一种含电动汽车充电的综合能源系统及有序充电方法技术方案

本发明专利技术涉及一种含电动汽车充电的综合能源系统及有序充电方法，该综合能源系统包括储能系统、储能变流器、光伏发电设备、光伏逆变器、充电桩、负荷系统、能量管理控制器和能量管理中心；能量管理控制器与储能系统、储能变流器、光伏发电设备、光伏逆变器、充电桩、负荷系统建立通信联系，并与能量管理中心进行信息交互；能量管理中心以能量管理控制器上传的各设备运行状态信息为数据基础，以用户的充电成本、充电方便度和电网的负荷波动程度为优化目标，通过改进粒子群算法优化电动汽车起始充电时间，再通过能量管理控制器准确下发到需要控制的充电桩。该综合能源系统及有序充电方法有利于优化电动汽车的充电时间，实现电动汽车的有序充电。有序充电。有序充电。

【技术实现步骤摘要】
一种含电动汽车充电的综合能源系统及有序充电方法


[0001]本专利技术涉及能源管理
，具体涉及一种含电动汽车充电的综合能源系统及有序充电方法。

技术介绍

[0002]可再生能源因其绿色、可持续发展、改善化石能源的过度开采和不合理的使用带来的环境污染等优势得到广泛的应用，但其发电不确定性、不可控性等造成了电力系统成本高、能源利用率低的问题。综合能源系统可以耦合可再生能源、分布式电源等，促进分布式电源和可再生能源的大量接入电网，同时多种类型能源之间互补互济使能源供应的可靠性提高，在满足系统负荷需求的同时，有效的提高了能源利用率。
[0003]但随着国家政策的推动与电动汽车技术的发展，更多电动汽车接入电力系统。当大规模电动汽车按照个人习惯无序充电时，一方面充电负荷高峰时段与基础负荷高峰时间一致，出现“峰上加峰”等不利于电网稳定运行的状况，另一方面充电负荷在时间和空间上的不确定性，增加了总负荷需求的不确定性，使得能量管理的优化效果受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种含电动汽车充电的综合能源系统及有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含电动汽车充电的综合能源系统，其特征在于，包括储能系统、储能变流器、光伏发电设备、光伏逆变器、充电桩、负荷系统、能量管理控制器和能量管理中心；所述能量管理控制器通过RS485通信与储能系统、储能变流器、光伏发电设备、光伏逆变器、充电桩、负荷系统建立通信联系，并通过以太网与能量管理中心进行信息交互；所述能量管理中心以数据库中存储的能量管理控制器上传的各设备运行状态信息为数据基础，以用户的充电成本、充电方便度和电网的负荷波动程度为优化目标，通过改进粒子群算法优化电动汽车起始充电时间，再将优化结果根据通讯协议点表确定信号下发的地址，通过能量管理控制器准确下发到需要控制的充电桩，实现电动汽车的有序充电。2.根据权利要求1所述的一种含电动汽车充电的综合能源系统，其特征在于，所述储能系统包括储能电池和BMS电池管理系统，所述储能电池通过充放电来存储、释放电能，输出的直流电通过储能变流器实现交直流的转换；所述BMS电池管理系统实时采集电池组的总电压和总电流以及单体电池的最高电压、最低电压和温度信息，并根据采集信息估计电池组的荷电状态SOC和健康状态SOH；所述储能变流器的控制器通过通讯接收后台控制指令，采用P/Q方式控制储能变流器对储能电池进行充电或放电；所述储能变流器的控制器通过RS485通信与BMS电池管理系统通讯，获取电池组状态信息，实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。3.根据权利要求1所述的一种含电动汽车充电的综合能源系统，其特征在于，所述充电桩为单向交流充电桩，支持为电动汽车以恒定的功率充电；充电桩内设有DSP核心控制板，能够将接入充电桩的电动汽车状态信息上传至能量管理控制器，并接收能量管理控制器发送的信号以设定充电桩的充电开始和结束时间。4.根据权利要求1所述的一种含电动汽车充电的综合能源系统，其特征在于，所述能量管理控制器包含多种类型的输入输出接口，通过RS485通信与储能系统、储能变流器、光伏发电设备、光伏逆变器、充电桩、负荷系统连接，采用标准的MODBUS RTU通信协议进行通信；每隔一定时间各设备的DSP核心控制板与能量管理控制器进行信息交互，实现能量管理控制器对综合能源系统运行状态的监测和和控制；所述能量管理控制器通过以太网与能量管理中心建立通讯，上传信号至能量管理中心并将能量管理中心传来的信号准确下发下去。5.根据权利要求1所述的一种含电动汽车充电的综合能源系统，其特征在于，所述能量管理中心通过以太网与能量管理控制器连接，根据IEC60870
‑
104标准通信读取能量管理控制器的数据并存储于SQL Sever数据库；所述能量管理中心上安装有用于实现有序充电方法的软件程序，所述有序充电方法基于MATLAB开发，通过Windows操作系统中配置ODBC数据源使其连接SQL Server数据库，获取各设备运行状态信息；有序充电优化结果根据MODBUS协议点表，确定控制信号对应的地址，通过能量管理控制器准确下发到待控制的充电桩DSP核心控制板，控制其起始充电和结束充电时间。6.一种基于如权利要求1
‑
5任一项所述含电动汽车充电的综合能源系统的有序充电方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：采用蒙特卡洛方法建立电动汽车无序充电状态下的充电负荷典型曲线；步骤S2：建立考虑用户充电成本、充电方便度和电网负荷波动程度的有序充电模型；步骤S3：根据日前预测的基础负荷方差大小和天气类型对有序充电目标函数动态加权；
步骤S4：采用改进的粒子群算法求解满足约束条件的有序充电目标函数，优化电动汽车的起始充电时间。7.根据权利要求6所述的一种有序充电方法，其特征在于，步骤S1的实现方法为：先分析电动汽车的行驶特性，其行程结束时刻、第一次出行时刻和日行驶里程满足如下的概率密度函数：下的概率密度函数：下的概率密度函数：式中，μ
D
、σ
d
、μ
e
、σ
e
、μ、σ分别为行驶里程数、第一次出行时刻和行程结束时刻的期望与标准差；根据日行驶里程数据和汽车电池参数计算出参与充电时的初始荷电状态，计算公式如下：如下：式中，i表示第i辆电动汽车，SOC
end,i
表示结束充电的荷电状态，SOC
start,i
表示起始充电的荷电状态，T
c_all,i
表示总的充电时长，w
ev
表示电动汽车行驶百km时所消耗的电池电量，E
ev
表示电动汽车电池容量，λ
ev_eff
为电池充电效率，p
charge
表示电动汽车的充电功率；在行程结束时刻即开始充电为无序充电方式；结合上述电动汽车的形式特性和充电时长计算公式，采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车的起始充电时间、日行驶里程和第一次出行时间，得到无序充电状态下电动汽车的充电负荷的典型曲线；采用蒙特卡洛方法多次模拟求取平均值，得到电动汽车无序充电状态下的充电负荷典型曲线。8.根据权利要求6所述的一种有序充电方法，其特征在于，步骤S2中，用户侧的充电成本的目标函数为：式中，m表示电动汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚雄，余庆港，欧凯，林良光，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：