电动车分散充电控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种配电变压器下的电动车分散充电控制系统，包括：多个电动车，每一电动车都具有一智能充电单元，该智能充电单元内配置有本车充电方案；上层控制中心，与该配电变压器和多个电动车通信连接，其中，该上层控制中心将对偶乘子下发给每一电动车的智能充电单元；其中，该每一电动车的智能充电单元根据本车信息以及该对偶乘子优化该本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给该上层控制中心；其中，该上层控制中心根据该经优化的本车充电方案动态更新该对偶乘子。此外，本发明专利技术还相应地提供了一种配电变压器下的电动车分散充电控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动车的充电控制，尤其涉及一种电动车分散充电控制系统和方法。
技术介绍
随着气候变化、能源危机以及环境污染等世界性问题的日益严重，电动汽车以其独特的优势逐渐为人们所重视。然而，随着电动汽车保有量的增加，电动汽车充电对电力系统的影响将会显现。电动汽车的充电负荷相比较于传统的家用电器具有负荷大、持续时间长的特点，而且其充电行为在时间和空间上都具有一定的随机性，大量电动汽车的不加以协调或者控制的充电将会对电力系统的安全性、稳定性以经济性造成不利。目前广泛采用的电动汽车充电控制策略分为三种，传统的电动汽车集中充电控制策略、基于群体智能算法(如蚁群算法、粒子群算法等)的分散充电控制策略以及基于电价引导的充电控制策略。第一种方案，即传统的电动汽车集中充电控制策略是最为常见的。集中充电控制策略，即以集中优化模型为基础，通过上层电动汽车管理集控中心接收下层电动汽车上传的充电需求信息，随后建立目标函数以及约束条件，进行充电方案的求解。最终将求解之后的充电方案下发到每一台电动汽车，由电动汽车按照该充电方案进行充电。第二种方案，基于群体智能算法的分散充电控制策略。群体智能算法是近年来比较热门的一个话题。所谓的群体智能，是指自然界中群居生物的协作性的智能行为。群体智能算法具有控制分布式、可扩充性好、规则简单以及自组织能力强等优点。利用群体智能算法来对电动汽车充电行为进行控制，正是利用了群体智能算法的这些优点。当前，群智能研究主要包括的算法就是蚁群算法和粒子群算法。第三种方案，即基于电价引导的充电控制策略。电动汽车充电作为一种弹性负荷，其充电负荷和电价机制有着密切的关系。针对电动汽车的充电特性进行研究，从而制定适当的电动汽车充电电价机制也是目前已经出现的一种分散控制方案。对以上提到的三种技术一一进行分析：方案一，即传统的电动汽车集中充电控制策略。该方案虽然模型简单，能够保证全局最优性，但随着电动汽车保有量的不断上升，该方案所需要解决问题的维度也会增长，求解速度和求解效率均会下降，甚至会出现“维数灾”的问题。另外，集中优化需要电动汽车上传用户信息，这对网络的承载能力和带宽都提出了很高的要求，而且还会涉及到用户信息的泄露和隐私保护问题。方案二，即基于群体智能算法的分散充电控制策略。群体智能算法数学理论基础相对薄弱，最明显的表现就是算法中设置的各类参数并没有非常明确的理论依据，所以在电动汽车充电优化中进行应用时，常常出现不收敛或者是陷入局部最优的情况，所以该种方案还有待深入研究。方案三，即基于电价引导的充电控制策略。这种策略首先要根据电动汽车的充电负荷模型和特性，建立一种合适的电价机制，这样的做法成本较高，难度较大，其次，这种方案的成功与否，高度依赖于上层的集控中心对电动汽车用户对电价响应的预测，所以在实际操作中，有一定的缺陷。
技术实现思路
本专利技术旨在降低电动汽车大规模充电对电网的冲击与影响，并且利用分散优化的方法实现了电动汽车充电方案的本地计算，大大降低了系统的通信压力和计算压力，提高了管理控制效率。根据本专利技术的一个方面，提供了一种配电变压器下的电动车分散充电控制系统，包括：多个电动车，每一电动车都具有一智能充电单元，该智能充电单元内配置有本车充电方案；上层控制中心，与该配电变压器和多个电动车通信连接，其中，该上层控制中心将对偶乘子下发给每一电动车的智能充电单元；其中，该每一电动车的智能充电单元根据本车信息以及该对偶乘子优化该本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给该上层控制中心；其中，该上层控制中心根据该经优化的本车充电方案动态更新该对偶乘子。较佳地，在上述的电动车分散充电控制系统中，该本车充电方案包括车主在该智能充电单元上设定的充电需求。较佳地，在上述的电动车分散充电控制系统中，该每一个电动车的优化本车充电方案的计算是并行的。较佳地，在上述的电动车分散充电控制系统中，该上层控制中心在接收到所有电动车的本车充电方案后动态更新该对偶乘子。较佳地，在上述的电动车分散充电控制系统中，该电动车分散充电控制系统重复执行该的下发、优化、反馈和更新的步骤，以使该配电变压器下的电力负荷峰谷差最小化。根据本专利技术的另一方面，提供了一种配电变压器下的电动车分散充电控制方法，包括：上层控制中心将对偶乘子下发给多个电动车中的每一电动车的智能充电单元；每一电动车的智能充电单元根据本车信息以及该对偶乘子优化该智能充电单元内配置的本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给该上层控制中心；该上层控制中心根据该经优化的本车充电方案动态更新该对偶乘子。较佳地，在上述的电动车分散充电控制方法中，该本车充电方案包括车主在该智能充电单元上设定的充电需求。较佳地，在上述的电动车分散充电控制方法中，该每一个电动车的优化本车充电方案的计算是并行的。较佳地，在上述的电动车分散充电控制方法中，该上层控制中心在接收到所有电动车的本车充电方案后动态更新该对偶乘子。较佳地，在上述的电动车分散充电控制方法中，该电动车分散充电控制系统重复执行该的下发、优化、反馈和更新的步骤，以使该配电变压器下的电力负荷峰谷差最小化。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性 的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。附图说明包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：图1示出了根据本专利技术的电动车分散充电控制系统的一个实施例的结构示意图。图2示出了根据本专利技术的电动车分散充电控制方法的一个实施例的流程图。图3示出了根据本专利技术的电动车分散充电控制系统的网络结构示意图。具体实施方式现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。首先参考图1，该图示出了根据本专利技术的电动车分散充电控制系统的一个实施例的结构示意图。如图所示，配电变压器下的电动车分散充电控制系统100主要包括：多个电动车101、智能充电单元102、上层控制中心103和配电变压器104。多个电动车101中的每一个都具有一智能充电单元102。该智能充电单元102内配置有本车充电方案。例如，该本车充电方案至少包括车主在该智能充电单元102上设定的充电需求。上层控制中心103与该配电变压器104和多个电动车101通信连接。其中，该上层控制中心103将对偶乘子下发给每一电动车101的智能充电单元102。该每一电动车101的智能充电单元102根据本车信息以及该对偶乘子优化该本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给该上层控制中心103。较佳地，在该每一个电动车的优化本车充电方案的计算是并行的。上层控制中心103根据该经优化的本车充电方案动态更新该对偶乘子。较佳地，该上层控制中心103在接收到所有电动车101的本车充电方案后动态更新该对 偶乘子。在此之后，本专利技术的电动车分散充电控制系统100还可以重复执行上述的下发、优化、反馈和更新的步骤，以使该配电变压器104下的电力负荷峰谷差最小化。现在转到图2，该图示出了根据本专利技术的电动车分散充电控制方法的一个实施例的流程图。本专利技术的配电变压器下的电动车分散充电控制方法200主要包括：步骤201：上层控制中心将对偶乘子下发给多个电动车中的每一电动车的智能充电单元；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电变压器下的电动车分散充电控制系统，其特征在于，包括：多个电动车，每一电动车都具有一智能充电单元，所述智能充电单元内配置有本车充电方案；上层控制中心，与所述配电变压器和多个电动车通信连接，其中，所述上层控制中心将对偶乘子下发给每一电动车的智能充电单元；其中，所述每一电动车的智能充电单元根据本车信息以及所述对偶乘子优化所述本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给所述上层控制中心；其中，所述上层控制中心根据所述经优化的本车充电方案动态更新所述对偶乘子。

【技术特征摘要】
1.一种配电变压器下的电动车分散充电控制系统，其特征在于，包括：多个电动车，每一电动车都具有一智能充电单元，所述智能充电单元内配置有本车充电方案；上层控制中心，与所述配电变压器和多个电动车通信连接，其中，所述上层控制中心将对偶乘子下发给每一电动车的智能充电单元；其中，所述每一电动车的智能充电单元根据本车信息以及所述对偶乘子优化所述本车充电方案，并将经优化的本车充电方案反馈给所述上层控制中心；其中，所述上层控制中心根据所述经优化的本车充电方案动态更新所述对偶乘子。2.如权利要求1所述的电动车分散充电控制系统，其特征在于，所述本车充电方案包括车主在所述智能充电单元上设定的充电需求。3.如权利要求1所述的电动车分散充电控制系统，其特征在于，所述每一个电动车的优化本车充电方案的计算是并行的。4.如权利要求3所述的电动车分散充电控制系统，其特征在于，所述上层控制中心在接收到所有电动车的本车充电方案后动态更新所述对偶乘子。5.如权利要求1所述的电动车分散充电控制系统，其特征在于，所述电动车分散充电控制系统重复执行所述的下发、优化、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧杰，赵小波，严正，许少伦，
申请(专利权)人：通用电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH