一种智慧充电管控方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及充电管控的技术领域，揭露了一种智慧充电管控方法与系统，所述方法包括：构建充电区域选址目标函数；利用改进的灰狼优化算法对充电区域选址目标函数进行求解，快速得到充电管控区域内每个充电区域的位置坐标；构建每个充电区域的管控模型；利用参数动力迭代法对充电区域管控模型进行优化求解；待充电车辆利用蓝牙设备向不同充电区域发送车辆信息数据，管控模型接收数据并输出充电时间成本，其中管控模型输出充电时间成本最小的充电区域向待充电车辆发送自身位置，待充电车辆可行驶到该位置进行充电。本发明专利技术所述方法实现基于车辆行驶距离以及充电桩数量的充电区域选址，以及充电时间成本最低的充电区域选取。以及充电时间成本最低的充电区域选取。以及充电时间成本最低的充电区域选取。

【技术实现步骤摘要】
一种智慧充电管控方法及系统


[0001]本专利技术涉及充电管控的
，尤其涉及一种智慧充电管控方法及系统。

技术介绍

[0002]现有新能源汽车充电管控，尤其是单位集中式新能源汽车充电，以抵达顺序进行实施，该方法虽然能够实现新能源汽车充电管控，但是在效率效益方面并不显著，没有考虑到用户车辆的当前电量、充电量等因素。CN111127940A提出了一种充电车位智能调度管控方法，通过识别车牌信息判断是否为新能源车辆，若是则将车辆分配空闲的充电车位，并通过所述诱导显示屏进行提示，当用户驾驶车辆停入分配的充电车位后，所述移动终端响应于用户的操作调用摄像头扫描充电桩上的二维码，以启动所述充电桩对车辆进行充电，当通过所述充电信息确定车辆处于充电完成状态或不在充电状态时，所述车位调度管理平台开始计时，并在计时时间到达预设提醒时间后向所述移动终端下发提醒短信，以通知用户将车辆驶离充电车位，从而避免发生燃油车乱停入充电车位导致充电桩被占用的情况，以及缓解新能源车只停车不充电或冲完电仍占用充电车位而导致其他需要充电的新能源车无法及时充电的现象，提高了充电桩的利用率。CN112017363A提出一种电动汽车停车充电管控系统，通过获取私人电动汽车用户所在区域内共享停车位的信息，为普通电动汽车用户合理分配所在区域内的公共停车场、周围小区、学校以及商场内的最优空闲共享停车位，并根据停车位预约指令引导用户至该停车位进行停车充电，具有扩充停车充电共享平台资源、提高私人停车位及充电桩利用率等优点。CN110797983A提出一种充电管控方法，根据充电请求从多个充电区域中确定目标充电区域，向电子设备发送与目标充电区域关联的定位标识，所述定位标识用于指示目标充电区域的位置，当检测到电子设备放置在目标充电区域上时，对目标充电区域上的电子设备进行无线充电，进而尽可能降低充电过程中磁场干扰的影响，提高充电过程中的充电效率。尽管现有充电管控方法能够提高充电桩的利用率，但仍存在如下两个方面的问题：一是传统方法未考虑到充电区域位于充电管控区域的位置，充电桩所在位置可能距离充电管控区域大门较远，导致充电车辆需要行驶较长时间才能达到充电区域，且未考虑到充电车辆总数与充电桩数量的关系，导致部分区域充电桩数量严重不足，而部分区域充电桩数量过剩；二是当充电车辆较多时，充电车辆需要等待较长时间，需要增加充电车辆的等待时间成本用来辅助充电管控决策，且传统充电管控决策中未考虑到充电车辆剩余电量是否足够到达充电区域进行充电，可能导致充电车辆行驶到半路电量不足的问题。随着新能源车辆的迅速增多，更是加剧了上述问题的严重性，针对该问题，本专利提出一种智慧充电管控方法及系统，用于提高充电区域选址的科学性，避免充电区域内充电桩数量不足或过剩的问题，保证同时充电的车辆数达到充电车辆总数的30％，且在考虑充电车辆剩余电量以及多种时间成本的情况下，实现时间成本最低的充电区域选择。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种智慧充电管控方法，目的在于(1)构建得到充电区域选址目标函数，并对传统灰狼优化算法进行改进，有效保证算法迭代初期质量较优的灰狼位置坐标有较大概率保持不变，增强参数迭代的全局性，有利于得到全局最优、更为可靠的充电区域位置坐标，所选定充电区域距离大门的距离较优，且满足充电管控区域内充电桩数量的需求，实现更为科学可靠的充电区域设定，保证充电管控区域内同时充电的车辆数达到充电车辆总数的30％，避免充电区域内充电桩数量不足或过剩的问题；(2)确定不同充电区域的管控模型，所述管控模型保证了充电车辆可以从充电管控区域大门位置行驶到充电区域，以及涵盖了待充电车辆到达充电区域的时间成本、待充电车辆等待充电的时间成本以及待充电车辆进行充电的时间成本，管控模型值最小即表示待充电车辆到达该区域进行充电的时间成本最小，能够在考虑充电车辆剩余电量以及多种时间成本的情况下，实现时间成本最低的充电区域选择及管控。
[0004]实现上述目的，本专利技术提供的一种智慧充电管控方法，包括以下步骤：
[0005]S1：构建充电区域选址目标函数，获取充电管控区域的指标数据，其中所述指标数据包括充电管控区域的大门位置坐标、充电区域数量以及空旷区域位置坐标；
[0006]S2：利用改进的灰狼优化算法对充电区域选址目标函数进行求解，快速得到充电管控区域内每个充电区域的位置坐标，并在每个充电区域设置若干充电桩；
[0007]S3：构建每个充电区域的管控模型，并获取充电车辆等待数据，其中所述充电车辆等待数据包括不同充电车辆到达充电区域的时序数据；
[0008]S4：基于充电车辆等待数据，利用参数动力迭代法对充电区域管控模型进行优化求解，得到优化后的充电区域管控模型；
[0009]S5：当待充电车辆进入充电管控区域的大门时，待充电车辆利用蓝牙设备向不同充电区域发送车辆信息数据，不同充电区域的管控模型接收待充电车辆所发送的车辆信息数据，管控模型输出结果最小的充电区域基于蓝牙设备向待充电车辆发送自身位置，待充电车辆可行驶到该位置进行充电，其中所述充电区域管控模型的输入为待充电车辆的信息数据，输出为待充电车辆在该充电区域进行充电的时间成本。
[0010]作为本专利技术的进一步改进方法：
[0011]可选地，所述S1步骤中构建充电区域选址目标函数，其中所述充电区域选址目标函数的输出为充电区域的位置坐标，包括：
[0012]在本专利技术实施例中，通过在充电管控区域设置充电区域，在充电区域内设置若干充电桩，充电车辆可在充电区域内利用充电桩进行充电，其中所述充电管控区域包括住宅小区，公司单位，旅游景区等，所述充电区域为充电管控区域的空旷区域；
[0013]构建充电区域选址目标函数，所述目标函数为：
[0014][0015][0016]其中：
[0017]N表示充电管控区域内充电区域的数量，在每个充电管控区域内设置若干充电区域，每个充电区域具有若干充电桩，待充电车辆可行驶到不同的充电区域进行充电；
[0018]Loc
q
表示充电管控区域中第q个充电区域的位置，Loc
q
∈Ω，Ω表示充电管控区域内空旷区域位置的集合，Loc
door
表示充电管控区域的大门位置，distance(Loc
q
,Loc
door
)表示两者的距离；
[0019]表示目标函数的约束条件，S
q
表示充电管控区域中第q个充电区域的可用面积，所述可用面积表示可以设置充电桩的面积，s表示单个充电桩的占地面积，则表示所选取的第q个充电区域所能承载的最大充电桩数量；α为承载因数，将其设置为0.3，M表示充电管控区域内充电车辆总数，表示N个充电区域所能承载的最大充电桩数量。
[0020]通过在求解得到的充电区域位置设置对应数量的充电桩，使得待充电车辆到达不同充电区域进行充电的距离较小，且满足充电管控区域内充电桩的数量满足充电桩数量需求。
[0021]可选地，所述S1步骤中获取充电管控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智慧充电管控方法，其特征在于，所述方法包括：S1：构建充电区域选址目标函数，获取充电管控区域的指标数据，其中所述指标数据包括充电管控区域的大门位置坐标、充电区域数量以及空旷区域位置坐标；S2：利用改进的灰狼优化算法对充电区域选址目标函数进行求解，快速得到充电管控区域内每个充电区域的位置坐标，并在每个充电区域设置若干充电桩；S3：构建每个充电区域的管控模型，并获取充电车辆等待数据，其中所述充电车辆等待数据包括不同充电车辆到达充电区域的时序数据，所述构建每个充电区域的管控模型，包括：对于充电管控区域中的N个充电区域，分别设定每个充电区域的管控模型，则其中第n个充电区域的管控模型G
n
为：为：SOC
i,n
×
U
i
＝SOC
i
×
U
i
‑
0.01
×
d
in
×
dd
in
＝distance(Loc
n
,Loc
door
)其中：d
in
表示充电管控区域中第n个充电区域位置Loc
n
与大门位置Loc
door
的距离，同时表示充电车辆i到达充电管控区域大门位置时，距离第n个充电区域的距离；表示充电车辆i的平均速度；表示充电车辆i从充电管控区域大门位置到达第n个充电区域的时间成本Cost
1,n
；m
n,i
表示充电车辆i到达充电管控区域大门位置时，第n个充电区域的等待充电车辆总数，L
r
表示充电车辆r到达第n个充电区域时，第n个充电区域的等待队长；y
r
′
＝{0,1}表示充电车辆r到达第n个充电区域时，充电车辆r之前的第r
′
个车辆的状态，若y
r
′
＝0，表示充电车辆r之前的第r
′
个车辆正在等待或充电，若y
r
′
＝0，表示充电车辆r之前的第r
′
个车辆已经充电完成；表示充电车辆i到达第n个充电区域前时，第n个充电区域的平均等待成本Cost
2,n
，说明第n个充电区域的充电效率；SOC
i,end
×
U
i
表示充电车辆i的目标电量，SOC
i,end
表示充电车辆i达到目标电量时的电池荷电状态，U
i
表示充电车辆i的电池容量；SOC
i
表示充电车辆i到达充电管控区域大门位置时的电池荷电状态，0.01
×
d
in
×
d表示充电车辆i从大门位置行驶到第n个充电区域的耗电量，d表示充电车辆的百公里耗电量，SOC
i,n
×
U
i
表示充电车辆i开始充电时的剩余电量；P表示充电区域中充电桩的充电功率；表示充电车辆i在第n个充电区域进行充电的充电时间成本Cost
3,n
；w
1,n
,w
2,n
,w
3,n
分别为时间成本Cost
1,n
、平均等待成本Cost
2,n
以及充电时间成本Cost
3,n
的权重系数；所述第n个充电区域的管控模型G
n
的约束条件为：SOC
i
×
U
i
‑
0.01
×
d
in
×
d>0所述第n个充电区域的管控模型的待求解参数为w
1,n
,w
2,n
,w
3,n
；S4：基于充电车辆等待数据，利用参数动力迭代法对充电区域管控模型进行优化求解，得到优化后的充电区域管控模型；S5：当待充电车辆进入充电管控区域的大门时，待充电车辆利用蓝牙设备向不同充电区域发送车辆信息数据，不同充电区域的管控模型接收待充电车辆所发送的车辆信息数据，管控模型输出结果最小的充电区域基于蓝牙设备向待充电车辆发送自身位置，待充电车辆可行驶到该位置进行充电，其中所述充电区域管控模型的输入为待充电车辆的信息数据，输出为待充电车辆在该充电区域进行充电的时间成本。2.如权利要求1所述的一种智慧充电管控方法，其特征在于，所述S1步骤中构建充电区域选址目标函数，其中所述充电区域选址目标函数的输出为充电区域的位置坐标，包括：构建充电区域选址目标函数，所述目标函数为：构建充电区域选址目标函数，所述目标函数为：其中：N表示充电管控区域内充电区域的数量，在每个充电管控区域内设置若干充电区域，每个充电区域具有若干充电桩，待充电车辆可行驶到不同的充电区域进行充电；Loc
q
表示充电管控区域中第q个充电区域的位置，Loc
q
∈Ω，Ω表示充电管控区域内空旷区域位置的集合，Loc
door
表示充电管控区域的大门位置，distance(Loc
q
,Loc
door
)表示两者的距离；表示目标函数的约束条件，S
q
表示充电管控区域中第q个充电区域的可用面积，所述可用面积表示可以设置充电桩的面积，s表示单个充电桩的占地面积，则表示所选取的第q个充电区域所能承载的最大充电桩数量；α为承载因数，将其设置为0.3，M表示充电管控区域内充电车辆总数，表示N个充电区域所能承载的最大充电桩数量。通过在求解得到的充电区域位置设置对应数量的充电桩，使得待充电车辆到达不同充电区域进行充电的距离较小，且满足充电管控区域内充电桩的数量满足充电桩数量需求。3.如权利要求2所述的一种智慧充电管控方法，其特征在于，所述S1步骤中获取充电管控区域的指标数据，包括：获取充电管控区域的指标数据，其中所述指标数据包括充电管控区域的大门位置坐标、充电区域数量以及空旷区域位置坐标，Ω表示充电管控区域内空旷区域位置的集合，Loc
door
表示充电管控区域的大门位置。4.如权利要求2
‑
3所述的一种智慧充电管控方法，其特征在于，所述S2步骤中利用改进
的灰狼优化算法对充电区域选址目标函数进行求解，包括：利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭健，钟海泉，
申请(专利权)人：英格尔自动化福建有限公司，
类型：发明
国别省市：