電合理優(yōu)化，最大化電動 汽車用戶的利益，本發(fā)明基于V2G的概念，一種用于微網(wǎng)系統(tǒng)與電動汽車的"V2G"智能充放 電管理方法。針對微網(wǎng)下V2G技術(shù)的廣泛應(yīng)用、電動汽車的儲能系統(tǒng)大量閑置而沒有合理 利用的現(xiàn)狀，不同于以往對電動汽車預(yù)先制定調(diào)度計劃的原則，本發(fā)明實時考慮電動汽車 當前及未來的狀況，包括電池S0C、未來行駛計劃、當前的充放電功率和當前的電力價格，利 用進化博弈理論制定電動汽車相應(yīng)的充放電功率：當大電網(wǎng)側(cè)的實時電價較高、電動汽車 未來的可能行駛里程數(shù)較低、當前儲能電池的S0C值較高時，由電動汽車向微網(wǎng)供電，以減 少微網(wǎng)向大電網(wǎng)購買高額電價的支出。當大電網(wǎng)側(cè)的實時電價較低、電動汽車未來的可能 行駛里程數(shù)較高、當前儲能電池的S0C值較低時，電動汽車從微網(wǎng)系統(tǒng)進行買電，以實現(xiàn)自 身的正常行駛。在上述情況下，可以保證用戶在正常行駛前提下的利益最優(yōu)，充分發(fā)揮電動 汽車儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的作用。本發(fā)明的充放電管理方法流程圖如圖1所示。
[0005] 微網(wǎng)下V2G的智能充放電管理方法的步驟如下所示：
[0006] 1)初始化各類參數(shù)
[0007] 2)讀取大電網(wǎng)側(cè)的實時電價
[0008] 3)讀取電動汽車實時的電池容量值
[0009] 4)根據(jù)電動汽車的單位功率電價曲線，計算出電動汽車的單位功率收益 [0010] 5)根據(jù)進化博弈理論，計算出電動汽車和大電網(wǎng)的有功功率參考值。
[0011] 6)根據(jù)一定的標準，進行電動汽車的充放電管理。
[0012] 7)輸出充放電指令
[0013] 8)若充放電調(diào)度結(jié)束，則直接退出；若不結(jié)束，則回到步驟2)。
[0014] 為進一步的闡述本發(fā)明，更詳細的步驟內(nèi)容如下所述：
[0015] 1)初始化各類參數(shù)
[0016] 1-1)初始化電動汽車儲能蓄電池的參數(shù)。根據(jù)蓄電池放電的收益單價與剩余可發(fā) 電容量、實際放電功率、未來可能行駛的里程數(shù)之間的關(guān)系，估計出電動汽車的單位功率收 益曲線方程。所構(gòu)建的相應(yīng)曲線方程如下

【權(quán)利要求】
1.微網(wǎng)下V2G的智能充放電管理方法，包括如下步驟： 1) 初始化各類參數(shù)； 1-1)初始化電動汽車儲能蓄電池的參數(shù)；根據(jù)蓄電池放電的收益單價與剩余可發(fā)電 容量、實際放電功率、未來可能行駛的里程數(shù)之間的關(guān)系，估計出電動汽車的單位功率收益 曲線方程；所構(gòu)建的相應(yīng)曲線方程如下
Cbat表示電動汽車的單位放電功率的收益；SOC表示蓄電池當前的容量水平；socmin表 示蓄電池可允許的最小容量值；Pbat表示蓄電池實際的放電功率；L表示電動汽車未來可能 的里程數(shù)啤表示8個待定的系數(shù)；因此，通過相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，確定上述方程（1)中8個 待定的系數(shù)，得出電動汽車單位放電功率的收益曲線； 1-2)初始化用于能量調(diào)度的函數(shù)； 按照電動汽車單位的收益曲線和大電網(wǎng)側(cè)的實時電價曲線，得出兩者的效益函數(shù)；表 達式子分別如下：
其中，Λ表示蓄電池的效益函數(shù)；J2表示大電網(wǎng)側(cè)的效益函數(shù)；cg表示大電網(wǎng)側(cè)的實時 電價，表示大電網(wǎng)側(cè)的輸出功率；其中，電動汽車的放電功率和大電網(wǎng)側(cè)的輸出功率必 須滿足以下等式；
(5) 其中，PlM(U表示第i個負荷的有功功率，Ρ」表示第j個分布式能源的有功功率；上式 表明，大電網(wǎng)和充電汽車輸出的有功功率必須滿足總的負荷功率除去分布式能源可發(fā)功率 的缺額； 1- 3)初始化電動汽車的放電功率，即為最大的可發(fā)電功率； 2) 微網(wǎng)實時能量調(diào)度； 2- 1)讀取大電網(wǎng)側(cè)的實時單位電價，cg ; 2-2)讀取微網(wǎng)的實時負荷總量，記為PlMd; 2-3)讀取微網(wǎng)的實時可發(fā)分布式能源總量，記為PgmeratOT ; 2-4)讀取電動汽車的實時soc值，根據(jù)收益函數(shù)曲線（1)更新電動汽車的單位功率收 益價格cbat ; 2-5)根據(jù)進化博弈方程，得出電動汽車和大電網(wǎng)側(cè)有功功率的參考值；進化博弈方程 表示如下：
(6) 其中，i為1時表示的是電動汽車，i為2時表示的是大電網(wǎng)A表示大電網(wǎng)或者蓄電 池的輸出功率；fi (Pi)代表的是第i個微源的適應(yīng)度函數(shù)；/代表的是平均適應(yīng)度函數(shù)；表 示分別如（7)和（8)所示；
(7) (8) 其中，
即為總的負荷功率除去分布式能源可發(fā)功率的缺額，為PlMd-P gmOTator ; 因此，根據(jù)微分方程（6)，實時的獲取電動汽車和大電網(wǎng)的輸出功率參考值； 3) 充放電管理； 根據(jù)一定的標準，對電動汽車的充放電功率進行分配；若步驟2)中所得出的蓄電池放 電功率大于〇,則對電動汽車發(fā)出相應(yīng)的放電指令，按照上述的有功功率進行放電；若步驟 2)中所得出的電動汽車放電功率小于0,則說明現(xiàn)階段電動汽車放電不經(jīng)濟，因此發(fā)出充 電指令，按照可充的最大充電功率進行充電； 4) 結(jié)果的輸出； 根據(jù)上述的結(jié)果，對電動汽車輸出相應(yīng)的指令；更新當前蓄電池的發(fā)電功率（若當前 為充電，則記為〇)和SOC值；根據(jù)收益函數(shù)曲線和相應(yīng)的單位功率收益更新電動汽車的單 位功率收益價格cbat ;返回步驟2)，實時的更新電動汽車的充放電調(diào)度機制，以達到微網(wǎng)的 實時能量調(diào)度。
【文檔編號】H02J3/28GK104218597SQ201410420919
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】王晶, 陳駿宇, 龔余峰, 張穎, 馮杰 申請人:浙江工業(yè)大學