1.一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,包括依次连接的资源设备层、资源感控层、系统信息层、能量管理层和人机交互层;资源设备层包括可调度电动汽车和有源配电网系统;资源感控层包括数据采集与传输单元和资源设备控制单元;系统信息层包括数据处理模块和信息存储模块;能量管理层包含能量管理系统和数字孪生系统;人机交互层包括人机交互界面和组态平台;能量管理系统由优化调度模块、发电预测模块和负荷预测模块构成;优化调度模块通过求解能量管理模型得到系统的优化调度指令并传输给数字孪生系统;发电预测模块利用气象信息以及发电信息训练神经网络,基于神经网络实现对各个分布式电源发电的预测;负荷预测模块利用历史信息数据库和实时信息数据库中的负荷信息训练神经网络,基于神经网络实现对负荷的长短期预测;数字孪生系统包括创建模块和仿真运行模块;数字孪生系统的创建模块基于电动汽车机组与有缘配电网系统创建资源设备的数字孪生体,同时建立资源设备对应的空间环境信息集,并运用三维可视化技术进行展示;资源设备的数字孪生体包括资源设备的整体外观、内部结构以及设备运行特性,设备运行特性包括:发电特性、耗电特性、电动汽车机组充放电特性;数字孪生系统的仿真运行模块依据能量管理系统传输的优化调度指令,调控资源设备的数字孪生体进行仿真模拟运行,并将运行结果发送至能量管理系统;能量管理模型由目标函数、约束条件和求解算法三部分组成;目标函数包含经济性、环保性和新能源消纳;约束条件包含所涉及的各分布式电源、电动汽车、以及能量守恒约束条件;能量管理模型的输入包括负荷预测功率,光伏发电预测功率、风机发电预测功率和设备参数;能量管理模型的输出,包括蓄电池充放电功率、电动汽车充电功率、与大电网交互功率;求解算法利用非支配排序遗传算法,设置最大迭代次数、种群数目、交叉率和变异率数据,对配电网进行优化求解生成决策方案。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述有源配电网系统包括配电网、分布式光伏、分布式电机、储能装置、电力联络线、变压器和用户负荷;所述分布式光伏通过变压器和电力联络线连接配电网;所述分布式电机通过变压器和电力联络线连接配电网;所述储能装置和用户负荷分别通过电力联络线连接配电网。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述数据采集与传输单元包含用于数据采集的智能传感器、摄像头、设备内的电子标签、无线模块、智能网关和光纤,采集资源设备层的原始数据信息,并将原始数据信息传输到系统信息层;所述资源设备控制单元包括设备控制器,用于执行能量管理层下发的调度方案,调控资源设备层设备的运行状态。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述数据处理模块负责对资源感控层采集到原始数据信息进行加工处理并传输至能量管理层;所述信息存储模块通过构建多个数据库对原始数据信息进行存储,并将原始数据信息传输至能量管理层;所述多个数据库包括实时信息数据库、历史信息数据库、故障信息数据库和数字孪生系统运行信息数据库。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述人机交互层采用监控组态平台进行人机交互界面的开发,具有若干种数据显示功能;所述若干种数据显示功能包括数据显示、状态显示、趋势图和棒图;所述人机交互层以监控组态平台为开发环境,实现人机交互界面中的图元设计、图形界面绘制、图形动画设计、关联实时数据测点、浏览实时画面放入工作环节,最终通过图、表或曲线形式呈现;所述人机交互层能够将运行状态监测结果、调度指令运行工况通过人机交互界面提供给用户进行查看和交互。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述目标函数中的经济性目标函数如下:式中, 为配电网运营成本, 与电网交互成本, 电动汽车调度成本, 光伏运维成本, 风机运维成本, 为储能运维成本, 、 、 、 分别为权重系数; 为t时刻配电网的售电功率, 为t时刻配电网的购电功率; 为t时刻的售电价格, 为t时刻的购电价格; 为调度前电动汽车集群的充电功率, 为调度后电动汽车集群的充电功率, 为t时刻的调度补贴系数; 为光伏在t时刻的出力, 为光伏的发电成本系数; 为风机在t时刻的出力, 为风机的发电成本系数; 为储能电池在t时刻的充放电功率, 为储能的出力成本系数;所述目标函数中的环保性目标函数如下:式中, 为污染物治理成本, 为污染治物理成本系数;所述目标函数中的新能源消纳目标函数如下:式中, 为新能源消纳指数, 为光伏出力预测上限, 为风机出力预测上限, 为光伏 时段实际出力, 为风机 时段实际出力。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述约束条件中的功率平衡约束条件如下:式中, 为用户负载;风机发电出力约束如下:式中, 为的风机出力上限;光伏发电出力约束如下:式中, 为光伏的出力上限;储能约束如下:储能电池充放电功率约束储能电池电量约束储能电池爬坡约束式中: 为储能电池的最大充放电功率, 为储能电池的充放电系数, 为储能电池在t时刻的SOC, 、 分别为储能电池SOC的上下限, 为最大爬坡比;电动汽车约束如下:电动汽车各时段充放电功率约束电动汽车电量约束电动汽车聚合功率 为电动汽车的最大充电功率, 为电动汽车在t时刻的充放电功率, 为电动汽车的充电系数, 为电动汽车在t时刻的SOC, 、 分别为电动汽车SOC的上下限, 为电动汽车电量, 为电动汽车最后充电时段总电量, 为聚合后电动汽车的功率。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,所述求解算法的流程为:初始化种群,执行遗传操作生成临时种群,将初始种群与临时种群合并,利用占优关系和拥挤度将合并种群中的个体排序,选择优势个体组成下一代种群,最终满足条件结束迭代输出优化结果。
9.一种电动汽车与有源配电网协同互动系统的运行方法,基于权利要求1-8任一项所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统,其特征在于,包括:步骤1:由智能传感器、摄像头和基于标签的射频技术实时采集来自资源设备层中的电动汽车与有源配电网协同互动系统资源设备的各类原始数据信息,包括:电压、频率、功率,并将原始数据信息传输至实时数据库资源感控层中;步骤2:系统信息层对资源感控层采集到原始数据信息进行加工处理,包括异常值剔除和均值计算,并对处理后信息进行上传与存储;步骤3:基于系统信息层中的历史数据与实时数据,数字孪生系统的创建模块利用数据驱动技术建立电动汽车与有源配电网系统互动系统的数字孪生体;步骤4:能量管理系统的优化调度模块通过求解能量管理模型得到系统的初步调度指令;步骤5:数字孪生系统依据能量管理系统的初步调度指令,进行虚拟仿真运行,并将虚拟运行结果传输至能量管理系统;步骤6:能量管理系统基于数字孪生系统执行初步运行优化方案后反馈回的信息对初步运行优化方案进行调整,调整初步调度指令生成最终调度指令,并传输至资源感控层;步骤7:资源感控层中的资源设备控制单元依据能量管理层下发的调度指令,调控资源设备层中相应的能源设备。