电动汽车在线充电方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车在线充电方法，包括以下步骤；充电服务提供商获取分时电价信息以及电动汽车充电历史统计数据；根据获取的数据求解最小化充电总成本问题；获取即将充电的电动汽车的到达、离开时刻以及充电需求信息；根据获取的电动汽车信息，充电服务提供商对每一时隙内充电的电动汽车进行功率分配。本发明专利技术的电动汽车在线充电方案考虑实时电价并动态分配电动汽车充电功率，基于电动汽车离线充电方法的解结构，利用电动汽车充电历史统计数据，使得充电总成本最小。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车在线充电方法
本专利技术涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车在线充电方法。
技术介绍
最近一段时间，充电式电动汽车和混合电动汽车的低碳排放以及高能量效率的特点引起了广泛关注。在可预见的未来，将会大规模部署电动汽车，在2015年预计有一百万辆电动汽车上路。然而，尽管电动汽车有很大的发展潜力，如何在日常生活中为电动汽车充电依然是目前一大挑战，如果大量电动汽车同时充电，会影响当地配电网的稳定性。为了维持配电网的稳定性同时最小化充电总成本，一套电动汽车智能充电方案是必须的。在私人/公共充电站处对电动汽车进行智能充电的问题引起了一些研究者的关注。其中就充电服务提供商是否提前获取电动汽车的准确信息可以分为两类(1)充电服务提供商在充电方案开始前已经获取电动汽车准确信息(到达、离开时刻以及充电需求等)。由于离线方案中电动汽车运动的不确定性，其准确信息一般难以获得；(2)充电服务提供商在充电方案开始前未获取电动汽车准确信息，提出的在线调度方案。由于在线方案中缺失电动汽车准确信息，因此在线方案需要分析电动汽车历史数据信息并确定优化问题解的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动汽车在线充电方法，该方法通过最优充电服务提供商的购电以及电动汽车的充电功率分配，降低充电总成本，即最小化购电成本和惩罚成本。本专利技术为达上述目的，提供了一种电动汽车在线充电方法，包括以下步骤：提供一种电动汽车在线充电方法，包括以下步骤；充电服务提供商获取分时电价信息以及电动汽车充电历史统计数据；根据获取的数据求解最小化充电总成本问题，求解过程中，购电优化问题表示成以下形式：使服从：∑tΔTpU(t)≤∑iBi充电服务提供商通过电动车充电历史统计数据获得购电总量E[∑iBi]，用E[∑iBi]来估计∑iBi；其中Bi为电动汽车i在逻辑充电端口i处的充电需求；pU(t)为单位时隙内所有充电端口所需电量；cpen为充电服务提供商设定的惩罚常数，c(t)为分时电价信息，M为充电端口总数，pMAX为充电端口能提供最大功率、表示购电最大功率t为电动汽车停留充电的时间，t∈{1,2,…T}，将电动汽车停留充电的时间划分为t个等长时隙ΔT；获取即将充电的电动汽车的到达、离开时刻以及充电需求信息，根据获取的上述电动汽车信息，充电服务提供商对每一时隙内充电的电动汽车进行功率分配，功率分配问题表示成以下形式：maximize∑iλi(t)pi(t)使服从：pi(t)＝0,当t<ai或其中，λi(t)≥0，λi(t)定义为t时隙内逻辑充电端口i充电功率的单位价值，pi(t)为每个时隙内单个充电端口的充电功率，Qi(t)定义为电动汽车i在t时隙开始时刻剩余的充电需求，表达式如下：用表示k时隙内第i个电动汽车分配功率的最优解；在t时隙内没有电动汽车连入的逻辑充电端口，令Qi(t)＝0；为了不失一般性，定义：。接上述技术方案，将电动汽车停留充电的时间划分为多个等长时隙，在每个时隙内充电端口动态分配每辆电动汽车的充电功率。接上述技术方案，每个时隙内单个充电端口充电功率应当满足pi(t)∈[0,pMAX]，本专利技术产生的有益效果是：本专利技术的电动汽车在线充电方法考虑实时电价并动态分配电动汽车充电功率，本专利技术基于电动汽车离线充电方法的解结构，利用电动汽车充电历史统计数据，使得充电总成本最小。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例电动汽车在线充电的结构示意图；图2是本专利技术实施例电动汽车在线充电方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术中涉及到电动汽车、充电端口、充电服务提供商以及当地公共事业单位。充电服务商通过当地公共事业单位购买电量，充电服务商通过充电端口为电动车充电。本专利技术的电动汽车在线充电方法的主要步骤如图2所示。具体地，多辆电动汽车j∈{1,2,3,…N}在公共充电站点多个充电端口i∈{1,2,3,…M}处进行充电，一辆电动汽车对应一个充电端口，每个充电端口都有最大充电功率pMAX，然而通常认为充电端口提供的充电功率较低，因此电动汽车需要在充电站点停留较长的时间以充满电。可将电动汽车停留充电的时间t∈{1,2,…T}划分为t个等长时隙ΔT，在每个时隙内充电端口动态分配每辆电动汽车的充电功率pi(t)。充电服务提供商采用分时计价方式从当地公共事业单位购电，在充电方案执行之前充电服务提供商已经获取一整天的分时电价信息c(t)。在每一个充电时隙的开始，充电服务提供商需要决定为满足该时隙内所有充电端口充电需要从当地公共事业单位购买的电量p(t)U(t)＝∑ipi(t)。每个时隙内单个充电端口充电功率应当满足pi(t)∈[0,pMAX]，另外，每个时隙内的购电总量应当符合当地电网传输政策，同时不应超出当地便变压器以及传输线路的容量，即假设每辆电动汽车在aj时隙的开始时刻到达，而在dj时隙的结束时刻离开(其中，1≤aj≤dj≤T+1)，则总充电时间为ΔT(dj-aj)。定义hj表示电动汽车j电量充满需要的电量。为了保障公平，可以通过电动汽车容量和其初始电量计算出其充电需求Bj＝min{hj,ΔTγ(dj-aj)，其中γ为充电服务提供商设定的电费常数。如果电动汽车j在充电结束后电量没有达到预先的充电需求，即已充的电qj<Bj，则对充电服务提供商进行惩罚(主要指金钱惩罚，对充电服务商未能提供预定服务的惩罚)，定义惩罚函数为Wj(qj)＝max{cpen(Bj-qj),0}，其中cpen为充电服务提供商设定的惩罚常数(单位为美分/千瓦时)。考虑电动汽车离线充电方案，将不同时段服务不同电动汽车的同一个充电端口看作不同的逻辑充电端口，即同一个充电端口可以在不同时段服务不同电动汽车，被看作不同的逻辑充电端口，则可重新定义i∈{1,2,3,…N}，即电动汽车i在逻辑充电端口i处进行充电。最小化充电总成本问题可以表示成以下形式：minimize∑imax{cPenBi-cPen∑tΔTpi(t),0}+∑ic(t)∑iΔTpi(t)使服从：pi(t)＝0,当t<ai或为了求解上述问题，定义其中当qi≤Bi。充电总成本在满足条件qi>Bi时并不会减少，因此当充电总成本取到最小值时，相应的qi的最优解表示为且因此，将优化问题重新整理为如下形式：minimize∑ic(t)∑iΔTpi(t)-∑icPen∑tΔTpi(t)使服从：pi(t)＝0,当t<ai或显而易见，由于∑icPenBi是常数，则该问题与原问题最优解一致。由于电动汽车运动的不确定性，该问题应该使用在线的方式求解。特别的，当电动汽车到达逻辑充电端口i时，充电服务提供商获得该电动汽车的到达时隙ai、离开时隙di以及充电需求hi；在充电方案开始执行的时刻，充电服务提供商仅仅知道每个时隙内的c(t)、对应的pMAX、以及电动汽车的历史统计数据。在离线情况下，如果充电服务提供商在充电方案执行前已经准确获得电动汽车的所有信息即ai、di和hi，优化目标可以重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车在线充电方法，其特征在于，包括以下步骤；充电服务提供商获取分时电价信息以及电动汽车充电历史统计数据；根据获取的数据求解最小化充电总成本问题，求解过程中，购电优化问题表示成以下形式：

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车在线充电方法，其特征在于，包括以下步骤；充电服务提供商获取分时电价信息以及电动汽车充电历史统计数据；根据获取的数据求解最小化充电总成本问题，求解过程中，购电优化问题表示成以下形式：使服从：∑tΔTpU(t)≤∑iBi充电服务提供商通过电动车充电历史统计数据获得购电总量E[∑iBi]，用E[∑iBi]来估计∑iBi；其中Bi为电动汽车i在逻辑充电端口i处的充电需求；pU(t)为单位时隙内所有充电端口所需电量；cpen为充电服务提供商设定的惩罚常数，c(t)为分时电价信息，M为充电端口总数，pMAX为充电端口能提供最大功率、表示购电最大功率t为电动汽车停留充电的时间，t∈{1,2,…T}，将电动汽车停留充电的时间划分为t个等长时隙ΔT；获取即将充电的电动汽车的到达、离开时刻以及充电需求信息；根据获取的电动汽车信息，充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：章磊，陈玉龙，
申请(专利权)人：湖北理工学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42