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申请/专利权人：国网山东省电力公司威海供电公司;威海海源电力勘测设计有限公司

摘要：本发明提出一种基于边云协同的电动汽车聚合调频控制方法，包括基于电动汽车出行特性划分电动汽车充电区域并构建电动汽车聚合商；统计各充电区域24小时内的并网数量、充电需求和能够进行的最大充电功率；基于边云协同的控制架构，将交易中心作为中心云主体，将各个电动汽车聚合商作为边端主体，搭建电动汽车聚合调频控制框架；进行中心云主体计算，建立上层混合整数线性规划模型，目标函数是所有电动汽车聚合商购买电能和获得调频补偿的总成本和条件风险价值最小化；进行边端主体计算，建立以控制误差最小为目标函数的线性规划下层模型。上述方法能整合电动汽车资源，充分利用其所具备的灵活性，调度电动汽车响应电网的调频需求。

主权项：1.一种基于边云协同的电动汽车聚合调频控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、根据电动汽车的出行特性对电动汽车充电区域进行划分并构建电动汽车聚合商；输入电动汽车参数；基于蒙特卡洛模拟法，模拟各类电动汽车24小时并网行为，并统计各电动汽车充电区域在24小时内的并网数量、充电需求和能够进行的最大充电功率；步骤2、基于边云协同的控制架构，搭建电动汽车经过虚拟聚合后的调频控制框架，将交易中心作为中心云主体，将各个电动汽车聚合商作为边端主体，搭建电动汽车聚合调频控制框架；步骤3、进行中心云主体计算，建立上层混合整数线性规划模型，目标函数是所有电动汽车聚合商购买电能和获得调频补偿的总成本和条件风险价值最小化，约束条件包括电动汽车集群的充电功率约束、充电需求约束、容量对称约束、交易资格约束；整理得到各个电动汽车聚合商的最优调频控制策略，包括购电总成本、充电能量购买结果和调频容量申报结果；步骤4、进行边端主体计算，对每个电动汽车聚合商建立以控制误差最小为目标函数的线性规划下层模型，约束条件包括每一辆电动汽车的功率约束、能量约束、容量约束；整理得到每一辆电动汽车在电动汽车聚合商控制下的充电行为；其中，所述步骤3具体包括以下内容：基于条件风险价值CVaR的中心云主体最优调频控制策略模型的目标函数为： 式9中，C表示综合成本，λ表示风险偏好的权重因子，CEVA,s表示不同电动汽车聚合商s的期望成本，S表示电动汽车聚合商总数，CCVaR表示所有电动汽车聚合商运营的CVaR；式10中，T表示时间段总数，第一项表示电动汽车聚合商s参与运营前一日购买电能的花费，其中表示运营前一日的电能价格，表示电动汽车聚合商s在运营前一日充电能量购买量；第二项表示能量收益，其中表示运营日的电能价格，表示电动汽车聚合商申报的调频容量，表示t时段内的向上调频信号；表示t时段内的向下调频信号，第三项表示调频补偿收益，Sc为调频性能得分，为单位调频容量价格，为调频里程价格，为历史里程调用率；式11中，CVaR表示风险价值VaR，表示聚合商总成本不超过给定极限F的概率，β表示置信水平；在上述模型中，首要考虑充电能量与调频容量不超过给定运行日预测的最大功率，如式13所示： 式中，为电动汽车聚合商在运营前一日t时段的充电能量购买量；为电动汽车聚合商申报的t时段调频容量；为电动汽车集群t时段的总充电量的最大值；其次，为满足电动汽车用户的出行需求，应满足式14、15： 式1415中，表示电动汽车集群充电的最小能量需求，表示电动汽车集群充电的最大能量需求；电动汽车聚合商在为电网提供调频服务时应同时提供容量相等的向上调频容量和向下调频容量，如式1617所示； 最后，电动汽车聚合商在向交易中心申报调频容量时应满足申报门槛值，该约束通过大M法表示，如式18所示： 式中，为电动汽车聚合商申报的t时段调频容量；为二进制决策变量，表示若电动汽车聚合商在t时刻能够提供调频则为1，否则为0；Th为最小调频容量申报值；M为一个远大于和Th的参数，通过式18能实现当电动汽车聚合商在t时段确定提供调频时，约束电动汽车聚合商的申报值大于最小调频容量申报值；所述步骤4具体包括以下内容：基于控制误差最小建立目标函数如下： 式19中，第一项表示电动汽车聚合商的实际充电能量购买量和实际充电能量分配之间误差的绝对值，PtEB表示电动汽车聚合商在电力市场中的充电能量购买量，Ns表示电动汽车聚合商s管理的电动汽车总数，为电动汽车n在t时刻的充电功率；第二项表示电动汽车聚合商的实际调频容量和调频容量分配之间误差的绝对值，其中PtCB为电动汽车聚合商上报的调频容量，表示电动汽车n在t时刻提供的向下调频容量，表示电动汽车n在t时刻提供的向上调频容量；在上述模型中，主要考虑同一充电区域内，每台电动汽车的充电情况，包括单辆电动汽车的功率约束以及能量需求约束： 式20表示该充电地点在t时刻的实际充电功率不能大于其能提供的最大充电功率，其中为电动汽车n在t时刻的充电功率，为电动汽车n在t时刻能够进行的最大充电功率；式21表示电动汽车n一整天通过充电获取的能力应该满足日常的出行能量需求，其中为电动汽车n的最小充电需求，为电动汽车n的最大充电需求，η为电动汽车的充电效率，为电动汽车n在t时刻的充电功率；在上述模型中，允许单辆电动汽车提供的调频容量是不对称的： 式22约束电动汽车聚合商s提供的向上调频容量与向下调频容量须相等，其中Ns表示电动汽车聚合商s管理的电动汽车总数，表示电动汽车n在t时刻提供的向下调频容量，表示电动汽车n在t时刻提供的向上调频容量；式23约束电动汽车n能够提供向上调频容量、向下调频容量的范围，其中表示电动汽车n在t时刻提供的向下调频容量，表示电动汽车n在t时刻提供的向上调频容量，为电动汽车n在t时刻的充电功率，为电动汽车n在t时刻能够进行的最大充电功率。

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