公交電動汽車及其梯次利用電池集群的v2g可用容量評估方法
【專利摘要】公交電動汽車及其梯次利用電池集群的V2G可用容量評估方法，包括如下步驟：確定目標微網(wǎng)區(qū)域中，公交EV電池集群運營和管理模式；設(shè)定公交EV電池集群的配置和參數(shù)；各時段V2G可用容量評估模型構(gòu)建；確定梯次利用公交EV電池集群的管理模式；設(shè)定梯次利用公交EV電池集群配置和參數(shù)；梯次利用公交EV電池集群V2G可用容量評估模型構(gòu)建；公交EV及其梯次利用電池集群實時V2G可用容量總和評估。
【專利說明】公交電動汽車及其梯次利用電池集群的V2G可用容量評估

方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種公交電動汽車(Electrical Vehicles, EV)及其梯次利用電池集群基于車網(wǎng)互聯(lián)(Vehicle-to-grid，V2G)技術(shù)，作為儲能元件參與微網(wǎng)運行的V2G可用容量評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，新能源發(fā)電及微網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速。研究和實踐表明，如何在保障電能質(zhì)量的前提下進ー步提高可再生能源發(fā)電滲透率是實現(xiàn)微網(wǎng)(特別是孤島微網(wǎng))經(jīng)濟運行的基本策略，而提供足夠容量的儲能元件參與微網(wǎng)的能量動態(tài)平衡是關(guān)鍵。通常，微網(wǎng)必須配置匹配容量的專用儲能裝置(包括飛輪、超級電容、蓄電池組等)，其購置價格昂貴，且維護成本很高。目前，EV和V2G技術(shù)得到快速發(fā)展。由于EV (特別是公交EV)動カ電池単體容量較大，當目標區(qū)域內(nèi)EV數(shù)量相對多時，其對應(yīng)動力電池集群總儲能容量相對于總發(fā)電容量通常規(guī)模較小的微網(wǎng)系統(tǒng)相當可觀。而且與私家EV集群相比，公交EV集群行為特性簡單，管理模式可控。綜合交通、環(huán)保、供電、經(jīng)濟等多方面需求，基于V2G技術(shù)將公交EV及其淘汰后參與梯次利用的電池集群作為儲能元件參與微網(wǎng)運行，接受微網(wǎng)能量管理中心的充放電控制的方案不僅可以大大降低微網(wǎng)的投資和維護成本，還可充分發(fā)揮其能量的快速雙向可控特性，利于系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和經(jīng)濟運行。
[0003]但是，作為該方案的關(guān)鍵性前提技術(shù)之一，實現(xiàn)V2G接入微網(wǎng)的所有公交EV及其梯次利用電池集群的實時雙向能量調(diào)控能力的準確評估至關(guān)重要，目前卻少見相關(guān)文獻。由于EV電池集群的行為特性、荷電狀態(tài)(State of Charge, S0C)和充放電特性差異很大，如何建立數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)目標區(qū)域內(nèi)全部EV電池群集實時V2G調(diào)控能力的準確評估是ー項具有挑戰(zhàn)的任務(wù)。申請?zhí)枮?`01310301553.6的發(fā)明專利申請書在利用蒙特卡洛模擬方法對私家EV電池集群進行行為特性分析的基礎(chǔ)上提出ー種私家EV電池集群的可用容量預(yù)測方法。本發(fā)明專利針對目標微網(wǎng)區(qū)域內(nèi)參與V2G服務(wù)的公交EV及其梯次利用電池集群，在對其管理模式、行為特性、配置參數(shù)等多個方面進行深入研究的基礎(chǔ)上，提出ー種其V2G可用容量評估模型和方法，為其作為儲能元件參與微網(wǎng)雙向能量平衡能力評估提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要克服基于V2G技術(shù)將目標微網(wǎng)區(qū)域中的公交EV及其梯次利用電池集群作為儲能元件參與微網(wǎng)運行調(diào)控方案中無法準確提供電池集群實時可用容量的問題，提供一種該電池集群的V2G可用容量評估方法，為其參與微網(wǎng)的能量實時調(diào)控提供有效依據(jù)。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，提出了一種公交EV及其梯次利用電池集群參與微網(wǎng)系統(tǒng)V2G服務(wù)時，可提供給微網(wǎng)進行實時雙向能量調(diào)控能力準確評估的方法，如附圖1所示，其具體過程包括如下步驟:
[0006]I)確定目標微網(wǎng)區(qū)域中，公交EV電池集群運營和管理模式；建設(shè)充換電站；按照目標區(qū)域和線路的公共交通需求，規(guī)劃具體班次、車輛數(shù)量、發(fā)車時刻、進站更換電池及停運時刻等運營安排；對應(yīng)各批次公交EV的具體運營安排，將一天工作時間分為以下多個不同工作狀態(tài)時段:依次遞進安裝電池發(fā)車、正常運營、中途按順序進充換電站更換電池、依次遞進停運卸載電池等；
[0007]每輛公交EV在運行中間時段需進充換電站更換一次電池，將其一天工作時間分為6個時段:
[0008]時段A T1:早上各批次公交EV “依次遞進”安裝電池(脫離V2G服務(wù))發(fā)車時段；
[0009]時段A T2:早上各公交EV正常運營時段；
[0010]時段AT3:中午各批次公交EV “依次遞進”進充換電站更換電池時段；
[0011]時段A T4:下午各公交EV正常運營時段；
[0012]時段AT5:下午各批次公交EV “依次遞進”停運卸載電池(接入V2G服務(wù))時段；
[0013]時段AT6+AT' 6:晚上所有公交EV停運時段；
[0014]2)設(shè)定公交EV電池集群的配置和參數(shù)；所述的配置包括:公交EV總量、單車電池額定滿容量、充換電站中電池總量、規(guī)劃公交線路數(shù)量、每條線路班次、各班次EV進站更換電池需求；所述的參數(shù)包括:動力電池的允許放電深度、能效比、放電效率，公交EV日平均行駛里程等；
[0015]3)各時段V2G可用容量評估模型構(gòu)建；步驟I)中各時段內(nèi)公交EV電池集群任意nAt時刻的V2G可用容量(；(11八0為
[0016]
【權(quán)利要求】
1.公交電動汽車及其梯次利用電池集群的V2G可用容量評估方法，包括如下步驟: 步驟I)確定目標微網(wǎng)區(qū)域中，公交EV電池集群運營和管理模式；建設(shè)充換電站；按照目標區(qū)域和線路的公共交通需求，規(guī)劃具體班次、車輛數(shù)量、發(fā)車時刻、進站更換電池及停運時刻等運營安排；對應(yīng)各批次公交EV的具體運營安排，將一天工作時間分為以下多個不同工作狀態(tài)時段:依次遞進安裝電池發(fā)車、正常運營、中途按順序進充換電站更換電池、依次遞進停運卸載電池等； 每輛公交EV在運行中間時段需進充換電站更換一次電池，將其一天工作時間分為6個時段: 時段AT1:早上各批次公交EV “依次遞進”安裝電池(脫離V2G服務(wù))發(fā)車時段； 時段A T2:早上各公交EV正常運營時段； 時段AT3:中午各批次公交EV “依次遞進”進充換電站更換電池時段； 時段A T4:下午各公交EV正常運營時段； 時段AT5:下午各批次公交EV “依次遞進”停運卸載電池(接入V2G服務(wù))時段； 時段A T6+ A T' 6:晚上所有公交EV停運時段； 步驟2)設(shè)定公交EV電池集群的配置和參數(shù)；所述的配置包括:公交EV總量、單車電池額定滿容量、充換電站中電池總量、規(guī)劃公交線路數(shù)量、每條線路班次、各班次EV進站更換電池需求；所述的參數(shù)包括:動力電池的允許放電深度、能效比、放電效率，公交EV日平均行駛里程等； 步驟3)各時段V2G可用容量評估模型構(gòu)建；步驟I)中各時段內(nèi)公交EV電池集群任意nAt時刻的V2G可用容量(^(11八0為
【文檔編號】G01R31/36GK103605079SQ201310586709
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】翁國慶, 王強, 張有兵 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)