多停车位智能三相充电群充电系统及方法技术方案

多停车位智能三相充电群充电系统，包括输入输出模块、通信模块、控制模块、智能计算模块、防护模块；停车位智能三相充电群充电的控制方法主要包括三个步骤：第一步进行数据采集；第二步对数据进行预处理；第三步进行优化处理。依据智能调度算法计算当前时段的各个充电接口的功率调度分配，并将调度结果发送到对应的各个充电桩，从而指导控制中心进行充电控制。该方案能够有效避免资源浪费，提高充电桩的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车充电控制方法，特别涉及多停车位智能三相充电群充电控制方法。
技术介绍
全球都在倡导节能减排，低碳环保。在此大环境下，电动汽车作为一种新能源汽车，逐步在推广，未来市场上占比会越来越高。但是，电动汽车相比传统型汽车而言，也存在自身的局限性，比如续航能力低，这就造成了其行驶里程比较有限，蓄电池的能量较低，功率不够等问题。因此，电动汽车的续航能力，以及电源的补充能力是决定电动汽车发展好坏的重要因素。伴随着电动汽车的发展，与其配套设施也逐步在建设当中，目前相对来说处于比较初级阶段。在一个城市当中，电动汽车充电桩相对电动汽车份额来说是比较少的。但是如果不采用充电桩进行充电，而采用家用电充电，则充电花费时间非常长、速度较低。上述这两个问题都造成电动汽车使用不够便利，也是困扰电动汽车发展的主要因素之一。由于小区停车场基本已构建成熟，每个停车场也只配备了一定比例的充电桩；且受用电负荷的限制，若多个充电桩同时给多个电动汽车无序充电也会造成总的负荷过大，若较简单地将充电模块分组，会导致部分充电供给闲置，造成资源浪费。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，提出一种多停车位智能三相充电群充电的控制方法，这种方法在总负荷下为每台电动汽车合理分配充电功率和时间，使得充电更快、更安全。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：多停车位智能三相充电群充电系统，包括输入输出模块、通信模块、控制模块、智能计算模块、防护模块；其中：输入输出模块：用于采集不同时段开始时刻的电动汽车充电状态的数据，以及接收来自控制中心的充电功率分配方案，以对各电动汽车进行充电控制，同时将充电进度及所购电费在显示屏上进行显示；电动汽车充电状态的数据包括电动汽车电池容量、当前电池已充电量SOC(StateofCharge)、该车起始停泊时间、该车预期驶离时间、当前小区电力负荷信息，包括小区电网容量、小区实时电力负荷值、供电部分提供的峰谷电时段数及峰谷电电价信息；控制模块：用于处理通过通信模块传来的各类数据信息，同时将其中的输入模块采集的不同时段开始时刻电动汽车充电状态的数据信息传输给智能计算模块；控制模块还将智能计算模块经优化调度后产生的充电功率分配方案通过通信模块传递给各充电桩的输入输出模块；智能计算模块：用于对控制模块传来的不同时段开始时刻电动汽车充电状态数据信息进行预处理，再依据优化调度算法，计算当前时段的各个可调度充电口的功率调度分配方案并传输给控制模块；防护模块：用于保护充电桩在雷雨天气时不被损坏，同时还兼具漏电保护功能；通信模块：用于处理模块之间进行信息传递。上述的多停车位智能三相充电群充电系统，输入输出模块还包括RFID读卡装置，用于用户刷卡充电。多停车位智能三相充电群充电的控制方法主要包括三个步骤：第一步进行数据采集；第二步对数据进行预处理；第三步进行优化处理；其中步骤一：对数据进行采集：采集当前时段已经连接充电桩群的电动汽车的数量及其相关参数，包括电动汽车电池容量、当前电池已充电量SOC(StateofCharge)、该车起始停泊时间、该车预期驶离时间；当前小区电力负荷信息，包括小区电网容量、小区实时电力负荷值、供电部分提供的峰谷电时段数及峰谷电电价信息；充电口将以下数据传递给调度控制中心：当前充电口是否有车辆连接，当前连接的充电口的电动汽车的电池已充电量(StateofCharge)，当前充电口连接的电动汽车的剩余充电时长；定义第i时段的参数集Φi如下：式中，Zi,k表示第i时段第k号充电口所连电动汽车的充电状态，取值为0、1或2；SOCi,k表示第i时段第k号充电口所连电动汽车的电池荷电状态，取值范围为[0，1]；Ri表示第i时段的电价，单位：元；Mi表示第i时段电网可分配给电动汽车的最大功率，单位：千瓦；Tk表示第k号充电口所连电动汽车的充电剩余时段数；步骤二：对数据进行预处理：采用滑动窗口法对充电参数进行预处理：将24小时分为144个窗口时段，每个窗口时段10分钟，每隔10分钟调度一次，窗口时段开始时间为Ts(单位：分钟)结束时间为Ts+10；在第i时段开始时刻的预处理阶段，窗口沿时段向前滑动一个窗口单位，其滑动就代表参与预处理的长为24小时的充电信息的更新；将一天24小时划分为144个时间段，记时段为变量i，i的取值范围为1-144；对于每个时间段调度控制中心先进行所测充电信息的预处理及调度决策，进而通过遗传算法产生144个时段各自的调度方案，而调度控制中心在这之后读取当前窗口Hi所对应的时段充电调度方案并将相应的参数输出，即将所有可参与调度充电口的充电功率调度系数Ψi发送给各充电桩来调节控制不同充电口的充电功率，使各个可正常参与优化调度的充电口在保证所有充电口总工作功率不超电网最大可承受功率的情况下实现各时段购电成本最低，从而实现一天内的购电成本最优化；为满足用户的基本车辆用电需求，调度系统规定在可充电时间结束前至少使SOC达到a％的基本充电目标，故在优化调度之前需对不同SOC值所对应的充电口功率分配做如下的预处理：式中：ti,k为第i时段调度前对于第k号充电口所连电动汽车SOC达a％的所需时段数的估测值；Xi,k为第i时段第k号充电口所接电动汽车距充电至SOC＝a％所需的电能，单位：千瓦时；BK为第K号充电口所接电动汽车电池的总电荷量。为第i时段所有可调度充电口的最大平均充电功率，单位：千瓦；其中，ni为第i时段可调度充电口数；对以下几种情况进行数据预处理：情况一：当SOCi,k≤a％(即ti,k≥0)若(Tk-ti,k)≥0，则该充电口正常参与调度；为使购电成本最优化，优化调度的结果是使峰电时段的参与调度充电口的充电功率调度系数Ψi的取值趋于0，而谷电时段的Ψi取值趋于1；但受电网最大可承受功率的约束，各充电口的功率在谷电时段一般都不能很大，这样的结果就容易导致谷电时段充电拥挤并使部分充电口在可充电时段内无法使所连充电汽车的SOC值达到a％，故现为改善这种拥挤情况，此优化调度模型将符合情况一的充电口的Ψi取值范围设为[0.2,1]，使其有较高的充电下限，更容易使SOC值达到a％。若(Tk-ti,k)＜0，则该充电口非正常参与调度；此时表示该充电口即使一直以目前功率充电也很难达到a％，故在预处理阶段直接令该充电口的Ψ值为1或所能到达的Ψ的最大值且剩余可调度的充电口的总充电功率Pmax≤(Mi-mΨG)，(其中，m为符合(Tk-ti,k)＜0情况的充电口数；ψ为符合(Tk-ti,k)＜0情况充电口的调度系数，G为充电口最大输出功率，k为包含所有可正常调度充电口编号的数组)，同时这类充电汽车所连充电口的编号将不再参与调度；Tk表示第k号充电口的充电剩余时段数，Tk＝td-tn(其中，td表示用户设定的取车时段号，tn表示当前时段号)；情况二：当SOCi,k＞a％(即ti,k＜0)时，该充电口正常参与调度；此时同样为改善谷电拥挤的现象，也对Ψ的取值范围设定下限，而此时考虑到该充电口所连电动汽车的荷电状态较大，为了尽量降低充电成本，不宜在峰电充过多电量，故Ψ的取值范围定为[0.1,1]；为了保证充电调度的有序进行，设变量Zi,k记录各个充电口所连接的电动汽车的充电状态；每次开始调度之前，需要更新该变量的实时状态，本文档来自技高网...

【技术保护点】
多停车位智能三相充电群充电系统，包括输入输出模块、通信模块、控制模块、智能计算模块、防护模块；其中：输入输出模块：用于采集不同时段开始时刻的电动汽车充电状态的数据，以及接收来自控制中心的充电功率分配方案，以对各电动汽车进行充电控制，同时将充电进度及所购电费在显示屏上进行显示；电动汽车充电状态的数据包括电动汽车电池容量、当前电池已充电量SOC(State of Charge)、该车起始停泊时间、该车预期驶离时间、当前小区电力负荷信息，包括小区电网容量、小区实时电力负荷值、供电部分提供的峰谷电时段数及峰谷电电价信息；控制模块：用于处理通过通信模块传来的各类数据信息，同时将其中的输入模块采集的不同时段开始时刻电动汽车充电状态的数据信息传输给智能计算模块；控制模块还将智能计算模块经优化调度后产生的充电功率分配方案通过通信模块传递给各充电桩的输入输出模块；智能计算模块：用于对控制模块传来的不同时段开始时刻电动汽车充电状态数据信息进行预处理，再依据优化调度算法，计算当前时段的各个可调度充电口的功率调度分配方案并传输给控制模块；防护模块：用于保护充电桩在雷雨天气时不被损坏，同时还兼具漏电保护功能；通信模块：用于处理模块之间进行信息传递。...

【技术特征摘要】
1.多停车位智能三相充电群充电系统，包括输入输出模块、通信模块、控制模块、智能计算模块、防护模块；其中：输入输出模块：用于采集不同时段开始时刻的电动汽车充电状态的数据，以及接收来自控制中心的充电功率分配方案，以对各电动汽车进行充电控制，同时将充电进度及所购电费在显示屏上进行显示；电动汽车充电状态的数据包括电动汽车电池容量、当前电池已充电量SOC(StateofCharge)、该车起始停泊时间、该车预期驶离时间、当前小区电力负荷信息，包括小区电网容量、小区实时电力负荷值、供电部分提供的峰谷电时段数及峰谷电电价信息；控制模块：用于处理通过通信模块传来的各类数据信息，同时将其中的输入模块采集的不同时段开始时刻电动汽车充电状态的数据信息传输给智能计算模块；控制模块还将智能计算模块经优化调度后产生的充电功率分配方案通过通信模块传递给各充电桩的输入输出模块；智能计算模块：用于对控制模块传来的不同时段开始时刻电动汽车充电状态数据信息进行预处理，再依据优化调度算法，计算当前时段的各个可调度充电口的功率调度分配方案并传输给控制模块；防护模块：用于保护充电桩在雷雨天气时不被损坏，同时还兼具漏电保护功能；通信模块：用于处理模块之间进行信息传递。2.如权利要求1所述的多停车位智能三相充电群充电系统，输入输出模块还包括RFID读卡装置，用于用户刷卡充电。3.多停车位智能三相充电群充电的控制方法主要包括三个步骤：第一步进行数据采集；第二步对数据进行预处理；第三步进行优化处理；其中步骤一：对数据进行采集：采集当前时段已经连接充电桩群的电动汽车的数量及其相关参数，包括电动汽车电池容量、当前电池已充电量SOC(StateofCharge)、该车起始停泊时间、该车预期驶离时间；当前小区电力负荷信息，包括小区电网容量、小区实时电力负荷值、供电部分提供的峰谷电时段数及峰谷电电价信息；充电口将以下数据传递给调度控制中心：当前充电口是否有车辆连接，当前连接的充电口的电动汽车的电池已充电量(StateofCharge)，当前充电口连接的电动汽车的剩余充电时长；定义第i时段的参数集Φi如下：式中，Zi,k表示第i时段第k号充电口所连电动汽车的充电状态，取值为0、1或2；SOCi,k表示第i时段第k号充电口所连电动汽车的电池荷电状态，取值范围为[0，1]；Ri表示第i时段的电价，单位：元；Mi表示第i时段电网可分配给电动汽车的最大功率，单位：千瓦；Tk表示第k号充电口所连电动汽车的充电剩余时段数；步骤二：对数据进行预处理：采用滑动窗口法对充电参数进行预处理：将24小时分为144个窗口时段，每个窗口时段10分钟，每隔10分钟调度一次，窗口时段开始时间为Ts(单位：分钟)结束时间为Ts+10；在第i时段开始时刻的预处理阶段，窗口沿时段向前滑动一个窗口单位，其滑动就代表参与预处理的长为24小时的充电信息的更新；将一天24小时划分为144个时间段，记时段为变量i，i的取值范围为1-144；对于每个时间段调度控制中心先进行所测充电信息的预处理及调度决策，进而通过遗传算法产生144个时段各自的调度方案，而调度控制中心在这之后读取当前窗口Hi所对应的时段充电调度方案并将相应的参数输出，即将所有可参与调度充电口的充电功率调度系数Ψi发送给各充电桩来调节控制不同充电口的充电功率，使各个可正常参与优化调度的充电口在保证所有充电口总工作功率不超电网最大可承受功率的情况下实现各时段购电成本最低，从而实现一天内的购电成本最优化；为满足用户的基本车辆用电需求，调度系统规定在可充电时间结束前至少使SOC达到a％的基本充电目标，故在优化调度之前需对不同SOC值所对应的充电口功率分配做如下的预处理：式中：ti,k为第i时段调度前对于第k号充电口所连电动汽车SOC达a％的所需时段数的估测值；Xi,k为第i时段第k号充电口所接电动汽车距充电至SOC＝a％所需的电能，单位：千瓦时；BK为第K...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万良，陈才，介婧，张兆娟，李跃轩，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33