含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法及系统

技术特征：
1.含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于，所述直流微网由永磁直驱风机、混合储能装置、以异步电动机处理的可控负荷和电动汽车组成，包括以下步骤：根据电价策略，引导转移电动汽车充放电需求的特征曲线，构建电动汽车虚拟储能模型，用于模拟电动汽车的虚拟储能系统的负荷平移效果；基于电动汽车虚拟储能模型，通过将源荷储资源集成到协同运行优化中，根据粒子群算法求解日内经济性最优调度策略，建立含电动汽车虚拟储能的直流微网的微网能量管理模型；基于所述微网能量管理模型，根据模型中的最优虚拟电容值的引入，生成所述直流微网的最优储能配置与功率分配的优化控制策略。2.根据权利要求1所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：在构建电动汽车虚拟储能模型的过程中，基于蒙特卡洛模拟法，设定电动汽车充放电形式，根据电价波动情况，引入衡量电动汽车虚拟储能储备的虚拟电容值和评估电动汽车运行状态指标的虚拟荷电状态，构建所述电动汽车虚拟储能模型。3.根据权利要求2所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：根据所述电价波动情况，通过获取电动汽车虚拟储能充放电起始时刻和结束时刻，生成不同时段电动汽车虚拟储能充放电电量e
ev
(t)表示为：4.根据权利要求3所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：在获取充放电起始时刻的过程中，根据所述电价波动情况，获取电动汽车虚拟储能充电起始时刻t
chars
和电动汽车虚拟储能放电起始时刻t
dchars
表示为：t
chars
(i)＝t
f
(i)
ꢀꢀ
(0≤t
f
(i)＜t
zs
)t
dchars
(i)＝t
f
(i)
ꢀꢀ
(t
ws
＜t
f
(i)≤24)t
dchars
(i)＝t
ws
ꢀꢀ
(t
zs
≤t
f
(i)≤t
ws
)其中，i表示第i量电动汽车，t
zs
表示早电价低谷结束时刻、t
ws
表示晚电价峰值起始时刻，电动汽车最后一次出行返程时间t
f
概率密度函数服从正态分布t
f
(i)～(μ
f
，σ
f
)。5.根据权利要求4所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：在获取充放电结束时刻的过程中，电动汽车虚拟储能充电结束时刻t
chare
和电动汽车虚拟储能放电结束时刻t
dchare
表示为：
其中，p
e
为电动汽车动力充放电功率，t
dchar
表示电动汽车虚拟储能放电时长，w表示电动汽车每公里耗电量，电动汽车日行驶里程s服从s(i)～(μ
s
，σ
s
)的对数正态分布。6.根据权利要求5所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：通过设定剩余电量满足用户的日常出行需求，且放电量不得超过电动汽车最大放电深度的条件，获取电动汽车虚拟储能放电时长t
dchar
表示为：其中，c为电动汽车动力电池总容量，r为电动汽车每公里最大放电深度，为电动汽车电池单体荷电状态限值。7.根据权利要求6所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：在构建所述电动汽车虚拟储能模型的过程中，虚拟电容值c
ve
(t)和虚拟荷电状态soc
ve
(t)表示为：为：其中，u
c
为直流母线端电压，η
v
为电池充放电效率。8.根据权利要求7所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法，其特征在于：在将源荷储资源集成到协同运行优化的过程中，根据微网经济收益值w
total
最大化为目标，建立目标函数；根据可控设备运行状态，设置功率平衡约束条件；根据可控设备运行状态，设置储能状态约束条件；根据所述目标建立目标函数、所述功率平衡约束条件、所述储能状态约束条件，进行协同运行优化，其中，所述目标函数表示为：所述功率平衡约束条件表示为：p
w
(t) p
b
(t) p
c
(t)＝p
l
(t) p
e
(t)；所述储能状态约束条件表示为：
式中，w
l
是系统可控负荷收益，w
e
是电动汽车充放电收益，s
bess
是混合储能设备的运行维护成本，s
b
是蓄电池寿命折损成本，s
ev
是支付给电动汽车用户的调峰成本，k
l
是单位电量的可控负荷收益，p
t
是电动汽车交易电价，k
bess
是混合储能装置单位电量的运行和维护成本，k
ev
是单位放电量的电动汽车上网补贴电价，k
b
是蓄电池总投资成本，a是蓄电池线性老化系数，soh
min
是蓄电池寿命终止时的健康状态值，soc
b
是蓄电池荷电状态，p
l
是可控负荷功率，p
b
是蓄电池充放电功率，p
c
是超级电容器充放电功率，p
w
是风功率，soh
b
是蓄电池健康状态，soc
c
是超级电容器荷电状态。9.含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制系统，其特征在于，包括：虚拟储能构建模块，用于根据电价策略，引导转移电动汽车充放电需求的特征曲线，构建电动汽车虚拟储能模型，用于模拟电动汽车的虚拟储能系统的负荷平移效果；微网能量管理模型构建模块，用于基于电动汽车虚拟储能模型，通过将源荷储资源集成到协同运行优化中，根据粒子群算法求解日内经济性最优调度策略，建立含电动汽车虚拟储能的直流微网的微网能量管理模型；优化策略生成模块，用于基于所述微网能量管理模型，根据模型中的最优虚拟电容值的引入，生成所述直流微网的最优储能配置与功率分配的优化控制策略。10.根据权利要求9所述含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制系统，其特征在于：所述直流微网包括永磁直驱风力发电机组、由蓄电池和超级电容器组成的混合储能装置、以异步电动机处理的可控负荷和具备移动储能特性的电动汽车；所述永磁直驱风力发电机组通过电压型ac/dc换流器wvsc接入直流母线，所述混合储能装置分别通过两个双向dc/dc换流器cvsc和bvsc连接直流母线入网，所述可控负荷由连续可调的异步电动机形式通过ac/dc换流器lvsc接入直流母线，所述电动汽车通过双向dc/dc换流器evsc接入直流母线。

技术总结
本发明公开了含有电动汽车虚拟储能的直流微网的优化控制方法及系统，包括：根据电价策略，引导转移电动汽车充放电需求的特征曲线，构建电动汽车虚拟储能模型，用于模拟电动汽车的虚拟储能系统的负荷平移效果；基于电动汽车虚拟储能模型，通过将源荷储资源集成到协同运行优化中，根据粒子群算法求解日内经济性最优调度策略，建立含电动汽车虚拟储能的直流微网的微网能量管理模型；基于微网能量管理模型，根据模型中的最优虚拟电容值的引入，生成直流微网的最优储能配置与功率分配的优化控制策略；本发明提出的含电动汽车虚拟储能的源荷储优化控制策略，使供、需两侧资源得以整合，提升了系统调控的互动灵活性，显著降低系统运行成本。行成本。行成本。


技术研发人员：张祥宇 舒一楠 付媛
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/11