基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法技术

本发明专利技术属于电动汽车充电规划充电技术领域，具体涉及一种基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法。该方法将车、充电站、交通状况、电网融合起来，车辆提供实时位置、电池状态、发送充电需求、接收最优充电路线和充电站充电功率的信息；交通管理部门提供道路的拥堵情况、充电站排队情况；电力部门给出电动车当前负荷、电网总负荷、预测下一时刻负荷，构成三位一体的充电站建设，形成一种车

【技术实现步骤摘要】
基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法


[0001]本专利技术属于电动汽车充电规划
，具体涉及一种基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法。

技术介绍

[0002]随着污染问题的严重，世界各国都大力发展电动车技术。为了推进电动汽车的发展，国内实施新能源汽车推广应用补助政策，在全国范围内开展新能源汽车推广应用工作，中央财政对购买新能源汽车给予补助，实行普惠制，近些年，中国在电动汽车领域取得了较大突破。
[0003]然而目前的电动汽车的自主充电行为在时间、空间上存在巨大的不确定性，如果电动汽车的充电负荷与原始峰值重叠，这种充电行为将加大峰谷差；如果电动车在高峰期间的充电位置集中分布，会导致充电站周围车辆数多，道路拥堵，影响交通。针对这种情况，国内外学者都做出了研究。然而目前针对电动汽车充电的研究一般是将汽车、充电站、交通状况、电网割裂开来，难以达到信息共享，导致人们对路况、充电站以及电网用电情况不能同时了解，使一些充电站处于满载状态需要排队充电，既浪费排队时间，高峰时段充电又给该区域电网用电带来较大压力；而另一些充电站则无车充电，存在资源浪费的情况。

技术实现思路

[0004]针对目前针对电动汽车充电存在汽车、充电站、交通状况以及电网是相互分割，难以达到信息共享，造成排队时间增加、增加电网供电压力的缺陷和问题，本专利技术提供一种基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，该方法能够有效解决电动车充电难、充电站竞争增大、电动车随机充电对交通情况以及对电网负荷造成加大压力的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，通过服务器同时获取片区路网中电动汽车、充电站、电网和道路交通的信息数据并进行处理，得到充电优化融合模型用于优化电动汽车充电，具体为：服务器获取片区路网中的充电站总数q、每个充电站所能容纳的车辆数N
i
(i＝1，2，
……
，q)，以及每个充电站所能提供的最大功率P
si
，获取T时刻片区路网中各充电站的负载总和以及电网能够供给片区的充电功率，使片区所有充电站的负载总和不大于电网供给片区的充电功率；同时获取T时刻片区路网中有充电需求的电动车数量r、每辆电动汽车的额定充电功率为P
vi
，以及每辆电动汽车所需的充电时长t
i
((i＝1，2，
……
，r)，使电动汽车前往充电站充电同时满足以下两个条件：(1)去充电站充电的车数不超过充电站的车位数，(2)去充电站充电的功率不超过充电站的最大功率；同时获取路网中道路上的车辆的行驶速度V，计算车辆前往充电站途中的时间t
road
以及进站后等待充电的时间t
wait
，得到所需总时间t
s
；服务器进行处理融合得到充电优化融合模型：
[0006][0007][0008]式中：P
si
(T)为T时刻片区每个充电站所能提供的最大功率，可由电网根据高峰时段进行调节；P
max
(T)为T时刻电网供给片区的最大充电功率；系数α
ij
表示第i个车辆和第j个充电站的充电关联；P
vi
表示第i辆车的充电功率；P
sj
表示第j个充电站的充电最大限度功率；t
road
为车辆前往充电站途中的时间；t
wait
为车辆进站后等待充电的时间，t
s
表示所需总时间。
[0009]上述的基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，路网中道路上的车辆的实际行驶速度V受到当前时刻道路上其他车辆的影响，V＝V
0-K*N
e
，式中V表示道路拥堵后的实际车速，V0表示该道路的正常速度，K表示超过道路限度的车对车速的影响，N
e
表示超过道路容纳限度的车辆数；计算车辆前往充电站途中的时间t
road
采用k-shortest paths算法，找到距离电动车距离最近的x个充电站，再分别计算每个充电站的k条路径，获取每条路径的长度L
i
(i＝1，2，
……
，k)，计算得到车辆前往充电站途中的时间t
road
，
[0010][0011]上述的基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，计算车辆距离每个充电站的最短路径，最短路径采用A*算法进行计算。
[0012]上述的基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，进站后等待充电的时间t
wait
为排在等待队列的第i个用户需要等待在充电站中剩余时间正序排列后的第i个用户的时间长度。
[0013]上述的基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，分别给时间成本和道路成本增加权重，对一个单位道路上的超过车辆数量设置惩罚项将部分追求最短路径的解去除，计算得到车辆的时间成本和道路成本损失值
[0014][0015]式中：α表示时间成本的权重，β表示道路成本的权重，t
si
表示车辆从发出信息到到
达充电站的总时间；m表示当前路网中所有的路段数，表示超过道路容纳限度的车辆数的平方，值越大，对函数的影响越大。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术的充电优化方法将汽车、充电站、交通状况、电网融合起来，形成一种车-桩-路-网-源的数据融合模型，用户在一定时间间隔提交充电需求，服务器获取用户的地理位置信息、电池属性信息和SOC信息；同时获取充电站的当前车辆数、总容纳车辆位数、当前负荷功率以及最大负荷功率；经服务器计算每辆车的最优的充电站位置，以及最短路径导航，并分发至各系统，能够在高峰期合理分配车辆，避免等待时间较长影响效率，在时间成本和道路成本最小的情况下实现充电规划，解决了电网峰谷差过大的同时也解决了交通问题，可以避免集中充电造成交通拥堵，大大缩短车辆充电的调度时间。
附图说明
[0017]图1为电动汽车在路网中的演示图。
[0018]图2为本专利技术数据融合模型示意图。
[0019]图3为充电站内全满时站外车辆等待时间示意图。
[0020]图4为充电站点在路网中的分布情况。
[0021]图5为电充汽车在路网中的分布情况。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供一种车-桩-路-网-源的数据融合模型，能够实时的计算充电充电站负载与充电需求，在电网与路网中达到一个平衡点，并给用户发出路径信息。将汽车、充电站、交通状况、电网统一联网，达到信息共享的状态，车辆提供实时位置、电池状态、发送充电需求、接收最优充电路线和充电站充电功率的信息；交通管理部门提供道路的拥堵情况、充电站排队情况；电力部门给出电动车当前负荷、电网总负荷、预测下一时刻负荷，形成了三位一体的充电站建设；对电网而言降低了电动车无序充电的影响；对用户而言，减少了等待时间，增加了用户体验。对城市本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SOC信息与路网电网信息融合的充电优化方法，其特征在于：通过服务器同时获取片区路网中电动汽车、充电站、电网和道路交通的信息数据并进行处理，得到充电优化融合模型用于优化电动汽车充电，具体为：服务器获取片区路网中的充电站总数q、每个充电站所能容纳的车辆数N
i
(i＝1，2，
……
，q)，以及每个充电站所能提供的最大功率P
si
，获取T时刻片区路网中各充电站的负载总和以及电网能够供给片区的充电功率，使片区所有充电站的负载总和不大于电网供给片区的充电功率；同时获取T时刻片区路网中有充电需求的电动车数量r、每辆电动汽车的额定充电功率为P
vi
，以及每辆电动汽车所需的充电时长t
i
((i＝1，2，
……
，r)，使电动汽车前往充电站充电同时满足以下两个条件：(1)去充电站充电的车数不超过充电站的车位数，(2)去充电站充电的功率不超过充电站的最大功率；同时获取路网中道路上的车辆的行驶速度V，计算车辆前往充电站途中的时间t
road
以及进站后等待充电的时间t
wait
，得到所需总时间t
s
；服务器进行处理融合得到充电优化融合模型：；服务器进行处理融合得到充电优化融合模型：式中：P
si
(T)为T时刻片区每个充电站所能提供的最大功率，可由电网根据高峰时段进行调节；P
max
(T)为T时刻电网供给片区的最大充电功率；系数α
ij
表示第i个车辆和第j个场站的充电关联；P
vi
表示第i辆车的充电功率；P
sj
表示第j个场站的充电最大限度功率；t
road
为车辆前往充电站途中的时间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：马涛，高山，李烨星，赵新潮，刘喆，杨天阔，刘亚洲，张禹森，
申请(专利权)人：郑州天迈科技股份有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：