电动汽车充电负荷优化方法和装置制造方法及图纸

一种电动汽车充电负荷优化方法和装置，所述优化方法包括步骤：A、根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；B、确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标，得到电动汽车日充电负荷目标曲线。利用本发明专利技术的电动汽车充电负荷优化方法和装置，能够考虑到了充电站光伏利用最大化和尽量使用电网低谷时间段充电，因此减少充电负荷对电网的整体影响，实现整体最优。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车充电负荷优化方法和装置
本专利技术涉及新能源设备
，特别是涉及到电动汽车充电技术和光伏电力技术。
技术介绍
随着全球能源危机和环境污染的逐渐加重，新能源发电和电动汽车大规模应用越来越受到全社会的重视。在人口密集的大中型城市,具有零排放特性的纯电动汽车和插电式混合动力汽车的大规模应用是解决环境和大气污染的重要手段。纯电动汽车和插电式混合动力汽车电能补给模式主要有夜间充电、日间充电和应急补充性充电。夜间充电由于具有最长的停车时间，并可以利用电网低谷电充电，被广泛认为是最主要的充电模式，但同时日间充电也是电动汽车电能补给的重要方式。另一方面，近年来全球光伏发电系统的装机容量逐渐增长，而且几乎所有的光伏发电系统都接入区域配电网中。但光伏发电易受到天气、季节变化的影响，发电功率不稳定，大规模的光伏发电系统接入会对配电网产生过电压以及设备过载等问题。由于电动汽车日间充电的功率需求和光伏发电系统发电特性在时间尺度上有较大的重叠性，同时电动汽车日间平均充电时间小于停车的平均时间，有较大的调控空间。在以日间充电为主要目的电动汽车公用充电站建设相应的光伏发电系统，由光伏发电系统提供部分电源，主要的好处有：(1)提高电动汽车使用适应性和运行经济性，(2)提高区域配电网新能源发电的渗透率，(3)降低电动汽车负荷和新能源发电对配电网的影响。利用光伏发电系统为电动汽车充当电力来源，具有污染小、运行经济性好、电动汽车使用适应性高等特点，具有广阔的前景。但是另一方面，光伏发电系统具有易受到天气、季节变化的影响，发电功率不稳定的缺点，而电动汽车充电也存在需求波动性大等特点，因此，如何对利用光伏发电系统为电动汽车充电的方案进行调整、优化电动汽车充电负荷、提高光伏利用率、尽可能利用电网低谷时间段充电等是现有技术中经常遇到的难题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种适合于电动汽车日间充电负荷优化方法和装置，考虑电动汽车充电时长可以不连续的前提下，同时满足光伏利用率最大和最大限度利用电网低谷时间段的电动汽车充电负荷优化技术。为了实现此目的，本专利技术采取的技术方案为如下。一种电动汽车充电负荷优化方法，所述方法包括：A、根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；B、确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标，得到电动汽车日充电负荷目标曲线。在步骤A中确定各时间段的充电需求包括：A1、将日间充电时间按照等时间间隔划分为多个时间段；A2、根据确定各时间段的充电需求，其中，Nev,j表示第j时间段正在充电的电动汽车数量，Nev,i表示第i辆电动汽车每天对充电时间块的需求数量，为电动汽车平均日行驶里程，Pcharge为恒功率充电功率，W为电动汽车单位行程里程耗电量，Ts为时间段间隔，n和m分别为时间段数目和电动汽车数目，表示向上取整。另外，确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量为：其中Ppv,j为第j时间段光伏输出功率，Npv,j为第j时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数，Pcharge为恒功率充电功率，Ts为时间段间隔，表示向上取整。而步骤C中，当充电负荷总量大于光伏功率总量时，以各时间段从电网吸收功率所花费费用之和最低为优化目标，即：其中Ts为时间段间隔，Pcharge为恒功率充电功率，tj为第j时间段电网电价，βj为权重系数，uj为第j时间段从电网吸收的功率对应的时间块数量，n为时间段数目，相应地，约束条件为：优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等，第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间，第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比。或者步骤C中，当充电负荷总量小于光伏功率总量时，以各时间段光伏舍弃功率对应的时间块数量之和最少为目标，即：其中αj为权重系数，vj为第j时间段光伏舍弃功率对应的时间块数量，n为时间段数目，相应地，约束条件为：优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等，第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间，第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比。步骤C中当充电负荷总量等于光伏功率总量时，各时间段优化充电负荷即为该时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数。另外步骤C中，根据线性规划方法对目标函数进行优化求解。一种电动汽车充电负荷优化装置，所述装置包括充电需求确定单元、光伏输出功率分析单元和充电负荷目标优化单元，其中：充电需求确定单元用于根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；光伏输出功率分析单元用于确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；充电负荷目标优化单元用于以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标，得到电动汽车日充电负荷目标曲线。其中所述充电需求确定单元确定各时间段的充电需求包括：将日间充电时间按照等时间间隔划分为多个时间段，并根据确定各时间段的充电需求，其中，Nev,j表示第j时间段正在充电的电动汽车数量，Nev,i表示第i辆电动汽车每天对充电时间块的需求数量，为电动汽车平均日行驶里程，Pcharge为恒功率充电功率，W为电动汽车单位行程里程耗电量，Ts为时间段间隔，n和m分别为时间段数目和电动汽车数目，表示向上取整；并且光伏输出功率分析单元确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量包括：其中Ppv,j为第j时间段光伏输出功率，Npv,j为第j时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数。特别地，当充电负荷总量大于光伏功率总量时，充电负荷目标优化单元以各时间段从电网吸收功率所花费费用之和最低为优化目标，以优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等、第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间、第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比为约束条件，得到电动汽车日充电负荷目标曲线；当充电负荷总量小于光伏功率总量时，充电负荷目标优化单元以各时间段光伏舍弃功率对应的时间块数量之和最少为目标，以优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等、第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间、第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比为约束条件，得到电动汽车日充电负荷目标曲线；当充电负荷总量等于光伏功率总量时，充电负荷目标优化单元确定各时间段优化充电负荷为该时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数。通过本专利技术的电动汽车充电负荷优化方法和装置，将充电时长离散化引导电动汽车充电负荷曲线，因此具有更好的优化效果。另外，本专利技术的电动汽车充电负荷优化方法和装置考虑到了充电站光伏利用最大化和尽量使用电网低谷时间段充电，因此最大程度减少充电负荷对电网的整体影响。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中电动汽车充电负荷优化方法的流程示意图。图2是本专利技术具体实施方式中电动汽车充电负荷优化方法的结果示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细说明。以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。然而，应该理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车充电负荷优化方法，所述方法包括：A、根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；B、确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标，得到电动汽车日充电负荷目标曲线。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电负荷优化方法，所述方法包括：A、根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；B、确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标，得到电动汽车日充电负荷目标曲线；步骤A中确定各时间段的充电需求包括：A1、将日间充电时间按照等时间间隔划分为多个时间段；A2、根据确定各时间段的充电需求，其中，Nev,j表示第j时间段正在充电的电动汽车数量，Nev,i表示第i辆电动汽车每天对充电时间块的需求数量，为电动汽车平均日行驶里程，Pcharge为恒功率充电功率，W为电动汽车单位行程里程耗电量，Ts为时间段间隔，n和m分别为时间段数目和电动汽车数目，表示向上取整；确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量为：其中Ppv,j为第j时间段光伏输出功率，Npv,j为第j时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数，Pcharge为恒功率充电功率，Ts为时间段间隔，表示向上取整；所述步骤C中，当充电负荷总量大于光伏功率总量时，以各时间段从电网吸收功率所花费费用之和最低为优化目标，即：其中Ts为时间段间隔，Pcharge为恒功率充电功率，tj为第j时间段电网电价，βj为权重系数，uj为第j时间段从电网吸收的功率对应的时间块数量，n为时间段数目，相应地，约束条件为：优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等，第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间，第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比；当充电负荷总量小于光伏功率总量时，以各时间段光伏舍弃功率对应的时间块数量之和最少为目标，即：其中αj为权重系数，vj为第j时间段光伏舍弃功率对应的时间块数量，n为时间段数目，相应地，约束条件为：优化充电负荷总量与原充电负荷总量相等，第j时间段优化充电负荷值范围为0至电动汽车总数之间，第j时间段充电负荷值与j-1时间段充电负荷值间的差值与j时间段充电负荷值的比值小于一定百分比；当充电负荷总量等于光伏功率总量时，各时间段优化充电负荷即为该时间段光伏输出功率对应的电动汽车充电车辆数。2.根据权利要求1中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维戈，张彩萍，葛文捷，严乙桉，张帝，杨玉青，庞松岭，姜雪娇，倪达，童清雄，
申请(专利权)人：北京交通大学，海南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11