一种电动汽车集成充电智能趋优方法及其系统技术方案

一种电动汽车集成充电智能趋优方法及其系统。该方法首先针对每一个时间间隔t，采集每一个时间间隔内连接到充电桩的电动汽车信息；然后，建立电动汽车能量需求的数学模型并对电动汽车进行群体分类，分为刚性充电群体(群体1)、柔性充电群体(群体2)和放电群体(群体3)；根据电动汽车的剩余停留时间和电池SOC状态，计算电动汽车的充电/放电优先级，并根据优先级对电动汽车的充电电量进行分配；之后结合停车场的实时充放电情况，对停车场中需要进行充电的电动汽车充电电量进行调整；最后，更新电动汽车的充电数据并根据判定条件选择结束本方法或优化下一个时间间隔t的充放电分配；本发明专利技术还公开了基于该方法的集成充电智能趋优系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车集成充电智能趋优方法及其系统


[0001]本专利技术涉及一种电动汽车集成充电智能趋优方法及其系统，属于电动汽车充电站能量管理领域。

技术介绍

[0002]全球变暖带来了许多环境问题，人们对于环境保护问题的关注越来越多，如何减少温室气体的排放是现在的研究重点。运输工具的温室气体排放量约占全球总排放量的23％，因此使用低排放或零排放的电动汽车代替燃油车是减少温室气体排放的关键。尽管目前电动汽车的普及率很低，但随着政府的政策鼓励，预计未来几年电动汽车的渗透率将迅速增长。高渗透率的电动汽车的不协调充电会给配电网的安全、稳定运行带来不同程度的影响，如电力损耗、电压偏差和台变越限等。因此如何在不影响配电网基础设施的前提下，提高电动汽车渗透率是目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种电动汽车集成充电智能趋优方法及其系统。本专利技术采用如下的技术方案：
[0004]一种电动汽车集成充电智能趋优方法包括以下步骤：
[0005]步骤1：针对每一个时间间隔t，采集每一个时间间隔内连接到充电桩的电动汽车信息；
[0006]步骤2：建立电动汽车能量需求的数学模型；
[0007]步骤3：对电动汽车进行群体分类；
[0008]步骤4：分别计算各个群体内每个电动汽车的充放电优先级数值，并根据优先级对电动汽车的充电电量进行分配；
[0009]步骤5：结合停车场的实时充放电情况，对停车场中需要进行充电的电动汽车充电电量进行调整；
[0010]步骤6：根据步骤5的充放电分配情况，更新电动汽车的充电数据，以判定电动汽车的充电量是否满足电动汽车群体的充电需求；确定当前时间间隔t是否为结束时间，如果是，则结束本方法；否则，返回步骤1，根据更新的电动汽车信息，优化下一个时间间隔t的充放电分配。
[0011]在步骤1中，所采集的信息包括停车场充电桩连接的电动汽车总数第i辆电动汽车到达停车场的时间t
i,s
，第i辆电动汽车到达停车场时的SOC状态S
i,ini
，第i辆电动汽车离开停车场的时间t
i,e
，第i辆电动汽车在离开停车长时期望达到的SOC状态S
i,expect
，第i辆电动汽车电池的在t时间间隔内的充电功率上限以及第i辆电动汽车电池在t时间间隔内的放电功率上限
[0012]在步骤2中，数学模型包括以下内容：
[0013]所连充电桩变压器的越限约束满足以下关系式：
[0014][0015]其中，L
load,t
表示在t时间间隔内所连充电桩变压器的常规负荷，表示第i辆电动汽车在t时间间隔内的实际充电功率，表示第i辆电动汽车在t时间间隔内的实际放电功率，T
nor
表示所连充电桩变压器的额定功率。
[0016]每辆电动汽车电池在t时间间隔内的SOC约束满足以下关系式：
[0017][0018]其中，S
i,min
表示第i辆电动汽车电池的SOC最小下限，S
i,t
表示第i辆电动汽车电池在t时间间隔内的SOC值，S
i,max
表示第i辆电动汽车电池的SOC最大上限；T表示总时间。
[0019]群体分类的方法为：
[0020]在时间间隔t中，第i辆电动汽车的剩余充电时间为
[0021][0022]其中，t
i,e
表示第i辆电动汽车离开停车场的时间；
[0023]进而可以求出时间间隔t内第i辆电动汽车的最小SOC：
[0024][0025]其中，E
i
表示第i辆电动汽车额定容量。
[0026]此时，根据每辆电动汽车在t时间间隔内的最小SOC状态SOC
i,min,t
，在t时间间隔内的真实SOC状态SOC
i,now
以及期望达到的SOC状态S
i,expect
，对电动汽车群体进行分群：
[0027]刚性充电群体，即群体1满足以下条件：
[0028]SOC
i,now
＜SOC
i,min,t
[0029]柔性充电群体，即群体2满足以下条件：
[0030]SOC
i,min,t
＜SOC
i,now
＜S
i,expect
[0031]放电群体，即群体3满足以下条件：
[0032]S
i,except
＜SOC
i,now
＜S
i,max
[0033]在步骤4中，对于充电群体，即群体1与群体2，第i辆电动汽车在t时间间隔内的充电优先级数值满足下列关系式：
[0034][0035]对于放电群体，即群体3，第i辆电动汽车在t时间间隔内的放电优先级数值满足下列关系式：
[0036][0036][0037][0038]对于群体1中第i
group1
辆汽车在t时间间隔内所分配到的充电电量满足以下关系式：
[0039][0040]其中，N
group1
表示刚性充电群体中电动汽车的个数，表示电动汽车刚性充电群体中第i
group1
辆电动汽车的充电优先级数值，表示电动汽车刚性充电群体中第i
group1
辆汽车所分配到的充电电量；T
res,t
表示扣除所连充电桩变压器常规负荷L
load,t
后的变压器裕量，表示电动汽车刚性充电群体中所有电动汽车充电优先级数值总和；
[0041]对于群体2中每辆电动汽车在t时间间隔内所分配到的充电电量求取方法相同，计算方法为：计算电动汽车群体2中每辆电动汽车的充电优先级数值与群体2中所有电动汽车充电优先级数值总和的比乘以扣除常规负荷后的变压器裕量。
[0042]步骤5包括以下内容：
[0043]步骤501：对于每一个时间间隔t，首先以最大充电功率上限进行充电，求出在t时间间隔内停车场充电需求
[0044]步骤502：根据T
res,t
和的关系计算电动汽车的充电需求或放电能力；
[0045]步骤503：根据步骤502计算出的充电需求与放电能力对充放电电量分配进行调整。
[0046]在步骤501中，t时间间隔内停车场充电需求即为在t时间间隔内停车场充电桩连接的所有电动汽车最大充电功率上限的总和，即辆电动汽车最大充电功率上限的总和。
[0047]在步骤502中，如果此时变压器裕量能够满足停车场充电需求，充电方法不需要进行改变；
[0048]如果则利用步骤3的方法对电动汽车群体重新进行分类，再采用步骤4的方法对各个群体内每个电动汽车的充放电优先级数值进行计算，再利用以下关系对群体的充电需求或放电能力进行计算：
[0049]在t时间间隔内刚性充电群本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于，所述集成充电智能趋优方法包括以下步骤：步骤1：针对每一个时间间隔t，采集每一个时间间隔内连接到充电桩的电动汽车信息；步骤2：建立电动汽车能量需求的数学模型；步骤3：对电动汽车进行群体分类；步骤4：分别计算各个群体内每个电动汽车的充放电优先级数值，并根据优先级对电动汽车的充电电量进行分配；步骤5：结合停车场的实时充放电情况，对停车场中需要进行充电的电动汽车充电电量进行调整；步骤6：根据步骤5的充放电分配情况，更新电动汽车的充电数据，以判定电动汽车的充电量是否满足电动汽车所述群体的充电需求；确定当前时间间隔t是否为结束时间，如果是，则结束本方法；否则，返回步骤1，根据更新的电动汽车信息，优化下一个时间间隔t的充放电分配。2.根据权利要求1所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：在所述步骤1中，所采集的信息包括停车场充电桩连接的电动汽车总数第i辆电动汽车到达停车场的时间t
i,s
，第i辆电动汽车到达停车场时的SOC状态S
i,ini
，第i辆电动汽车离开停车场的时间t
i,e
，第i辆电动汽车在离开停车长时期望达到的SOC状态S
i,expect
，第i辆电动汽车电池的在t时间间隔内的充电功率上限以及第i辆电动汽车电池在t时间间隔内的放电功率上限3.根据权利要求2所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：在所述步骤2中，所述数学模型包括以下内容：所连充电桩变压器的越限约束满足以下关系式：其中，L
load,t
表示在t时间间隔内所连充电桩变压器的常规负荷，表示第i辆电动汽车在t时间间隔内的实际充电功率，表示第i辆电动汽车在t时间间隔内的实际放电功率，T
nor
表示所连充电桩变压器的额定功率；每辆电动汽车电池在t时间间隔内的SOC约束满足以下关系式：其中，S
i,min
表示第i辆电动汽车电池的SOC最小下限，S
i,t
表示第i辆电动汽车电池在t时间间隔内的SOC值，S
i,max
表示第i辆电动汽车电池的SOC最大上限；T表示总时间。4.根据权利要求2或3所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：所述群体分类的方法为：
在时间间隔t中，第i辆电动汽车的剩余充电时间为其中，t
i,e
表示第i辆电动汽车离开停车场的时间；进而可以求出时间间隔t内第i辆电动汽车的最小SOC，即SOC
i,min,t
：其中，E
i
表示第i辆电动汽车额定容量；此时，根据每辆电动汽车在t时间间隔内的最小SOC状态SOC
i,min,t
，在t时间间隔内的真实SOC状态SOC
i,now
以及期望达到的SOC状态S
i,expect
，对电动汽车群体进行分群：刚性充电群体，即群体1满足以下条件：SOC
i,now
＜SOC
i,min,t
柔性充电群体，即群体2满足以下条件：SOC
i,min,t
＜SOC
i,now
＜S
i,expect
放电群体，即群体3满足以下条件：S
i,except
＜SOC
i,now
＜S
i,max
5.根据权利要求4所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：在所述步骤4中，对于充电群体，即群体1与群体2，第i辆电动汽车在t时间间隔内的充电优先级数值满足下列关系式：对于放电群体，即群体3，第i辆电动汽车在t时间间隔内的放电优先级数值满足下列关系式：6.根据权利要求5所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：对于群体1中第i
group1
辆汽车在t时间间隔内所分配到的充电电量满足以下关系式：其中，N
group1
表示刚性充电群体中电动汽车的个数，表示电动汽车刚性充电群体中第i
group1
辆电动汽车的充电优先级数值，表示电动汽车刚性充电群体中第i
group1
辆汽车所分配到的充电电量；T
res,t
表示扣除所连充电桩变压器常规负荷L
load,t
后的
变压器裕量，表示电动汽车刚性充电群体中所有电动汽车充电优先级数值总和；对于群体2中每辆电动汽车在t时间间隔内所分配到的充电电量求取方法相同，计算方法为：计算电动汽车群体2中每辆电动汽车的充电优先级数值与群体2中所有电动汽车充电优先级数值总和的比乘以扣除常规负荷后的变压器裕量。7.根据权利要求6所述的电动汽车集成充电智能趋优方法，其特征在于：所述步骤5包括以下内容：步骤501：对于每一个时间间隔t，首先以最大充电功率上限进行充电，求出在t时间间隔内停车场充电需求步骤502：根据T
res,t
和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵奇，杨泽鑫，吕洋，黄学良，田江，高山，霍雪松，高天，王浩伟，丁宏恩，俞瑜，赵慧，孟雨庭，
申请(专利权)人：东南大学国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：