研究电动汽车分布式储能控制方法

于海生

摘 要：基于电动企业分布式储能控制约束条件，对电动汽车分布式储能控制进行分析，提出控制策略。每个分布式储能控制节点电动汽车，其具体控制主要从车群管理、充放电管理、充放电切换等方面，采取相应的措施，以实现分布式储能控制。电动汽车是汽车领域发展的主要方向，因此加强电动汽车分布式储能控制的研究，有着必要性。

关键词：电动汽车；分布式储能；控制方法；约束条件

随着新能源的发展，部分国家与地区，实现了光伏发电，而且成本低于化石能源。分布式发电系统的应用，对零碳生活时代的实现，有着极大的推动作用。可持续再生能源具有清洁性与环保性等特点，被认为是解决环境污染问题的主要途径。现阶段全球能源消费结构整不断地朝向清洁型方向发展。

一、能源互联网稳定性概述

随着风力与光伏等可再生能源的应用与发展，使得电动汽车成为汽车领域新的消费增长点。可再生能源发电成本比传统化石能源要低，但是可再生能源的接入，具有间歇性与不稳定性，因此优化储能系统配置，对能源互联网的稳定，有着积极的作用。锂离子电池技术是动力市场以及储能市场的基本需求，是未来一段时期内的主流储能技术。

二、电动汽车分布式储能控制约束条件

1.电池约束

电动汽车分布式储能控制约束条件中，电池约束是主体，是分布式储能参与的重要主体。锂离子电池具有高能量密度，而且寿命较长。基于锂离子电池技术，结合专业的PACK设计与热管理系统以及智能BMS系统，采取多级系统级均衡管理的方式，以及自修正SOS算法与多级安全控制机制，能够实现灵活组网，自动识别与恢复故障，以满足各种类型分布式储能应用需求，实现分布式能源储能一体化。

2.电网约束

电动汽车在实际应用中，能够在停车场或者车库等，利用电网V2G节点，来接入配电网，进行电动汽车分布式储能调度。通常各电网V2G节点，能够实现多辆电动汽车同时充放电。而加入到分布式储能后的配电网，其支路要满足潮流约束，主要包括电网V2G节点以及其它节点电压约束，具体如下列公式：

|UiUj（Gijcosθij+Bijsinθij）-U2iGij|

≤PLmax （1）

Pi-PLload

=Ui（Gijcosθij+Bijsinθij） （2）

Qi-QLload

=Ui（Gijsinθij-Bijcosθij） （3）

ULmin≤Ui≤ULmax

在公式中，Pi为节点i的分布储能有功、Pi.load为有功负荷、Qi为无功出力、Qi.load为无功负荷、Ui为节点电压幅值。PLmax为最大功率约束、ULmax节点最大电压幅值约束、ULmin为节点最小电压幅值约束。

3.车主使用约束

电动汽车作为代步工具，主要是为了方便车主出行，因为在设计分布式储能时，需要考虑到车主需求，要确保车主能够将系统接入到电网。为了便于自己的出行，可以通过设定电池在汽车放电SOC最大值与最小值。按照出行计划，自主设定下限Slmin，将上限始终默认设定成Slmax=Sup=1[1]。

三、电能汽车分布式储能控制约束策略

1.车群管理策略

为了能够提高电动汽车充电的灵活性，降低电动汽车群体充电，给电网造成的不利影响，基于车主需求，以确保充电周期后，可以获得需求电池电量，可以采取分布式管理架构，分为区域电网管理层（电网）、本地能源管理层（负荷聚合商1-n）、用户设备层（电动汽车），电网层可以利用电价信息或者调峰激励信号，来引导电动汽车进行充电，实现电力供需平衡，或者利用中间平台，进行广域电网调度。本负荷聚合商层，主要是基于充电策略向量，对车群进行有序控制，实现快速充电。用户设备层主要是用户按照出行需求，来预设充电需求，间隔30min左右，向本地能源管理层，更新充电配合期望向量，以确保能够获得需求电池电量。为了能够实现车群管理，则需要从负荷聚合商角度出发，解决充电控制策略与配合期望等的计算问题[2]。

2.充放电管理策略

基于电动汽车分布式储能控制系统，当t时刻，电网调度下达指令，要求储能进行充电时，则控制中心可以按照需求将充电功率，即Pcha.V2G.i下发给EVs1控制器。当接收到指令后，控制器则可以按照放电指标，进行可调度汽车统计，计算电动汽车的最大充电功率，再进行EVs1最大充电功率计算，求得Pcha.all。当Pcha.V2G.i>Pcha.V2G.i，则车群管理环节，将会在EVs2内，按照次序，来选择SOC最小的车，将其编入到EVs1内，并且修改充放电标志，直到Pcha.V2G.i>Pcha.V2G.i的汽车，全部被编入到EVs1结束。若能够满足充电需求，则需要进行充电功率计算，若不能够满足充电需求，则以网损最小为目标，进行重新优化配置，当不能解决时，需要与电网调度部门进行联系，进行功率曲线调整。

3.充放电切换

当完成充放电后，则需要进行车群管理内每辆车SOC。车群管理环节，要按照最新时刻每輛车SOC，进行车群管理，将满足SLmax的电动汽车，给编入到EVs2中，并且修改放电标志，进行放电，将满足SLmin的电动汽车，给编入到EVs1内，并且修改放电标志，进行充电。利用充电车群管理，可以实现充放电调度，在此环节中需要按照程序进行SOC计算，利用系统设定程序，进行充放电切换，以满足车主需求，达到需求电池电量[3]。

四、结束语

电动汽车分布式储能控制，不仅要满足电动汽车充放电需求，还需要降低电动汽车充放电状态切换频率，以延长动力电池使用寿命。可再生能源是电动汽车的动力来源，利用锂离子作为储能电池，能够减少电动汽车充电的次数，同时具有较强的续航能力，提高电动汽车运行的效率。

参考文献：

[1]李志伟，赵书强，刘应梅.电动汽车分布式储能控制策略及应用[J/OL].电网技术，2016（02）.

[2]鞠晨，奚培峰，刘惠萍.一种电动汽车群有序充电的分布式控制方法[J].电器与能效管理技术，2017（02）：71-75.

[3]冯源，余卓平，熊璐.基于状态反馈的分布式驱动电动汽车操纵性改善控制方法[J].机械工程学报，2013（24）：135-143.