一種基于參數(shù)序列化的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于參數(shù)序列化的電動(dòng)汽 車需求響應(yīng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣候變化、能源和環(huán)境問題是人類社會(huì)共同面對(duì)的長(zhǎng)期問題。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車在 工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢氣污染和環(huán)境噪聲，而電動(dòng)汽車在工作時(shí)則避免了上述缺點(diǎn)，且能源效率 高，因此成為我國(guó)重點(diǎn)支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著電動(dòng)汽車示范工程的推廣，到2020 年，電動(dòng)汽車的生產(chǎn)能力將達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。電動(dòng)汽車作為一種新型 產(chǎn)業(yè)，具有可控性和儲(chǔ)能特性。
[0003]電動(dòng)汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)，雖然可以解決上述問題，但是若不對(duì)其進(jìn)行合理控制 和規(guī)劃，還會(huì)給電網(wǎng)帶來一些新問題，諸如負(fù)荷的增長(zhǎng)，優(yōu)化控制難度加大，電能質(zhì)量下降， 規(guī)劃難度加大等。對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行研宄，主要從以下三個(gè)方面，1)電動(dòng)汽車充電負(fù)荷建模與 仿真計(jì)算；2)電動(dòng)汽車接入對(duì)電力系統(tǒng)的影響；3)電動(dòng)汽車充放電控制與利用。
[0004]當(dāng)今，對(duì)電動(dòng)汽車的研宄已取得一定的研宄成果，但尚未成熟，特別是在第3)方 面。針對(duì)電動(dòng)汽車充放電的控制和利用，已經(jīng)提出了一種區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車充放電和一種基 于拉格朗日松弛法的分布式充放電控制方法，但上述方法均未與需求響應(yīng)相互聯(lián)系，即，沒 有與電動(dòng)汽車的實(shí)際充電特性很好的結(jié)合加以研宄。而電動(dòng)汽車作為一種新興產(chǎn)業(yè)，可利 用其良好的儲(chǔ)能特性和可控特性使其成為需求側(cè)良好的響應(yīng)調(diào)度的資源，為電網(wǎng)提供服 務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于參數(shù)序列化的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制方法，本發(fā)明對(duì)電動(dòng) 汽車群體進(jìn)行了有效控制，詳見下文描述：
[0006]一種基于參數(shù)序列化的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制方法，所述方法包括以下步驟：
[0007]建立電動(dòng)汽車充電模型，通過定義能量狀態(tài)值，描述電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過 程；
[0008]通過電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊(duì)列的控制方法改變調(diào)控 對(duì)象集合中電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)；
[0009]在系統(tǒng)功率需求已知的條件下，與電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車 群體進(jìn)行有效控制。
[0010] 其中，所述通過電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊(duì)列的控制方 法改變調(diào)控對(duì)象集合中電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)的步驟具體為：
[0011] 對(duì)充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進(jìn)行排序；
[0012] 在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動(dòng)汽車群；
[0013]根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)從可以控制的電動(dòng)汽車群中確定調(diào)控對(duì)象集合；
[0014] 根據(jù)功率消耗對(duì)調(diào)控對(duì)象集合實(shí)施相應(yīng)控制。
[0015] 其中，所述對(duì)充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進(jìn) 行排序的步驟具體為：
[0016] 對(duì)充電狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車按照能量狀態(tài)值的大小升序排列，對(duì)空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng) 汽車按照能量狀態(tài)值的大小降序排列。
[0017] 其中，所述在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動(dòng)汽 車群的步驟具體為：
[0018] 根據(jù)能量狀態(tài)最大值、能量狀態(tài)最小值對(duì)電動(dòng)汽車的能量狀態(tài)值進(jìn)行控制，選取 可以控制的電動(dòng)汽車群。
[0019] 其在，所述根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)從可以控制的電動(dòng)汽車群中確定調(diào)控對(duì)象集合的步 驟具體為：
[0020] 若功率消耗大于0,在空閑狀態(tài)的可控制電動(dòng)汽車群中確定調(diào)控對(duì)象集合；
[0021] 若功率消耗小于0,則在充電狀態(tài)的可控制電動(dòng)汽車群中確定調(diào)控對(duì)象集合。
[0022] 其中，所述根據(jù)功率消耗對(duì)調(diào)控對(duì)象集合實(shí)施相應(yīng)控制的步驟具體為：
[0023] 若功率消耗大于0,在空閑狀態(tài)的可控制電動(dòng)汽車群中，將電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)由 空閑狀態(tài)變化為充電狀態(tài)；
[0024] 若功率消耗小于0,則在充電狀態(tài)的可控制電動(dòng)汽車群中，將電動(dòng)汽車的充電狀態(tài) 由充電狀態(tài)變化為空閑狀態(tài)。
[0025] 其中，所述電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)模型具體為：
[0026] 通過電動(dòng)汽車充電模型對(duì)t+1時(shí)刻電動(dòng)汽車消耗的功率值進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0027] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明類比對(duì)熱力學(xué)可控負(fù)荷進(jìn)行控制的 溫度優(yōu)先列表（TPL)需求響應(yīng)控制方法，提出了基于能量狀態(tài)優(yōu)先隊(duì)列方法對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn) 行需求響應(yīng)控制，并與電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)模型相互配合，該方法用限定充電邊界來控制電動(dòng)汽 車群體短暫性啟停的充電，通過改變充電上下邊界的大小，來改變電動(dòng)汽車充電過程中的 啟停，從而改變電動(dòng)汽車群體的充電功率，不改變電動(dòng)汽車的起始充電時(shí)間，可在一定程度 上滿足用戶的舒適度；且此方法考慮了電動(dòng)汽車數(shù)量的實(shí)時(shí)變化，減輕了對(duì)電動(dòng)汽車充電 負(fù)荷多樣性的破壞程度，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的即插即用和分布式控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車群體 進(jìn)行有效的控制。
【附圖說明】
[0028] 圖1為一種基于參數(shù)序列化的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制方法的流程圖。
[0029] 圖2為本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車充電模型；
[0030] 圖3為能量狀態(tài)值變化；
[0031] 圖4為ESPL控制方法的示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明基于參數(shù)序列化技術(shù)的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制策略整體控制示意 圖；
[0033]圖6為在基于參數(shù)序列化技術(shù)ESPL的電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制策略下對(duì)電動(dòng)汽車 進(jìn)行控制的響應(yīng)功率曲線；
[0034] 圖7為控制措施下能量狀態(tài)標(biāo)識(shí)、充電狀態(tài)和能量狀態(tài)曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步 地詳細(xì)描述。
[0036] 電動(dòng)汽車作為一種新興產(chǎn)業(yè)，可利用其良好的儲(chǔ)能特性和可控特性使其成為需求 側(cè)良好的響應(yīng)調(diào)度的資源，為電網(wǎng)提供服務(wù)。為此，通過需求側(cè)管理的方法對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行 了有效引導(dǎo)，達(dá)到了電動(dòng)汽車充放電行為的有序優(yōu)化控制，同時(shí)研宄了基于需求響應(yīng)的控 制策略下電動(dòng)汽車接入給電網(wǎng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)性，詳見下文描述：
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 結(jié)合圖1，對(duì)該電動(dòng)汽車需求響應(yīng)控制方法的操作流程進(jìn)行如下描述：
[0039] 101 :建立電動(dòng)汽車充電模型，通過定義能量狀態(tài)值，描述電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn) 換過程；
[0040] 102 :通過電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊(duì)列的控制方法改變 調(diào)控對(duì)象集合中電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)；
[0041] 103:在系統(tǒng)功率需求已知的條件下，與電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng) 汽車群體進(jìn)行有效控制。
[0042] 其中，步驟102中的通過電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊(duì)列 的控制方法改變調(diào)控對(duì)象集合中電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)的步驟具體為：
[0043] 1021 :對(duì)充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進(jìn)行排 序；
[0044] 1022 :在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動(dòng)汽車 群；
[0045] 1023 :根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)從可以控制的電動(dòng)汽車群中確定調(diào)控對(duì)象集合；
[0046] 1024 :根據(jù)功率消耗對(duì)調(diào)控對(duì)象集合實(shí)施相應(yīng)控制。
[0047] 進(jìn)一步地，步驟1021中的對(duì)充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車，按照能量狀態(tài)值 的大小，重新進(jìn)行排序的步驟具體為：
[0048] 對(duì)充電狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng)汽車按照能量狀態(tài)值的大小升序排列，對(duì)空閑狀態(tài)群內(nèi)電動(dòng) 汽車按照能量狀態(tài)值的大小降序排列。
[0049] 進(jìn)一步地，步驟1022中的在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以 控制的電動(dòng)汽車群的步驟具體為：
[0050] 根據(jù)能量狀態(tài)最大值、能量狀態(tài)最小值對(duì)電動(dòng)汽車的能量狀態(tài)值進(jìn)行控制，選取 可以控制的電動(dòng)汽車群。
[0051] 進(jìn)一步地，步驟1023中的根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)從可以控制的電動(dòng)汽