一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法。所述系统包括充电终端、数据中心、云平台服务器、在线监视系统和移动终端，充电终端内的充电桩相互通信形成充电站内网，所述充电终端、在线监视系统和移动终端分别通过数据中心与云平台服务器进行通信。方法为：采用分层级多目标协调方法，首先，建立电动汽车充电负荷模型；其次，以最优负荷水平为目标，确定电网级智能充电策略；然后，根据整体充电接入方案，均衡各充电站接入充电后的传输线路负载率；最后，针对峰谷时采用分时电价，采用用户激励和引导策略，以及预约和排队机制，使用户充电行为得到优化。本发明专利技术能够快速、准确地为电网、充电站和用户提供最优充电方案。

A three-dimensional charging station cloud platform intelligent charging and discharging control system and method

The invention discloses a three-dimensional charging station cloud platform intelligent charging and discharging control system and method. The system includes the charging terminal, the data center, the cloud platform server, the online monitoring system and the mobile terminal. The charging terminals in the charging terminal communicate with each other to form the internal network of the charging station. The charging terminal, the online monitoring system and the mobile terminal communicate with the Yun Ping server respectively through the data center. The method is as follows: firstly, the charging load model of electric vehicle is set up with the multi target coordination method. Secondly, the intelligent charging strategy of power grid level is determined with the goal of optimal load level, and then, according to the overall charging access scheme, the load rate of the transmission lines after the charging stations are connected to the charge is balanced. Finally, the peak to the peak is achieved. In the valley, TOU price is adopted, user incentive and guidance strategy is adopted, and reservation and queuing mechanism are used to optimize the charging behavior of users. The invention can provide the optimal charging scheme for the power grid, charging station and users quickly and accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法。
技术介绍
作为解决传统化石能源短缺、城市环境污染加剧、全球气候变暖的一种有效途径，电动汽车势必会在全世界范围内受到广泛的关注。而随着电动汽车大规模接入,必定会对电网运行产生影响。不加控制的无序充电将会对电力系统安全、经济运行带来严重的威胁。协调充电或智能充电的研究尚在起步阶段,模型建立、目标、模式、约束条件和控制方法均有待进一步探索。调度机构直接对接入的每台电动汽车统一调度,实现有序控制,会带来规模庞大,变量维数激增,收敛困难等问题。电动汽车充电负荷影响因素较多,模型建立困难,此外,在现有研究中尚未充分考虑充电电流、电池寿命等约束条件。总体上,国内外研究处于起步和探索阶段,亟待在规模化应用电动汽车的充电建模、控制方法,及其对电网影响等方面进行研究。然而区域电网电动汽车智能充电的实现需要电力网、车联网、充电站联网及其他相关信息的融合。随着行业的发展，在多信息源融合的过程中，会产生海量异构化数据，呈大数据化，采用传统的单机串行化处理模式已经无法满足时间和空间上的需求，其存储和计算都将成为瓶颈。兙
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法，从而快速、准确地为电网、充电站和用户提供最优充电方案。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统，包括充电终端、数据中心、云平台服务器、在线监视系统和移动终端，充电终端内的充电桩相互通信形成充电站内网，所述充电终端、在线监视系统和移动终端分别通过数据中心与云平台服务器进行通信；所述云平台服务器包括数据接收模块、实时计算模块、Web展示模块和离线处理模块，其中数据接收模块接收电网侧和用户侧的数据；实时计算模块根据所接收的电网侧和用户侧数据，确定电网侧充电策略和用户侧充电方案；Web展示模块用于控制移动终端，并对充电方案进行在线展示，同时对充电站进行实时监视；离线处理模块的功能包括充电负荷预测、充电事件的记录与查询。一种立体式充电站云平台智能充放电控制方法，采用分层级多目标协调方法，分析电网级、站级充电终端、用户级的智能充电策略，包括以下步骤：步骤1，综合车辆电池到达时刻、电池起始荷电状态、车辆可调度性、用户预约情况建立电动汽车充电负荷模型；步骤2，确定电网级智能充电策略：以最优负荷水平为目标，综合配电网供电区域内待充电池预测数量及其电量、预测的接入规律、配电网基础负荷，得到最优整体充电方案；步骤3，确定站级充电服务单元智能充电策略：根据整体充电接入方案，均衡各充电站接入充电后的传输线路负载率；步骤4，确定用户级智能充电策略：针对峰谷时采用分时电价，采用用户激励和引导策略，以及预约和排队机制，使用户充电行为得到优化。进一步地，步骤1所述车辆电池到达时刻为：有充电需求的电动汽车最后一次出行结束后泊车的时刻，所述车辆电池到达时刻服从正态分布；所述电池起始荷电状态，与车辆行驶距离相关，根据对电动汽车每日行驶里程的统计分析得到；所述车辆可调度性，根据用户意愿将用户采用的充电方式分为接入即充和托管可控充电两种。进一步地，步骤2所述预测的接入规律，包括对于电动汽车的最优充电时间预测，采用最小负荷法，具体如下：根据电动汽车电池的完整充电功率曲线，从其中截取电池起始荷电状态至电池充满时间段的曲线，通过功率对时间积分求得充电所需能量；将截取的电池充电功率曲线叠加到背景负荷曲线之上，然后将叠加后的所有功率值作和，求得的即为该段时间充电的电网负荷能量值；运用遍历方法，将截取的电池充电功率曲线依次后移，叠加到背景负荷曲线，并计算总能量值，最终求得拥有最小能量值的充电时间段。进一步地，步骤3所述确定站级充电服务单元智能充电策略，具体为：将停车和充电需求相结合，将充电站分为三层，分别停放电量低、中、高的电动汽车，电量低的电动汽车停在上层，随充电进度向下层移动，使充电需求和充电优先级相平衡。进一步地，步骤4所述确定用户级智能充电策略：针对峰谷时采用分时电价，采用用户激励和引导策略，以及预约和排队机制，使用户充电行为得到优化，具体如下：用户能够选择充电偏好站点，云平台服务器将通过移动终端提醒用户充电站实时状态；用户也能够通过移动终端提前预约，充电站内在线监视系统根据排队机制智能控制用户充电次序；用户预约机制为，建立双边匹配的预约机制，以M/G/k排队模型为数学依据，基于物联网信息平台建立电动汽车调度模式，并增加选择偏好地点和实时提醒功能。进一步地，所述托管可控充电方式，具体为：用户将电动汽车接入电网时，需设定出行时间以及出行时电动车所需最小荷电状态；如果到达该最小荷电状态所需时间小于停车时间，电动汽车作为储备电能设备将电能回馈电网。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过云计算平台对大数据的处理，快速、准确地为电网、充电站和用户提供最优充电方案；(2)在保证用户需求的前提下，提升电网运斤安全性和效益性，实现区域电网内电动汽车充电的统一监测控制。附图说明图1是电池充电功率拟合曲线图。图2是最小负荷法实现流程图。图3是系统功能框架图。图4是系统通信结构示意图。图5是系统逻辑框架图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提出的基于云计算平台的电动汽车智能充放电控制系统。针对整个区域电网的多个充电站，依据电网负荷，分时电价以及汽车位置等信息，提出综合考虑多元素的有序充电控制方案，建立多目标优化充电模型。采用云计算平台，搭建电动汽车智能充电控制系统，实现区域电网内电网、充电站与电动汽车信息的融合及有序充电的监控。本专利技术立体式充电站云平台智能充放电控制系统，包括充电终端、数据中心、云平台服务器、在线监视系统和移动终端，充电终端内的充电桩相互通信形成充电站内网，所述充电终端、在线监视系统和移动终端分别通过数据中心与云平台服务器进行通信；所述云平台服务器包括数据接收模块、实时计算模块、Web展示模块和离线处理模块，其中数据接收模块接收电网侧和用户侧的数据；实时计算模块根据所接收的电网侧和用户侧数据，确定电网侧充电策略和用户侧充电方案；Web展示模块用于控制移动终端，并对充电方案进行在线展示，同时对充电站进行实时监视；离线处理模块的功能包括充电负荷预测、充电事件的记录与查询。本专利技术立体式充电站云平台智能充放电控制方法，采用分层级多目标协调方法，分析电网级、站级充电终端、用户级的智能充电策略，针对电网侧需求的充电桩的有序接入策略，先考虑车辆到达时间、初始SOC、可调度性建立电动汽车充电负荷模型；再经过两阶段优化，分别得到最优整体充电桩接入方案和各电站最优接入充电后的传输线路负载率，达到降低网损的预期目标，具体包括以下步骤：步骤1，综合车辆电池到达时刻、电池起始荷电状态、车辆可调度性、用户预约情况建立电动汽车充电负荷模型；步骤2，确定电网级智能充电策略：以最优负荷水平为目标，综合配电网供电区域内待充电池预测数量及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统，其特征在于，包括充电终端、数据中心、云平台服务器、在线监视系统和移动终端，充电终端内的充电桩相互通信形成充电站内网，所述充电终端、在线监视系统和移动终端分别通过数据中心与云平台服务器进行通信；所述云平台服务器包括数据接收模块、实时计算模块、Web展示模块和离线处理模块，其中数据接收模块接收电网侧和用户侧的数据；实时计算模块根据所接收的电网侧和用户侧数据，确定电网侧充电策略和用户侧充电方案；Web展示模块用于控制移动终端，并对充电方案进行在线展示，同时对充电站进行实时监视；离线处理模块的功能包括充电负荷预测、充电事件的记录与查询。

【技术特征摘要】
1.一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统，其特征在于，包括充电终端、数据中心、云平台服务器、在线监视系统和移动终端，充电终端内的充电桩相互通信形成充电站内网，所述充电终端、在线监视系统和移动终端分别通过数据中心与云平台服务器进行通信；所述云平台服务器包括数据接收模块、实时计算模块、Web展示模块和离线处理模块，其中数据接收模块接收电网侧和用户侧的数据；实时计算模块根据所接收的电网侧和用户侧数据，确定电网侧充电策略和用户侧充电方案；Web展示模块用于控制移动终端，并对充电方案进行在线展示，同时对充电站进行实时监视；离线处理模块的功能包括充电负荷预测、充电事件的记录与查询。2.一种立体式充电站云平台智能充放电控制方法，其特征在于，采用分层级多目标协调方法，分析电网级、站级充电终端、用户级的智能充电策略，包括以下步骤：步骤1，综合车辆电池到达时刻、电池起始荷电状态、车辆可调度性、用户预约情况建立电动汽车充电负荷模型；步骤2，确定电网级智能充电策略：以最优负荷水平为目标，综合配电网供电区域内待充电池预测数量及其电量、预测的接入规律、配电网基础负荷，得到最优整体充电方案；步骤3，确定站级充电服务单元智能充电策略：根据整体充电接入方案，均衡各充电站接入充电后的传输线路负载率；步骤4，确定用户级智能充电策略：针对峰谷时采用分时电价，采用用户激励和引导策略，以及预约和排队机制，使用户充电行为得到优化。3.如权利要求2所述的立体式充电站云平台智能充放电控制方法，其特征在于，步骤1所述车辆电池到达时刻为：有充电需求的电动汽车最后一次出行结束后泊车的时刻，所述车辆电池到达时刻服从正态分布；所述电池起始荷电状态，与车辆行驶距离相关，根据对电动汽车每日行驶里程的统计分析得到；所述车辆可调度性，根据用户意愿将用户采用的充电方式分为接入即充和托管可控充电两种。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文斌，刘屹东，哈进兵，陈岳贤，吕建国，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32