基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法与流程

1.本发明涉及电动汽车双向充电桩技术领域，尤其是涉及基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法。


背景技术：

2.双向充电桩车网互动的一个重要模式就是作为虚拟同步机运行，作为分布式电源来参与电网的调频，并为电网提供惯量支撑。但是，与电网互动的双向充电桩的实际功率输出能力和电能储量都将随着电动汽车所装载电池组的实时soc等状态而动态变化，而且电池组的实时soc等状态还随着实际的充放电倍率变化。于是双向充电桩作为虚拟同步机模式运行的阻尼系数是需要考虑充放电倍率变化而实时调节变化的。此外，在有限电池余量下确定充放电功率时，都是简单考虑电池当前容量和充放电停止容量之间的差值，来相应调节充放电功率，而在较大的充放电倍率下，实际可以充放的电池组能量是随着充放电倍率动态变化的，是需要考虑迭代关系来迭代求解的，而不是简单的固定值相减。因此，在电池余量有限时双向桩作为虚拟同步机模式的阻尼系数的实时调节，也是需要考虑上述的迭代关系。
3.但是，即使对双向充电桩虚拟同步机控制的阻尼系数调节考虑到电动汽车电池组实时状态信息，并进一步考虑了前述的迭代关系，那也只是纯粹技术上基于对电池组实时能力的尽限利用，而且也会造成各双向充电桩乃至于整个充电站参与调频的能力有较大的波动性。而且，阻尼系数的动态变化也会造成各双向充电桩乃至于整个充电站参与调频的能力有较大的波动性。如果充电站总的阻尼系数在各次调频之间有较大的变化，就会降低该站点参与电网调频的稳定性。因此，在对双向充电桩虚拟同步机控制的阻尼系数进行实时调节的同时，还需要一种能更公平合理地评估充电站参与电网调频贡献的方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供了基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，所述方法包括如下步骤：设置采样时间段，并按照所述采样时间段实时采样计算充电站的等效阻尼系数；根据所述等效阻尼系数量化评估所述等效阻尼系数的波动性；计算所述采样时间段内充电站的总调频能量吞吐量；设定所述总调频能量吞吐量的调频奖励因子，并利用所述波动性设定波动惩罚因子；利用所述调频奖励因子、所述波动惩罚因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额。本发明实现了在对双向充电桩虚拟同步机控制的阻尼系数进行实时调节的同时，对双向充电桩参与电网调频贡献进行合理评估。
6.可选地，所述设置采样时间段，并按照所述采样时间段实时采样计算充电站的等效阻尼系数包括如下步骤：
7.设置采样时间段，并在所述采样时间段中设置采样时刻；
8.根据所述采样时刻获取充电站内每一个双向充电桩的实时阻尼系数；
9.将在同一时刻获取的不同双向充电桩的所述实时阻尼系数叠加即可得到该时刻的所述等效阻尼系数。
10.进一步的，等效阻尼系数包括充电站所有双向充电桩在电网频率处于正偏差和负偏差情况下的阻尼系数，能够反映充电站整体的双向充电桩的阻尼系数变化情况；相邻采样时刻之间的时间间隔需要足够小，得到足够多的等效阻尼系数，有利于评估充电站整体的阻尼系数的稳定性；更进一步的，双向充电桩的阻尼系数就是双向充电桩作为虚拟同步机运行时的下垂系数。
11.可选地，所述根据所述采样时刻获取充电站内每一个双向充电桩的实时阻尼系数包括如下步骤：
12.根据所述采样时刻获取电动汽车车载电池的电池soc、电芯温度、实时电流、额定容量、最大充放电倍率限制、实时电压、等效串联电阻、允许电压和实时电网频率；
13.利用所述电池soc、所述电芯温度、所述最大充放电倍率限制、所述额定容量和所述等效串联电阻计算最大充放电电流；
14.利用所述最大充放电电流、所述最大充放电倍率限制、所述实时电压、所述允许电压和所述实时电网频率计算所述实时阻尼系数，所述实时阻尼系数满足如下关系：
15.d
实时
＝-(i
充放电max
*v
dc-i
now
*v
dc_now
)/(f
lim-f
now
)
16.其中，d
实时
为所述实时阻尼系数，i
充放电max
为所述最大充放电电流，v
dc
为所述允许电压，i
now
为所述实时电流，v
dc_now
为所述实时电压，f
lim
为充放电时电网的最大频率允许偏差，f
now
为所述实时电网频率。
17.进一步的，实时阻尼系数是根据实时采集的电池数据和电网频率，采用温度分级策略和迭代计算方法计算得到的，因此得到的实时阻尼系数是准确可靠的，进而得到的等效阻尼系数也是准确可靠的，能为准确量化评估等效阻尼系数的波动性提供可靠的数据基础。
18.可选地，所述根据所述等效阻尼系数量化评估所述等效阻尼系数的波动性包括如下步骤：
19.计算所述等效阻尼系数量在所述采样时间段内的等效阻尼系数平均值；
20.根据所述等效阻尼系数平均值建立所述波动性的量化评估模型，并利用所述量化评估模型量化评估所述波动性。
21.可选地，所述等效阻尼系数平均值满足如下关系：
[0022][0023]
其中，ek为第k个所述采样时间段的所述等效阻尼系数平均值，t为所述采样时间段的时长，tk为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，d(t)为第t时刻的所述等效阻尼系数。
[0024]
进一步的，由于相邻采样时刻之间的时间间隔足够小，有足够多的等效阻尼系数，因此采用积分的算法计算等效阻尼系数平均值，进而提高对等效阻尼系数的波动性量化评
估的准确性。
[0025]
可选地，所述量化评估模型满足如下关系：
[0026][0027]
其中，fk为第k个所述采样时间段的波动性量化评估结果，ek为第k个所述采样时间段的所述等效阻尼系数平均值，t为所述采样时间段的时长，tk为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，d(t)为第t时刻的所述等效阻尼系数。
[0028]
可选地，所述总调频能量吞吐量满足如下关系：
[0029][0030]
其中，hk为第k个所述采样时间段的所述总调频能量吞吐量，tk为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，δω(t)为电网频率的实时波动量，d(t)为第t时刻的所述等效阻尼系数。
[0031]
可选地，所述利用所述调频奖励因子、所述波动惩罚因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额包括如下步骤：
[0032]
利用所述调频奖励因子和所述总调频能量吞吐量计算所述总调频能量吞吐量产生的经济收益；
[0033]
根据所述经济收益和所述波动惩罚因子计算所述计费激励数额。
[0034]
进一步的，总调频能量吞吐量产生的经济收益为线性收益。
[0035]
可选地，所述波动惩罚因子满足如下关系：
[0036][0037]
其中，β为所述波动惩罚因子，fk为第k个所述采样时间段的波动性量化评估结果，f1和f2为限值。
[0038]
进一步的，f1和f2作为限值可以灵活调节，进而灵活调节波动惩罚因子，提高充电站调频计费激励计算的准确性。
[0039]
可选地，所述计费激励数额满足如下关系：
[0040]
mk＝αβhk[0041]
其中，mk为第k个所述采样时间段的所述计费激励数额，α为所述调频奖励因子，β为所述波动惩罚因子，hk为第k个所述采样时间段的所述总调频能量吞吐量。
[0042]
综上所述，本发明提供的方法考虑了利用参与调频的输入与输出能量的吞吐总量进行计费激励，尤其重点考虑到了充电站参与调频的阻尼系数的稳定性，并通过设立相应的调频奖励因子和波动惩罚因子，实现对充电站参与电网调频贡献的合理评估，有利于更好地引导充电站积极和有计划地参与调频。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
[0044]
图1为本发明实施例的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法流程图。
具体实施方式
[0045]
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
[0046]
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
[0047]
需要提前说明的是，在一个可选地实施例当中，除了做出独立的说明之外，其它的在所有公式中出现的相同的符号或字母带表的含义和数值相同。
[0048]
在一个可选地实施例当中，请参见图1，本发明提供了基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，所述方法包括如下步骤：
[0049]
s1、设置采样时间段，并按照所述采样时间段实时采样计算充电站的等效阻尼系数。
[0050]
其中，s1又包括如下步骤：
[0051]
s11、设置采样时间段，并在所述采样时间段中设置采样时刻。
[0052]
具体的，在本实施例中，以8小时为一个采样时间段，在采样时间段中每隔10秒设置一个采样时刻，将采样时间段设置的较长，相邻采样时刻之间的时间间隔设置的较小，能够得到足够多的等效阻尼系数，有利于评估充电站整体的阻尼系数的稳定性，同时以8小时为一个采样时间段也是符合人们的日常作息时间的。
[0053]
s12、根据所述采样时刻获取充电站内每一个双向充电桩的实时阻尼系数。
[0054]
其中，s12又包括如下步骤：
[0055]
s121、根据所述采样时刻获取电动汽车车载电池的电池soc、电芯温度、实时电流、额定容量、最大充放电倍率限制、实时电压、等效串联电阻、允许电压和实时电网频率。
[0056]
具体的，在本实施例中，根据车桩互联通信系统获取电动汽车车载电池的电池soc、电芯温度、实时电流、额定容量、最大充放电倍率限制、实时电压、允许电压和实时电网频率。
[0057]
s122、利用所述电池soc、所述电芯温度、所述最大充放电倍率限制、所述额定容量
和所述等效串联电阻计算最大充放电电流。
[0058]
具体的，在本实施例中，最大充放电倍率限制包括最大充电倍率限制和最大放电倍率限制，最大充放电电流包括最大充电电流和最大放电电流，根据电芯温度和电池soc的实际情况，采用温度分级策略和迭代计算的方法计算最大充电电流和最大放电电流。
[0059]
更为具体的，温度分级策略即设定不同的温度阈值，本实施例设定三个温度阈值，分别是40
°
、50
°
和t
max
，其中t
max
＝60
°
。在电芯温度t大于温度阈值t
max
时，充电站中的双向充电桩过热停机，降低电动汽车充电时的安全隐患；在电芯温度t小于温度限值t
max
时，可以通过如下方法计算最大充电电流和最大放电电流。
[0060]
通过如下方法计算最大充电电流：
[0061]
当电池soc＜80％时，结合电芯温度的温度阈值对最大充电电流进行初步限制。首先先限制最大充电倍率，然后利用额定容量和最大充电倍率限制最大充电电流，限制方式如下：
[0062]r充电max
＝k1*r
充电lim
[0063]i充电max
＝r
充电max
*总安时数
[0064]
其中，r
充电max
为最大充电倍率，r
充电lim
为最大充电倍率限制。如果t＜40℃，则k1＝1；如果t＞40℃且t＜50℃，则k1＝0.6；如果t＞50℃且t＜t
max
，则k1＝0.3；i
充电max
为最大充电电流，总安时数表示额定容量。
[0065]
当电池soc＞80％时，则需要对最大充电电流进行进一步限制。首先先限制最大充电倍率，然后利用最大充电倍率计算第一最大允许电流，并将第一最大允许电流设定为最大充电电流初值，最后将最大充电电流初值作为第一轮迭代计算的输入，进行迭代计算获取最大充电电流，计算方式如下：
[0066]r充电max
＝k2*r
充电lim
[0067]i充电lim1
＝r
充电max
*总安时数
[0068]
ocv
stop1
＝v
dc_max-i
充电max
(i)*esr
[0069]
ocv
now1
＝v
dc_now-i
now
*esr
[0070]
δocv1＝ocv
stop1-ocv
now1
[0071]
δsoc％1＝f(δocv1)
[0072]i充电max
(i)＝δsoc％1*总安时数/t
adj1
(h)
[0073]
其中，这7个连续的关系式在迭代计算最大充电电流的过程中是依次进行计算的，如果t＜40℃，则k2＝1；如果t＞40℃且t＜50℃，则k2＝0.3；如果t＞50℃且t＜t
max
，则k1＝0.1；i
充电lim1
为第一最大允许电流，然后将第一最大允许电流设定为最大充电电流初值i
充电max
(0)用于第一轮迭代计算；ocv
stop1
为第一开路电压，i
充电max
(i)为第i次迭代计算得到的最大充电电流，从i＝0时，即最大充电电流初值开始计算，esr为等效串联电阻，ocv
now1
为第一实时开路电压；δsoc％1为第一剩余soc百分比，f为δsoc％1与δocv1的映射关系，t
adj1
(h)为双向充电桩参与调频的第一调频时间。
[0074]
进一步的，实时获取虚拟同步机控制的双向充电桩持续监测的电网频率波动数据，在一个采样时间段内将电网频率波动数据中的各次电网频率波动的时长作为各次调频过程的调频时长，将调频时长的历史数据相加并求取平均值，作为第一调频时间。
[0075]
更进一步的，当电池soc＞80％时，每一次计算完第一剩余soc百分比之后，迭代次
数i自身增加1，即i＝i+1，如果第i次迭代计算得到的最大充电电流满足迭代收敛限制时，即|i
充电max
(i)-i
充电max
(i-1)|＜1a或者迭代计算的次数达到上限时，则本次迭代计算得到的最大充电电流就是最终的最大充电电流，反之则将本次迭代计算得到的最大充电电流反馈回去重新计算ocv
stop1
、ocv
now1
、δocv1、δsoc％1和i
充电max
(i)直至某次迭代计算得到的最大充电电流满足迭代收敛限制。
[0076]
更进一步的，本实施例中迭代计算次数的上限为50次，在其他可选地实施例当中，还可以选择其他迭代计算次数的上限和温度阈值。
[0077]
通过如下方式计算最大放电电流：
[0078]
当电池soc＞20％时，结合温度阈值对最大放电电流进行初步限制，首先限制最大放电倍率，然后利用额定容量和最大放电倍率限制最大放电电流，限制方式如下：
[0079]r放电max
＝k3*r
放电lim
[0080]i放电max
＝r
充电max
*总安时数
[0081]
其中，r
放电max
为最大放电倍率，r
放电lim
为最大放电倍率限制。如果t＜40℃，则k3＝1；如果t＞40℃且t＜50℃，则k3＝0.6；如果t＞50℃且t＜t
max
，则k3＝0.3；i
放电max
为最大放电电流。
[0082]
当20％＞电池soc时，则需要对最大放电电流进行进一步限制。首先限制最大放电倍率，然后利用最大放电倍率计算第二最大允许电流，并将第二最大允许电流设定为最大放电电流初值，最后将最大放电电流初值作为第一轮迭代计算的输入，进行迭代计算获取最大放电电流，计算方式如下：
[0083]r放电max
＝k4*r
放电lim
[0084]i放电lim2
＝r
放电max
*总安时数
[0085]
ocv
stop2
＝v
dc_max-i
放电max
(i)*esr
[0086]
ocv
now2
＝v
dc_now-i
now
*esr
[0087]
δocv2＝ocv
stop-ocv
now2
[0088]
δsoc％2＝f(δocv2)
[0089]i放电max
(i)＝δsoc％2*总安时数/t
adj2
(h)
[0090]
其中，这7个连续的关系式在迭代计算最大放电电流的过程中是依次进行计算的，如果t＜40℃，则k4＝1；如果t＞40℃且t＜50℃，则k4＝0.6；如果t＞50℃且t＜t
max
，则k4＝0.3；i
放电lim2
为第二最大允许电流，然后将第二最大允许电流设定为最大放电电流初值i
放电max
(0)用于第一轮迭代计算；ocv
stop2
为第一开路电压，i
放电max
(i)为第i次迭代计算得到的最大放电电流，从i＝0时，即最大放电电流初值开始计算，ocv
now
为第二实时开路电压；δsoc％2为第二剩余soc百分比，f为δsoc％2与δocv2的映射关系，t
adi2
(h)为双向充电桩参与调频的第二调频时间。
[0091]
进一步的，采样与获取第一调频时间相同的方式获取第二调频时间。当20％＞电池soc时，每一次计算完第二剩余soc百分比之后，迭代次数i自身增加1，即i＝i+1，如果第i次迭代计算得到的最大放电电流满足迭代收敛限制时，即|i
放电max
(i)-i
放电max
(i-1)|＜1a或者迭代计算的次数达到上限时，则本次迭代计算得到的最大放电电流就是最终的最大放电电流，反之则将本次迭代计算得到的最大放电电流反馈回去重新依次计算ocv
stop
、ocv
now2
、δocv2、δsoc％2和i
放电max
(i)，直至某次迭代计算得到的最大放电电流满足迭代收敛限制。
[0092]
更进一步的，根据电池soc的实际情况，采用温度分级策略和迭代计算的方法计算最大充电电流和最大放电电流是实时的、准确可靠的，能够为准确获取实时阻尼系数提供准确可靠的数据基础。
[0093]
s123、利用所述最大充放电电流、所述最大充放电倍率限制、所述实时电压、所述允许电压和所述实时电网频率计算所述实时阻尼系数。
[0094]
具体的，在本实施例中，所述实时阻尼系数满足如下关系：
[0095]d实时
＝-(i
充放电max
*v
dc-i
now
*v
dc_now
)/(f
lim-f
now
)
[0096]
其中，d
实时
为实时阻尼系数，i
充放电max
为最大充放电电流，v
dc
为允许电压，i
now
为实时电流，v
dc_now
为实时电压，f
lim
为充放电时电网的最大频率允许偏差，f
now
为实时电网频率。
[0097]
更为具体的，允许电压包括最大允许电压和最低允许电压，实时阻尼系数包括正偏差阻尼系数和负偏差阻尼系数，正偏差阻尼系数和负偏差阻尼系数分别满足如下关系：
[0098]d正偏差
＝-(i
充电max
*v
dc_max-i
now
*v
dc_now
)/(f
正lim-f
now
)
[0099]d负偏差
＝-(i
放电max
*v
dc_min-i
now
*v
dc_now
)/(f
负lim-f
now
)
[0100]
其中，d
正偏差
为正偏差阻尼系数，v
dc_max
为最大允许电压，i
now
为实时电流，v
dc_now
为实时电压，f
正lim
为充电时电网的最大频率允许正偏差，取值为+0.5hz，f
now
为实时电网频率；d
负偏差
为负偏差阻尼系数，i
放电max
为最大放电电流，v
dc_min
为最低允许电压，f
负lim
为放电时电网的最大频率允许负偏差，取值为-0.5hz。
[0101]
进一步的，如果电网频率处于正偏差状态，则双向充电桩的实时阻尼系数为正偏差阻尼系数，如果电网频率处于负偏差状态，则双向充电桩的实时阻尼系数为负偏差阻尼系数，如果电网频率处于无偏差状态，则双向充电桩的实时阻尼系数不变。双向充电桩的实时阻尼系数就是双向充电桩作为虚拟同步机运行时的实时下垂系数。
[0102]
更进一步的，正偏差阻尼系数和负偏差阻尼系数是根据实时获取和计算的数据计算得到的，因此是准确可靠的，所以得到的实时阻尼系数也是准确可靠的，这为判断阻尼系数的波动性提供了准确可靠的数据基础。同时通过对双向桩虚拟同步机模式下阻尼系数的实时调节，可以让电动汽车在充电过程中参与分钟级的系统调频，从而稳定电动汽车的快充时间。
[0103]
s13、将在同一时刻获取的不同双向充电桩的所述实时阻尼系数叠加即可得到该时刻的所述等效阻尼系数。
[0104]
具体的，在本实施例中，将在同一采样时间段中同一时刻采样得到的不同双向充电桩的实时阻尼系数叠加，即可得到充电站在该时刻的等效阻尼系数。
[0105]
进一步的，等效阻尼系数包括充电站所有双向充电桩在电网频率处于正偏差和负偏差情况下双向充电桩的阻尼系数，能够反映充电站整体的双向充电桩的阻尼系数变化情况，为判断充电站阻尼系数的波动情况提供数据基础。
[0106]
s2、根据所述等效阻尼系数量化评估所述等效阻尼系数的波动性。
[0107]
其中，s2又包括如下步骤：
[0108]
s21、计算所述等效阻尼系数量在所述采样时间段内的等效阻尼系数平均值。
[0109]
具体的，在本实施例中，等效阻尼系数平均值满足如下关系：
[0110][0111]
其中，ek为第k个采样时间段的等效阻尼系数平均值，t为采样时间段的时长，tk为第k个采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个采样时间段的结束时间，d(t)为第t时刻的等效阻尼系数。
[0112]
进一步的，由于相邻采样时刻之间的时间间隔需要足够小，因此可以近似将等效阻尼系数当作是时间上的连续函数，有足够多的等效阻尼系数，因此采用积分的算法在整个采样时间段中计算等效阻尼系数平均值，进而提高对等效阻尼系数的波动性量化评估的准确性。
[0113]
s22、根据所述等效阻尼系数平均值建立所述波动性的量化评估模型，并利用所述量化评估模型量化评估所述波动性。
[0114]
具体的，在本实施例中，量化评估模型满足如下关系：
[0115][0116]
其中，fk为第k个采样时间段的波动性量化评估结果。fk越大，等效阻尼系数的波动性就越强。
[0117]
进一步的，由于等效阻尼系数是时间上的连续函数，因此此关系式中绝对值部分是在采样时间段内的连续曲线，反映的是等效阻尼系数在采样时间段内的起伏变化情况，因此计算得到的波动性量化评估结果能够真实反映采样时间段内等效阻尼系数的波动性程度，有利于提供充电站调频计费激励的准确性。
[0118]
s3、计算所述采样时间段内充电站的总调频能量吞吐量。
[0119]
具体的，在本实施例中，总调频能量吞吐量满足如下关系：
[0120][0121]
其中，hk为第k个所述采样时间段的所述总调频能量吞吐量，δω(t)为电网频率的实时波动量。
[0122]
进一步的，在考虑双向充电桩作为虚拟同步机运行过程中阻尼系数稳定性的基础上，计算参与调频的输入与输出的调频能量吞吐总量可以为获取计费激励提供准确可靠的数据基础，实现对充电站参与电网调频贡献的合理评估。
[0123]
s4、设定所述总调频能量吞吐量的调频奖励因子，并利用所述波动性设定波动惩罚因子。
[0124]
具体的，在本实施例中，波动惩罚因子满足如下关系：
[0125][0126]
其中，β为波动惩罚因子，f1和f2为限值。
[0127]
更为具体的，波动惩罚因子是关于fk的分段函数，f1和f2作为限值可以灵活调节，进而灵活调节波动惩罚因子，有利于提高评估充电站参与电网调频贡献的准确性。
[0128]
s5、利用所述调频奖励因子、所述波动惩罚因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额。
[0129]
其中，s5又包括如下步骤：
[0130]
s51、利用所述调频奖励因子和所述总调频能量吞吐量计算所述总调频能量吞吐量产生的经济收益。
[0131]
具体的，在本实施例中，总调频能量吞吐量产生的经济收益为线性收益，并满足如下关系：
[0132]mk1
＝αhk[0133]
其中，m
k1
为总调频能量吞吐量产生的经济收益，α为调频奖励因子，调频奖励因子由充电站所在地的电网公司所指定。
[0134]
s52、根据所述经济收益和所述波动惩罚因子计算所述计费激励数额。
[0135]
具体的，在本实施例中，计费激励数额满足如下关系：
[0136]
mk＝αβhk[0137]
其中，mk为第k个采样时间段的计费激励数额，反映某一采样时间段中计费激励，计费激励越大，充电站参与电网调频贡献就越大。可以看出在某一采样时间段的总调频能量吞吐量越大，对于充电站点的计费激励就越高；波动惩罚因子为分段非线性函数，越大的波动会使得计费激励的扣减越大，电网调频贡献就越小。此关系式将波动惩罚因子应用于计费激励数额的计算，能大大提高评估充电站参与电网调频贡献的准确性和可靠性。
[0138]
进一步的，由于波动惩罚因子可以灵活调节，因此可以根据经验和实际需要调节波动惩罚因子，进一步提高评估充电站参与电网调频贡献的准确性和可靠性。
[0139]
更进一步的，计费激励数额的计算考虑了利用参与调频的输入与输出能量的吞吐总量进行计费激励，尤其重点考虑到了充电站参与调频的阻尼系数的稳定性来作为充电站参与电网调频计费激励的惩罚因子，来实现对充电站参与电网调频贡献的公正合理的评估。
[0140]
需要说明的是，在一些情况下，在说明书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果，在本实施例当中，所给出的步骤顺序仅仅是为了使实施例看起来更加清晰明了，方便说明，而非对其限制。
[0141]
综上所述，本发明除了考虑基于参与调频的输入与输出的能量的吞吐总量进行计费激励，尤其重点考虑到了充电站参与调频的阻尼系数的稳定性评估方法。本发明通过电动汽车车载电池组实时状态动态调节双向桩虚拟同步机控制的阻尼系数，并进一步获取全站的阻尼系数，并通过对其稳定性的评估，设立充电站参与电网调频贡献的调频奖励因子和波动惩罚因子，从而对充电站参与电网调频贡献进行合理评估，有利于更好地引导充电站参与调频。此外，本发明所针对的场景是不影响电动汽车正常快充的商务模式。前来快充的电动汽车，通过对双向桩虚拟同步机模式下阻尼系数的实时调节，可在其充电过程中参与分钟级的系统调频，并获取计费激励。参与分钟级的系统调频对正常快充时间没有明显的影响，进而达到车主与电网的双赢。
[0142]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，包括如下步骤：设置采样时间段，并按照所述采样时间段实时采样计算充电站的等效阻尼系数；根据所述等效阻尼系数量化评估所述等效阻尼系数的波动性；计算所述采样时间段内充电站的总调频能量吞吐量；设定所述总调频能量吞吐量的调频奖励因子，并利用所述波动性设定波动惩罚因子；利用所述调频奖励因子、所述波动惩罚因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额。2.根据权利要求1所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述设置采样时间段，并按照所述采样时间段实时采样计算充电站的等效阻尼系数包括如下步骤：设置采样时间段，并在所述采样时间段中设置采样时刻；根据所述采样时刻获取充电站内每一个双向充电桩的实时阻尼系数；将在同一时刻获取的不同双向充电桩的所述实时阻尼系数叠加即可得到该时刻的所述等效阻尼系数。3.根据权利要求2所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述根据所述采样时刻获取充电站内每一个双向充电桩的实时阻尼系数包括如下步骤：根据所述采样时刻获取电动汽车车载电池的电池soc、电芯温度、实时电流、额定容量、最大充放电倍率限制、实时电压、等效串联电阻、允许电压和实时电网频率；利用所述电池soc、所述电芯温度、所述最大充放电倍率限制、所述额定容量和所述等效串联电阻计算最大充放电电流；利用所述最大充放电电流、所述最大充放电倍率限制、所述实时电压、所述允许电压和所述实时电网频率计算所述实时阻尼系数，所述实时阻尼系数满足如下关系：d
实时
＝-9i
充放电max
*v
dc-i
now
*v
dc_now
)/(f
lim-f
now
)其中，d
实时
为所述实时阻尼系数，i
充放电max
为所述最大充放电电流，v
dc
为所述允许电压，i
now
为所述实时电流，v
dc_now
为所述实时电压，f
lim
为充放电时电网的最大频率允许偏差，f
now
为所述实时电网频率。4.根据权利要求2所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述根据所述等效阻尼系数量化评估所述等效阻尼系数的波动性包括如下步骤：计算所述等效阻尼系数量在所述采样时间段内的等效阻尼系数平均值；根据所述等效阻尼系数平均值建立所述波动性的量化评估模型，并利用所述量化评估模型量化评估所述波动性。5.根据权利要求4所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述等效阻尼系数平均值满足如下关系：其中，e
k
为第k个所述采样时间段的所述等效阻尼系数平均值，t为所述采样时间段的时长，t
k
为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，d(t)
为第t时刻的所述等效阻尼系数。6.根据权利要求5所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述量化评估模型满足如下关系：其中，f
k
为第k个所述采样时间段的波动性量化评估结果，e
k
为第k个所述采样时间段的所述等效阻尼系数平均值，t为所述采样时间段的时长，t
k
为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，d(t)为第t时刻的所述等效阻尼系数。7.根据权利要求6所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述总调频能量吞吐量满足如下关系：其中，h
k
为第k个所述采样时间段的所述总调频能量吞吐量，t
k
为第k个所述采样时间段的起始时间，t
k+1
为第k个所述采样时间段的结束时间，δω(t)为电网频率的实时波动量，d(t)为第t时刻的所述等效阻尼系数。8.根据权利要求7所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述利用所述调频奖励因子、所述波动惩罚因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额包括如下步骤：利用所述调频奖励因子和所述总调频能量吞吐量计算所述总调频能量吞吐量产生的经济收益；根据所述经济收益和所述波动惩罚因子计算所述计费激励数额。9.根据权利要求8所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述波动惩罚因子满足如下关系：其中，β为所述波动惩罚因子，f
k
为第k个所述采样时间段的波动性量化评估结果，f1和f2为限值。10.根据权利要求9所述的基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，其特征在于，所述计费激励数额满足如下关系：m
k
＝αβh
k
其中，m
k
为第k个所述采样时间段的所述计费激励数额，α为所述调频奖励因子，β为所述波动惩罚因子，h
k
为第k个所述采样时间段的所述总调频能量吞吐量。

技术总结
本发明涉及电动汽车双向充电桩技术领域，尤其是涉及基于等效阻尼系数稳定性的充电站调频计费激励方法，所述方法包括如下步骤：设置采样时间段，按照所述采样时间段采样计算充电站的等效阻尼系数；量化评估所述等效阻尼系数的波动性；计算所述采样时间段内充电站的总调频能量吞吐量；设定所述总调频能量吞吐量的调频奖励因子，并利用所述波动性设定波动惩罚因子；利用设定的因子和所述总调频能量吞吐量计算充电站在所述采样时间段内参与调频的计费激励数额。本发明通过获取各双向桩与全站的实时阻尼系数，并对其稳定性的评估和设立充电站参与电网调频贡献的调频奖励因子和波动惩罚因子，对双向充电桩参与电网调频贡献进行合理评估。理评估。理评估。


技术研发人员：田妍 方健 尹旷 覃煜 张敏
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/9/6