基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统及方法；包括小区柔性负荷充电管理系统，分别与应用服务器、数据库服务器、前置服务器和注册服务器连接，前置服务器与若干移动终端连接，注册服务器通过大并发负载均衡服务器与若干个充电桩和若干个储能柜连接；小区柔性负荷充电管理系统用于小区用电低谷时，推送实时电价到移动终端，提醒用户购买，从小区电网中获取电量存储到储能柜中，在用电高峰时，提醒用户是否优先使用储能柜中存储的低价电能来为电动汽车充电。本发明专利技术从电动汽车充电需求侧和电网供给侧两个方面，双向互动，实现柔性动态负荷调节，降低了用电成本也保障了电网的负荷稳定运行，具有良好的社会效益。

【技术实现步骤摘要】
基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统及方法
本专利技术涉及电动汽车充电领域，尤其涉及基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统及方法。
技术介绍
随着电动汽车的日渐普及，大量的家庭用电动汽车出现在道路上，这类电动汽车充电具有典型的时间特征，即充电时间集中在下班时间且位置分散于各个生活小区中。一般电动汽车家用充电桩往往和电网直连，参与小区内电网监控调度系统的电网集中调度，这种情况下，优先保障电网运行安全稳定，在大中型商业、公共设施以及居民负荷比重较高的小区，往往采用尖峰电价、可中断负荷等机制以实现削峰填谷。这对电动汽车形成群体规模效应后，集中补充电量就产生了阻碍作用。而且实际中为了平衡电网负荷，往往采用峰时电价等策略，这也为电动汽车业主充电产生了更大的开销。因此，当电动汽车形成规模化群体后，如何平衡充电与电网负荷的关系成为目前急需解决的技术问题。中国专利技术专利(申请号：2014105436267，专利名称：一种需求侧负荷柔性控制方法)，该专利虽然也提出了需求侧柔性负荷的控制方法，但是并未针对电动汽车充电负荷进行分析，电动汽车按照私家车、出租车、公交车划分，其中公交车、公务车由于都是政府企业的组织行为，具备充电位置相对固定，时间也往往选择在交休班时间，比较固定集中，此时选择申请号：2014105436267专利的柔性负荷控制方法是合适的，但是，私家车、出租车具备典型的离散特征，即充电时间不固定，充电位置不固定，显然仅仅按地区划分，对供电地区所有负荷进行分级分析，此时这个负荷统计就比较困难，并不能完全的体现柔性负荷的作用。中国专利技术专利(申请号：201610260754X，专利名称：基于柔性负荷的需求侧负荷调控方法及系统)，该专利虽然提出了柔性负荷的需求侧负荷调控方法，但是该专利针对的是电力供给全部来自于电网，按照用户类型优先级等条件进行用户的用电设备调控，并不涉及到例如电动汽车充电桩这一具有多电能来源条件下的负荷调度方式，尤其是该专利提供的方法仅仅是站在电网的角度，保障电网的运行，并没有站在需求侧及电动汽车业主的角度去考虑如何做到充电成本最优。上述专利技术都是站在供给侧电网的角度去分析如何保证电网的负荷运行平稳，并不涉及针对电动汽车充电桩这一具有“源电合一”特征的电动汽车充电负荷的调控，尤其不涉及如何利用“源电合一”的特点实现从需求侧实现电网柔性负荷调度的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统及方法，通过在小区内建设对应储能装置，建立集储、放能为一体的小区内电动汽车智能充电系统，在谷时，电价通常比较便宜，购买电能储备起来，在小区用电高峰期时优先使用储备的电能进行充电，达到降低小区电动汽车集中充电电价成本过高的功能，多余的储备电能可以作为电能来源提供方，回补电网，参与电网调度，也能达到平抑电网负荷，调节电网负荷的能力。分别从电动汽车充电需求侧和电网供给侧两个方面，双向互动，实现柔性动态负荷调节，降低了用电成本也保障了电网的负荷稳定运行，具有良好的社会效益。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，包括：小区柔性负荷充电管理系统，分别与应用服务器、数据库服务器、前置服务器和注册服务器连接，所述前置服务器与若干移动终端连接，所述注册服务器通过大并发负载均衡服务器与若干个充电桩和若干个储能柜连接；小区柔性负荷充电管理系统用于小区用电低谷时，推送实时电价到移动终端，提醒用户购买，从小区电网中获取电量存储到储能柜中，在用电高峰时，提醒用户是否优先使用储能柜中存储的低价电能来为电动汽车充电；所述储能柜，用于储存从小区电网中购买的电量，接受小区柔性负荷充电管理系统的调度，根据调度把电量回补到小区电网；所述充电桩，小区内建设的电动汽车离散充电桩，单桩单冲，建设在小区私家车位或公共停车区。所述移动终端用于远程购电、实时电价显示，储能柜剩余电量信息。所述小区柔性负荷充电管理系统，包括：充电桩/储能柜注册模块，所述充电桩/储能柜注册模块分别与购电模块、调度模块、用电管理模块、储能调度管理模块、充电桩和储能柜连接；所述购电模块，负责从电网购电；所述调度模块，用来和小区电网调度计划对接，负责对小区柔性负荷充电管理系统管辖的储能柜的电能实现并网调度；所述用电管理模块，负责离散充电桩实际的充电业务，所述充电业务包括充电桩的实际充电量，和充电桩的消费情况；所述储能调度管理模块，负责小区柔性负荷充电管理系统所管辖的储能柜的电能变化；所述充电桩/储能柜注册模块，负责配置管理小区内所辖的离散充电桩/储能柜，包括对充电桩/储能柜的在线的新增、下线操作。所述应用服务器，是一套运行于小区内网的云主机系统，包括至少由多台实体服务器构成的虚拟主机系统，作为小区柔性负荷充电管理系统的运行环境；所述数据库服务器，包括由至少两台关系数据库服务器构成的数据库集群，所述关系数据库服务器用于记录小区内储能柜、充电桩的台账信息和小区内电动汽车用户信息；所述大并发负载均衡服务器，用来接受注册服务器下发的命令，调节储能柜和充电桩之间的负载；所述前置服务器，用于连接小区内网和公共互联网；所述注册服务器，是用来管理小区内所有的离散充电桩、储能柜，建立和小区内所有充电桩、储能柜的通信，实现对充电桩和储能柜的动态管理，所述动态管理包括新增、失效、移除；同时接受小区柔性负荷充电管理系统的指令，实现对充电桩电力调度及回补电网操作。所述应用服务器和数据库服务器构成小区内使用的柔性负荷充电管理系统后台运行端，是小区柔性负荷充电管理系统的业务处理单元。基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电方法，包括以下步骤：步骤(1)：建立小区内电动汽车需求侧模型；步骤(2)：对步骤(1)建立的小区内电动汽车需求侧模型进行模型训练，得出未来某个时刻的预估电动汽车数量和预估小区电动汽车需要用到的充电总电量；分别进入步骤(3)和步骤(4)；步骤(3)：利用步骤(2)得到的预估小区电动汽车需要用到的充电总电量，计算出小区内需要建设的储能柜数量，建设小区内电动汽车充电用储能柜；进入步骤(5)；步骤(4)：利用步骤(2)得到的预估电动汽车数量，计算出小区内需要建设的充电桩数量，按照充电桩数量建设小区内的充电桩；进入步骤(5)；步骤(5)：储能柜和充电桩作为源电合一的设备，通过小区柔性负荷充电管理系统与小区电网相连，构建双向主动响应的柔性负荷机制，既能通过正常的买电，使用和储备来自小区电网的电能，也能在满足自身充电需求的情况下，把多余电能贡献出来，参与小区电网的调度。进一步的，所述步骤(1)的小区内电动汽车需求侧模型如下：式中为t时的非累计电动汽车数量；N(t)为t时的累计电动汽车数量；m是小区潜在可容纳电动汽车数量最大潜力；p为外部影响系数或创新系数、q为内部影响系数或模仿系数。进一步的，步骤(2)按照“单桩单冲”的小区离散充电桩建设模式，小区内最大充电能力满足公式：其中S是预估小区电动汽车需要用到的充电总电量，n为某时段小区内电动汽车数量，C为一小时充电所用电量，t为充电时间，不影响结果的情况下，为方便计算，t取9小时，C*t为一辆车充满电需要用到的电量，累积相加得到小区在某时段n辆车充满电需要用到本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，包括：小区柔性负荷充电管理系统，分别与应用服务器、数据库服务器、前置服务器和注册服务器连接，所述前置服务器与若干移动终端连接，所述注册服务器通过大并发负载均衡服务器与若干个充电桩和若干个储能柜连接；小区柔性负荷充电管理系统用于小区用电低谷时，推送实时电价到移动终端，提醒用户购买，从小区电网中获取电量存储到储能柜中，在用电高峰时，提醒用户是否优先使用储能柜中存储的低价电能来为电动汽车充电。

【技术特征摘要】
1.基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，包括：小区柔性负荷充电管理系统，分别与应用服务器、数据库服务器、前置服务器和注册服务器连接，所述前置服务器与若干移动终端连接，所述注册服务器通过大并发负载均衡服务器与若干个充电桩和若干个储能柜连接；小区柔性负荷充电管理系统用于小区用电低谷时，推送实时电价到移动终端，提醒用户购买，从小区电网中获取电量存储到储能柜中，在用电高峰时，提醒用户是否优先使用储能柜中存储的低价电能来为电动汽车充电。2.如权利要求1所述的基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，所述储能柜，用于储存从小区电网中购买的电量，接受小区柔性负荷充电管理系统的调度，根据调度把电量回补到小区电网；所述充电桩，小区内建设的电动汽车离散充电桩，单桩单冲，建设在小区私家车位或公共停车区。3.如权利要求1所述的基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，所述移动终端用于远程购电、实时电价显示，储能柜剩余电量信息。4.如权利要求1所述的基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，所述小区柔性负荷充电管理系统，包括：充电桩/储能柜注册模块，所述充电桩/储能柜注册模块分别与购电模块、调度模块、用电管理模块、储能调度管理模块、充电桩和储能柜连接。5.如权利要求4所述的基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，所述购电模块，负责从电网购电；所述调度模块，用来和小区电网调度计划对接，负责对小区柔性负荷充电管理系统管辖的储能柜的电能实现并网调度；所述用电管理模块，负责离散充电桩实际的充电业务，所述充电业务包括充电桩的实际充电量，和充电桩的消费情况；所述储能调度管理模块，负责小区柔性负荷充电管理系统所管辖的储能柜的电能变化；所述充电桩/储能柜注册模块，负责配置管理小区内所辖的离散充电桩/储能柜，包括对充电桩/储能柜的在线的新增、下线操作。6.如权利要求1所述的基于需求侧柔性负荷的小区内电动汽车充电系统，其特征是，所述应用服务器，是一套运行于小区内网的云主机系统，包括至少由多台实体服务器构成的虚拟主机系统，作为小区柔性负荷充电管理系统的运行环境；所述数据库服务器，包括由至少两台关系数据库服务器构成的数据库集群，所述关系数据库服务器用于记录小区内储能柜、充电桩的台账信息和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岗，蒋斌，刘继东，李云亭，李红梅，慕世友，李超英，张健，傅孟潮，张华栋，李勇，李建祥，袁弘，刘海波，车长明，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，山东鲁能智能技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37