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一种基于换电站的弹性资源聚合方法和系统与流程

2022-02-22 04:47:53 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及电动车换电站
技术领域
:,特别是涉及一种基于换电站的弹性资源聚合方法和系统。
背景技术
::2.中国是目前全球最大的新能源汽车市场,当前新能源汽车保有量约为400万辆(截至2019年底达381万辆),其背后是大量可移动而灵活的分布式储能设备。新能源汽车有序充电可缓解其数量增长对电网带来的影响,而其以储能设备的角色反向放电,也可以辅助电网削峰填谷、调节负荷,创造经济价值,回馈用户。车网互动将成为中国新能源汽车产业规模化发展进程中的重大课题。3.依托现代通信技术、网络信息技术、计算机技术、储能技术和电动汽车充换电技术,研究基于换电站的弹性资源聚合方法,采用分层分级的架构实现聚合方法,能够提供面向换电站的能量管理服务和面向电网调度的需求响应服务,且具备可拓展性和实时性。通过本方法,整合区域内的电动汽车换电站资源,实现电动汽车换电站充电最优策略,同时可接入电网系统的通信接口,向电网提供削峰填谷、调节负荷、调峰、调频、agc等辅助服务,在为电网稳定运行出力的同时提高电网管理、综合服务的效率和水平,创造经济价值,回馈用户。技术实现要素:4.本发明的目的是提供了一种基于换电站的弹性资源聚合方法和系统,聚合电动汽车换电站的能量资源,实现电动汽车换电站换电最优,同时向电网提供辅助服务,助力实现高弹性电网。5.为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种基于换电站的弹性资源聚合方法,包括:6.s1,根据指定换电站资源参数、运行参数构建换电站资源模型,所述换电站资源模型包括本地发电单元、储能单元、换电信息收集单元和控制单元;7.s2,判断当前所述指定换电站所在区域的电价低于预设购电价格阈值后,接入外部电网对所述储能单元进行充电。8.其中,在所述s2之后,还包括:9.s3,获取所述指定换电站在当前之前指定时段内的历史换电需求信息,发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。10.其中,在所述s3之后,还包括:11.获取所述本地发电单元对应的发电站的发电信息,并发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。12.其中,在所述s3之后,还包括:13.以多个所述指定换电站对应的所述换电站资源模型构件的区域换电站资源聚合模型;14.获取多个所述指定换电站的实时信息后,进行资源调节和资源调度。15.其中,在所述s3之后,还包括:16.显示多个所述指定换电站的实时换电信息。17.除此之爱,本技术实施例还提供了一种基于换电站的弹性资源聚合系统,包括:18.换电站资源模型创建模块,用于根据指定换电站资源参数、运行参数构建换电站资源模型,所述换电站资源模型包括本地发电单元、储能单元、换电信息收集单元和控制单元;19.充电控制模块,用于判断当前所述指定换电站所在区域的电价低于预设购电价格阈值后,接入外部电网对所述储能单元进行充电。20.其中,还包括与所述述充电控制连接的历史换电需求信息模块,用于获取所述指定换电站在当前之前指定时段内的历史换电需求信息,发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。21.其中,还包括与所述充电控制模块连接的本地发电信息获取模块,用于获取所述本地发电单元对应的发电站的发电信息,并发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。22.其中,还包括与所述换电站资源模型创建模块连接的区域换电站资源聚合模块,用于以多个所述指定换电站对应的所述换电站资源模型构件的区域换电站资源聚合模型,获取多个所述指定换电站的实时信息后,进行资源调节和资源调度。23.其中,还包括与所述区域换电站资源聚合模块连接的显示模块,用于显示多个所述指定换电站的实时换电信息。24.本发明实施例所提供的基于换电站的弹性资源聚合方法和系统,与现有技术相比,具有以下优点:25.本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法和系统,通以换电站整体的资源以及运行参数进行模型设置,实现聚合电动汽车换电站的能量资源,实现电动汽车换电站换电最优,在市电价格低于预设购电价格后,利用现有电网中用电高分和低谷电价不同的情况,实现在较低价格的电价时候对储能单元进行充电,与用电高峰错开,降低电网的供电压力,而在用电低谷进行用电以及充电储能,在降低用电成本的同时,缓解了电网压力,提高了其输电的均衡性,在向电网提供辅助服务,有利于实现高弹性用电网络。附图说明26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。27.图1为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图;28.图2为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法的另一种具体实施方式的步骤流程示意图;29.图3为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合系统的一个实施例的结构示意图。具体实施方式30.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。31.请参考图1-3,图1为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法的一种具体实施方式的步骤流程示意图;图2为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法的另一种具体实施方式的步骤流程示意图;图3为本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合系统的一个实施例的结构示意图。32.在一种具体实施方式中,所述基于换电站的弹性资源聚合方法,包括:33.s1,根据指定换电站资源参数、运行参数构建换电站资源模型,所述换电站资源模型包括本地发电单元、储能单元、换电信息收集单元和控制单元;34.s2,判断当前所述指定换电站所在区域的电价低于预设购电价格阈值后,接入外部电网对所述储能单元进行充电。35.通以换电站整体的资源以及运行参数进行模型设置,实现聚合电动汽车换电站的能量资源,实现电动汽车换电站换电最优,在市电价格低于预设购电价格后,利用现有电网中用电高分和低谷电价不同的情况,实现在较低价格的电价时候对储能单元进行充电,与用电高峰错开,降低电网的供电压力,而在用电低谷进行用电以及充电储能,在降低用电成本的同时,缓解了电网压力,提高了其输电的均衡性,在向电网提供辅助服务,有利于实现高弹性用电网络36.为了进一步提高充电的精准性,避免充电过量或过少,避免开始充电的时刻过早,在所述s2之后,还包括:37.s3,获取所述指定换电站在当前之前指定时段内的历史换电需求信息,发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。38.通过获取当前之前指定时段内的历史换电需求信息,如一周内或一月内的平均换电量,作为参考数直,可以使得将充电单元的充电过程避免集中在一天或较短的几天内,而是尽可能多的实现分散充电,多次充电。39.更进一步,由于换电站本身可能具有地热、光伏、风能等发电设置,其发电量能够在一定程度上弥补从电网获得的电量,降低充电成本,但是由于其随着季节、天气等的变动,具有一定的波动性,因此,在所述s3之后,还包括:40.获取所述本地发电单元对应的发电站的发电信息,并发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。41.通过获取本地的发电信息,控制单元可以综合换电需求和发电量,合理分配下一周期的充电计划,而且通过其发电信息,可以进行发电预测,使得控制单元能够制定更优化的充电方案。42.为了进一步实现资源整个,在一个实施例中,在所述s3之后,还包括:43.以多个所述指定换电站对应的所述换电站资源模型构件的区域换电站资源聚合模型;44.获取多个所述指定换电站的实时信息后,进行资源调节和资源调度。45.通过将多个所述指定换电站进行集中管理,实现资源的整合以及优化调度,实现资源利用的最优化。如在某地的一个换电站中换电需求较少,但是其他地方的需求较大,而对应的电网可能出现相反的情况,这时可以在低谷时进行充分储能,而在另一区域的换电站需求强烈时候,通过电网实现资源调服,降低用电成本。甚至还可以实现与电网联合,所有换电站在低谷时候充分储能,在用电高峰时候,向电网反向输电,使得这时候发电站无需提高发电功率,能够降低发电站的发电成本,实现整个电网以及社会的用电成本的下降。46.为了实现资源的优化配置,实现实时监控,在所述s3之后,还包括:47.显示多个所述指定换电站的实时换电信息。48.本技术中的基于换电站的弹性资源聚合方法,用分层分级的设计方式,划分为基于换电站的站内弹性资源聚合方法与区域弹性资源聚合方法。49.两层聚合方法既独立运行又互相协调,区域弹性资源聚合方法实时接收并响应电网调度,同时依赖于各站内弹性资源聚合方法发布的当前可调弹性资源,最终实现区域弹性资源聚结果;站内弹性资源聚合方法实时接收站内各子系统上送的实时状态信息,同时需要基于区域弹性资源聚合方法下设的结果,最终实现站内弹性资源聚合结果。50.一个实施例中,该方法包括:51.构建换电站资源模型。实现基于换电站的弹性资源聚合方法需要先构建换电站资源模型。电动汽车换电站主要由换电储能系统、光伏系统以及站内用户负荷等构成。52.公共信息模型(cim)作为iec61970系列标准的重要组成部分,为电力运行相关的主要实体提供了面向对象、抽象化、可扩展的语义模型。因此遵循cim的建模方式和扩展规则,充分考虑物理对象及其信息传输、调控特性等多种因素,实现光伏发电系统、储能系统等站内子系统以及单个换电站和区域进行建模。53.光伏发电系统建模。光伏发电系统具有波动性强、变化速率快等特性,针对光伏发电系统各组成部件的特性,以及本方法需要的内容,建立光伏发电系统的扩展类,具体类如下表1所示。54.为本方法需要的光伏系统建模,同时也为光伏系统监控以及包括光伏发电预测、光伏并网协调控制等提供数据架构支持。55.表1光伏发电系统模型[0056][0057]储能系统建模。储能系统为电动启动和换电站的核心部分,能够为电动汽车提供换电电池,同时能供聚合算法实时调度。针对储能系统的组成设备特性以及实际应用需求,建立储能系统的扩展类,具体类如下表2所示。[0058]通过对储能系统建模,为储能系统监控、电动汽车有序换电以及资源聚合算法的实时调度提供数据架构支持。[0059]表2储能系统模型[0060]序号模型编码模型名称1batteryunit电池单元2batterymanagementsystem电池管理系统3esinverter储能逆变器4espowerstation储能电站5esprice储能价格6eschargeplan储能充电计划7esdischargeplan储能放电计划[0061]换电站建模。以弹性资源换电站为单位,综合考虑弹性资源聚合算法需求,实现换电站建模,如下表3所示。[0062]表3换电站模型[0063]序号模型编码模型名称1adjustablecapacity可调节能力2systemoperationstatus系统运行状态3regionaldispatchinginformation区域调度信息[0064]区域建模[0065]以多个弹性资源换电站聚合为基础,综合考虑弹性资源聚合算法需求,实现区域建模,如下表4所示。[0066]表4区域模型[0067]序号模型编码模型名称1griddispatchinginformation电网调度信息2areaadjustablecapacity区域可调节能力[0068]站内弹性资源聚合方法:[0069]站内弹性资源聚合方法基于光伏短期发电预测算法得出的光伏发电功率预测结果,综合考虑各个站的峰谷尖平时段电价,同时实时响应区域弹性聚合方法下设的调度指令,能够在满足电动汽车换电需求的基础上实现站内的紧急运行并响应电网调度,为实现多元融合的高弹性电网助力。[0070]站内弹性资源聚合方法由站内光伏发电预测、输入接口、输出接口、站内弹性资源聚合协同优化调度等模块构成,[0071]输入接口模块接收换电系统(包括光伏系统、电池储能、电网、用电负荷等)的相关实时数据信息以及区域能量优化信息,并将实时数据传输至实时数据库;站内光伏发预测从实时库中获取光伏发电以及气象历史数据,并给出短期的发电预测结果;站内弹性资源聚合协同优化调度从实时库中获取站内光伏预测数据、电动汽车实时换电需求数据、削峰填谷电价数据,定制出明日的调度计划曲线,由储能实现,同时将该曲线通过输出接口上报至区域弹性资源聚合算法,并在计划运行过程中实时响应区域的调度指令,并通过输出接口下设至子系统;输出接口模块将调度的指令下设至站内子系统,同时将当前的实时能力、状态以及调度计划发布至区域层。[0072]区域弹性资源聚合方法[0073]区域弹性资源聚合方法由输入接口、输出接口、区域弹性资源聚合协同优化调度等模块构成。输入接口模块接收各换电站的相关实时数据信息(包括用户需求、运行状态、实时能力),同时接受电网实时调度(包括调峰、调频、agc等辅助服务),并将接收的实时数据传输至实时数据库;区域弹性资源聚合协同优化调度从实时库中获取电网当前实时调度信息,同时基于各换电站的实时以及计划运行状态,得出最优运行指令,并下设至站层;输出接口模块将区域优化调度最优指令下设至各个换电站,同时将当前区域聚合的实时能力、状态上传至调度系统。[0074]除此之爱,本技术实施例还提供了一种基于换电站的弹性资源聚合系统,包括:[0075]换电站资源模型创建模块10,用于根据指定换电站资源参数、运行参数构建换电站资源模型,所述换电站资源模型包括本地发电单元、储能单元、换电信息收集单元和控制单元;[0076]充电控制模块20,用于判断当前所述指定换电站所在区域的电价低于预设购电价格阈值后,接入外部电网对所述储能单元进行充电。[0077]由于所述基于换电站的弹性资源聚合系统为上述的基于换电站的弹性资源聚合方法对应的系统,具有相同的有益效果,本技术对此不作赘述。[0078]为了实现精确充电,避免充电过量,在一个实施例中,所述基于于换电站的弹性资源聚合系统,还包括与所述述充电控制连接的历史换电需求信息模块,用于获取所述指定换电站在当前之前指定时段内的历史换电需求信息,发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。[0079]通过获得历史的换电信息,实现对未来的用电需求进行评估,实现合理的充电计划制定,提高用电效率,的降低发电成本。[0080]更进一步,在一个实施例中,所述基于换电站的弹性资源聚合系统还包括与所述充电控制模块连接的本地发电信息获取模块,用于获取所述本地发电单元对应的发电站的发电信息,并发送到所述换电信息收集单元,并经过所述控制单元处理后生成下一周期所述储能单元的充电控制指令。[0081]通过获得本地发电信息,一方面对本地的发电两斤统计,实现下一周期的充电计划制定,另一方面,对本地发电信息进行预测,实现长远的充电计划制定,使得对于未来的用电以及充电只需要进行威微小的改动即可,降低饿了工作量,提高了管理效率。[0082]更进一步,未来实现资源统合,以及资源的哟花配置,如一个工地可能拥有多个换电站,但是不同的换电站之间的资源使用不均衡,从而提高了设备的使用成本,在一个实施例中,所述基于换电站的弹性资源聚合系统还包括与所述换电站资源模型创建模块连接的区域换电站资源聚合模块,用于以多个所述指定换电站对应的所述换电站资源模型构件的区域换电站资源聚合模型,获取多个所述指定换电站的实时信息后,进行资源调节和资源调度。[0083]通过集中管理,实现多个换电站的资源的调节和调度,实现资源的优化配置,降低用电成本以及设备使用成本。[0084]为了更好的实现管理,在一个实施例中,所述基于换电站的弹性资源聚合系统还包括与所述区域换电站资源聚合模块连接的显示模块,用于显示多个所述指定换电站的实时换电信息。[0085]本技术对于现实模块采用显示器类型以及显示方式等不做限定。[0086]综上所述,本发明实施例提供的基于换电站的弹性资源聚合方法和系统,通以换电站整体的资源以及运行参数进行模型设置,实现聚合电动汽车换电站的能量资源,实现电动汽车换电站换电最优,在市电价格低于预设购电价格后,利用现有电网中用电高分和低谷电价不同的情况,实现在较低价格的电价时候对储能单元进行充电,与用电高峰错开,降低电网的供电压力,而在用电低谷进行用电以及充电储能,在降低用电成本的同时,缓解了电网压力,提高了其输电的均衡性,在向电网提供辅助服务,有利于实现高弹性用电网络。[0087]以上对本发明所提供的基于换电站的弹性资源聚合方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本
技术领域
:的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些

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