自动响应分时电价的电动汽车智能充电机制造技术

本发明专利技术提供一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，能够自动调整充电功率以便实现用户充电成本最小和电网负荷“削峰填谷”。它包括电价整定模块、BMS通信模块和优化控制模块。所述电价整定模块存储各个时段的分时电价信息，并可通过人机界面设定或修改各个时段的电价。该人机界面还可以输入充电时间和最大充电功率。所述BMS通信模块实现与电池管理系统(BMS)的通信，实时获取电池的SOC值。所述优化控制模块写入一种启发式优化算法，同时考虑分时电价以及动力电池最大可充功率随电池SOC递增而减小的特性，求解了使用户充电成本最小的优化充电功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉 及电动汽车充电
，具体而言，涉及一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机。
技术介绍
作为一种重要的需求侧管理手段，分时电价是电力市场发展的产物，可以很好地解决电力供应紧张、供应不平衡的问题。近年来，我国多个省市实行了峰谷分时电价举措，有效调节了用电峰谷差，缓解了电力紧张局面。分时电价实施对象的范围广泛，涉及从居民生活用电到工业用户的生产用电。随着电动汽车的推广和普及，电动汽车充电负荷将成为城市电力负荷的一个重要组成部分。充电负荷是时间弹性比较大的负荷，即大部分情况下，充电负荷在时间上有较大的选择余地，电动汽车充电负荷也将成为分时电价的作用对象。充电机是将电网交流电转换为电动汽车电池组所需直流电的直接物理设备。现有电动汽车充电机生产厂家对充电机的研制主要集中在其物理充电特性上，以便寻求与电池理想充电曲线的匹配，减弱或消除充电过程中极化现象的影响，降低电池损耗。然而，现有的充电方式以充电特性为导向，忽视了电力市场条件下的分时电价信息，用户可能在高峰期进行大功率的充电，一方面加剧了电网在高峰期的供需不平衡、增加了电网的运行风险；另一方面，也由于高峰期电价相对较高，增加了充电成本。与其他用电负荷相比，充电负荷在时间上更具弹性，即可选择的充电时间范围更大。因此，充电负荷可以更好地响应分时电价，而目前没有充电机能够利用这种特性来转移高峰负荷、降低电网运行风险以及减少用户充电成本，不能实现社会总福利的最大化。
技术实现思路
鉴于以上原因，本专利技术提供了一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，用于高峰期以小功率充电，低谷时以大功率充电，以便“削峰填谷”，同时实现用户充电成本的最小化。本专利技术自动响应分时电价的电动汽车智能充电机包括电价整定模块、BMS通信模块和优化控制模块。电价整定模块存储各个时段的电价信息，并可通过人机界面设定或修改各个时段的电价。BMS通信模块建立与电池管理系统(BMS)的通信，从而获取电池在充电之初的SOC值。优化控制模块采用启发式算法实现充电功率的优化分配。所建立的优化模型如下I目标函数min C= (°+T m(t)P(t)dt(I)式⑴中，C表示用户在一次充电过程中需要支付的充电成本，h为充电开始时亥lj，T为充电持续时间(用户可通过人机界面设定)，tfT为充电结束时刻，m(t)表示时刻t的单位电价(元/kWh)，P(t)表示时刻t的充电功率(kW)。2约束条件权利要求1.一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，包括电价整定模块、BMS通信模块和优化控制模块，能够响应分时电价信息自动调整充电功率，实现在低电价时段以大功率充电、在高电价时段以小功率充电，实现用户充电成本最小、电网负荷削峰填谷。2.根据权利要求I所述的自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，所述电价整定模块存储各个时段的电价信息，并可通过人机界面设定或修改各个时段的电价。3.根据权利要求I所述的自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，所述BMS通信模块通过与电池管理系统(BMS)通信获取电池组SOC值。4.根据权利要求I所述的自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，所 述优化控制模块写入一种启发式优化算法，同时考虑分时电价以及动力电池最大可充功率随电池SOC递增而减小的特性，求解了使用户充电成本最小的优化充电功率。5.根据权利要求4所述的自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，所述启发式优化算法包括以下步骤 1)形成初始可行解以最大功率Pniax(P_= min {Puser, Pcharger, PbattOTy}，其中Pbattey表示电池组可承受的最大充电功率限值,Pusot表示用户设定的最大充电功率，P.-表示充电机能够输出的最大功率)对电池进行充电，直到电池SOC= I或者t = tN(用户自定的充电时间结束)，若t = tN尚未充满,则停止优化；否则,得到一个初始可行解Ptl = (P表不各个时段的充电功率)； 2)充电时段排序按电价高低将充电时段进行排序； 3)设定优化步长将每次从高电价时段转移到低电价时段的充电量q定义为优化步长，每次转移的电量q是一个很小的数值，如10_6 ； 4)电量迭代转移从最高电价时段开始，依次将高电价时段电量转移到低电价时段(从最低电价时段开始)，若低电价时段出现功率越限(超过当前时段的最大功率Pmax)，则将当前高电价时段电量转移到次低电价时段(次低电价时段电价不能高于当前高电价时段电价)；当满足电量迭代转移结束条件时，结束本次电量迭代转移，进行下一次电量迭代转移，即将次高电价时段的电量转移到低电价时段； 5)优化结束当排名倒数第二的高电价时段经过电量迭代转移之后，可获得优化充电功率，结束优化。6.根据权利要求5所述的自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，所述启发式算法的电量迭代转移结束条件为 1)当前高电价时段的电量全部转移到低电价时段； 2)当前高电价时段的电价与将要接受转移电量的低电价时段的电价相同。全文摘要本专利技术提供一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，能够自动调整充电功率以便实现用户充电成本最小和电网负荷“削峰填谷”。它包括电价整定模块、BMS通信模块和优化控制模块。所述电价整定模块存储各个时段的分时电价信息，并可通过人机界面设定或修改各个时段的电价。该人机界面还可以输入充电时间和最大充电功率。所述BMS通信模块实现与电池管理系统(BMS)的通信，实时获取电池的SOC值。所述优化控制模块写入一种启发式优化算法，同时考虑分时电价以及动力电池最大可充功率随电池SOC递增而减小的特性，求解了使用户充电成本最小的优化充电功率。文档编号H02J7/04GK102738879SQ201110086448公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日专利技术者唐升卫, 曹一家, 黄小庆, 黎灿兵 申请人:湖南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动响应分时电价的电动汽车智能充电机，其特征在于，包括电价整定模块、BMS通信模块和优化控制模块，能够响应分时电价信息自动调整充电功率，实现在低电价时段以大功率充电、在高电价时段以小功率充电，实现用户充电成本最小、电网负荷削峰填谷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹一家，唐升卫，黎灿兵，黄小庆，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：