CN105375537B - 电动汽车充电的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电的控制方法和装置。其中，该方法包括：获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，待充电汽车为一个或多个，每个待充电汽车包括一个或多个充电电池；基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线；按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列；控制待充电汽车按照充电时间序列充电。采用本发明实施例，解决了现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，实现了有序控制待充电汽车充电，减小了电站的符合，提高了电网的安全度。

Description

电动汽车充电的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及充电控制领域，具体而言，涉及一种电动汽车充电的控制方法和装置。

背景技术

随着电动汽车的日益推广和普及，充电给电网带来的影响和冲击逐渐显现出来。在不加控制的即插即充模式下，电动汽车的充电负荷很可能与用户的晚间用电高峰重叠，而夜间真正的负荷低谷得不到有效的利用。

规模化电动汽车充电将给电网的运行带来影响，不合理的充电规律将恶化电网的运行环境，增加网损和电压波动，甚至威胁电网安全。

针对现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种电动汽车充电的控制方法和装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车充电的控制方法，该方法包括：获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，待充电汽车为一个或多个，每个待充电汽车包括一个或多个充电电池；基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线；按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列；控制待充电汽车按照充电时间序列充电。

进一步地，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线包括：根据电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及使用电池特性曲线、电池参数中的电池电荷状态和电池参数中的充电方式计算充电电池的充电功率曲线。

进一步地，按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量包括：获取各个充电电池的接入时刻，其中，接入时刻为充电电池的请求充电的时刻；按照充电功率曲线确定充电电池所需的充电时间；基于接入时刻和充电时间确定充电电池充电的完成时刻；统计各个待充电汽车的完成时刻得到各个时刻的累计充电完成电池数量。

进一步地，根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列包括：根据电站的负荷数据生成电站负荷曲线；按照累计充电完成电池数量和充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；逐个时刻比较电站负荷曲线和充电负荷；确定充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；计算待调整时刻的调整区间；在调整区间内重新确定充电电池的充电开始时间；按照接入时间和重新确定的充电开始时间生成充电时间序列。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车充电的控制装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，待充电汽车为一个或多个，每个待充电汽车包括一个或多个充电电池；第一确定模块，用于基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线；第一计算模块，用于按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；第一生成模块，用于根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列；控制模块，用于控制待充电汽车按照充电时间序列充电。

进一步地，第一确定模块包括：第一查找模块，用于根据电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及第一计算子模块，用于使用电池特性曲线、电池参数中的电池电荷状态和电池参数中的充电方式计算充电电池的充电功率曲线。

进一步地，第一计算模块包括：第一获取子模块，用于获取各个充电电池的接入时刻，其中，接入时刻为充电电池的请求充电的时刻；第一确定子模块，用于按照充电功率曲线确定充电电池所需的充电时间；第二确定子模块，用于基于接入时刻和充电时间确定充电电池充电的完成时刻；统计模块，用于统计各个待充电汽车的完成时刻得到各个时刻的累计充电完成电池数量。

进一步地，第一生成模块包括：第一生成子模块，用于根据电站的负荷数据生成电站负荷曲线；第二计算子模块，用于按照累计充电完成电池数量和充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；比较模块，用于逐个时刻比较电站负荷曲线和充电负荷；第三确定子模块，用于确定充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；第三计算子模块，用于计算待调整时刻的调整区间；第四确定子模块，用于在调整区间内重新确定充电电池的充电开始时间；第二生成子模块，用于按照接入时间和重新确定的充电开始时间生成充电时间序列。

采用本发明实施例，获取待充电汽车的充电电池的电池参数之后，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线，并根据电站的负荷数据、每个时刻电站的累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列，并按照充电时间序列充电，从而实现了对待充电汽车的有序充电，改变了即插即充的电动汽车的充电模式，同时由于控制电动汽车充电的充电时间序列是按照电站的负荷确定的，在对待充电汽车的充电过程中，减小了电站的负荷，从而减小了对电网的负荷，从而解决了现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，实现了有序控制待充电汽车充电，减小了电站的符合，提高了电网的安全度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电动汽车充电的控制方法的流程图；以及

图2是根据本发明实施例的电动汽车充电的控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例的电动汽车充电的控制方法的流程图，如图1所示该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，待充电汽车为一个或多个，每个待充电汽车包括一个或多个充电电池。

步骤S104，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线。

步骤S106，按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量。

步骤S108，根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列。

步骤S110，控制待充电汽车按照充电时间序列充电。

采用本发明实施例，获取待充电汽车的充电电池的电池参数之后，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线，并根据电站的负荷数据、每个时刻电站的累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列，并按照充电时间序列充电，从而实现了对待充电汽车的有序充电，改变了即插即充的电动汽车的充电模式，同时由于控制电动汽车充电的充电时间序列是按照电站的负荷确定的，在对待充电汽车的充电过程中，减小了电站的负荷，从而减小了对电网的负荷，从而解决了现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，实现了有序控制待充电汽车充电，减小了电站的符合，提高了电网的安全度。

通过本发明实施例，可以从SCADA系统(数据采集与监视控制系统)或电能质量监测系统获取配电变电站出线的负荷数据，并据此生成电站的日负荷曲线(即下述的电站负荷曲线)。

根据本发明的实施例，从充电机获取电池的接入时间、电池型号、电池状态(SOC荷电状态)、充电方式(恒流充电电流，恒压充电电压，充电机效率)；并根据电池型号在电池信息数据库中查找对应的电池特性曲线，结合SOC和充电机的充电方式，获取该充电电池的充电负荷曲线；在上述实施例中还可以根据电站的历史充/换电的运行数据统计电池出站规律，得到各时刻的累计充电完成电池数量的上限。然后，有序充电控制系统输出各个建议的各台电动汽车的充电开始充电时间序列，并控制电动汽车按此序列充电时总的负荷曲线。

在本发明的上述实施例中，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线可以包括：根据电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及使用电池特性曲线、电池参数中的电池电荷状态和电池参数中的充电方式计算充电电池的充电功率曲线。

具体地，根据电池型号从电池信息数据库中查找对应的电池特性曲线；并根据电池特性曲线和充电方式信息计算以该方式为充电电池充电所需的充电功率曲线。

根据本发明的上述实施例，按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量可以包括：获取各个充电电池的接入时刻，其中，接入时刻为充电电池的请求充电的时刻；按照充电功率曲线确定充电电池所需的充电时间；基于接入时刻和充电时间确定充电电池充电的完成时刻；统计各个待充电汽车的完成时刻得到各个时刻的累计充电完成电池数量。

需要进一步说明的是，根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列可以包括：根据电站的负荷数据生成电站负荷曲线；按照累计充电完成电池数量和充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；逐个时刻比较电站负荷曲线和充电负荷；确定充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；计算待调整时刻的调整区间；在调整区间内重新确定充电电池的充电开始时间；按照接入时间和重新确定的充电开始时间生成充电时间序列。

具体地，可以按照FIFO(即先入先出)的方式，在截止各时刻的累计充电完成电池数量的曲线上查找该充电电池的充电完成时间，结合充电功率曲线和接入时间判断可调节性和可调节区间，若具备可调节性，则计算调整区间；若不具备可调节性，则使用当前充电电池的充电功率曲线修改电站的历史功率曲线(即电站负荷曲线，其上携带有电站的负荷数据，该负荷数据为电站可以承受的最大的充电量)。

上述实施例中，电站负荷曲线上还记录有各个时刻的历史充电完成电池数量。

计算调整区间可以通过如下步骤实现：获取待调整时刻的预设充电完成电池数量，计算累计充电完成电池数量与预设充电完成电池数量的差值n(即上述实施例中的调整区间)；获取待调整时刻的各个充电完成的充电电池的接入时间，将所有的接入时间排序得到接入时间序列，修改排序在后n位的充电电池的充电开始时间。

修改排序在后n位的充电电池的充电开始时间直至各个时刻的充电负荷与电站负荷曲线上的值之差小于或等于预设阈值。

在上述实施例中，如果待调整时刻属于白天，则比较待调整时刻与十二的大小，如果待调整时刻大于十二，则将待调整时刻大于十二，则将待调整时刻上接入时间序列的后n位的充电电池的充电开始时间推迟4个小时；如果待调整时刻小于十二，则将待调整时刻大于十二，则将待调整时刻上接入时间序列的后n位的充电电池的充电开始时间推迟2个小时。每调整一次充电电池的充电开始时间，重新计算一次每个时刻的充电电荷，直至各个时刻的充电负荷与电站负荷曲线上的值之差小于或等于预设阈值。

在如果待调整时刻属于晚上，则将待调整时刻上接入时间序列的后n位的充电电池的充电开始时间推迟3个小时。每调整一次充电电池的充电开始时间，重新计算一次每个时刻的充电电荷，直至各个时刻的充电负荷与电站负荷曲线上的值之差小于或等于预设阈值。

在获取最终的充电时间序列之后，并输出总的充电负荷曲线。

可选地，可以根据电站的电站负荷曲线，在可调区间内计算充电电池的充电开始时间，即建议的充电开始时间，保存该充电开始时间；重新计算各个时刻的充电负荷，将其叠加到电站负荷曲线上，修改电站负荷曲线；重新计算充电所需的功率曲线，并叠加到背景负荷曲线上，修改背景负荷曲线。

通过本发明实施例，可以实现对电动汽车充电时间智能选择，避免充电高峰与常规负荷高峰重叠，并充分利用谷期电力为电动汽车充电，发挥电动汽车作为智能电网中的新型负荷对电网运行的积极作用。本项目的建设与实施，充分考虑了电网运行的需求和充电负荷的特点，协调用户需求与电网经济运行之间的矛盾，在满足用户需求的前提下最大限度的利用电动汽车的可调节性为电网运行创造有利的环境。

在本发明上述实施例中，本项目通过分析充电站电池充放电的特征及其可有序充电利用能力，以采用最小负荷波动作为目标，在对变电站负荷预测的基础上，提出了面向实际充电站可应用的变充电起始时间的电动汽车有序充电的控制方法与系统，将控制深入到每个充电桩和每辆电动汽车，实现利用夜晚谷期电力为电动汽车充电，填补供电变电站负荷低谷，平抑变电站负荷波动。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的一种电动汽车充电的控制装置。如图2所示，该该装置可以包括：第一获取模块10，用于获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，待充电汽车为一个或多个，每个待充电汽车包括一个或多个充电电池；第一确定模块20，用于基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线；第一计算模块30，用于按照充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；第一生成模块40，用于根据电站的负荷数据、累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列；控制模块50，用于控制待充电汽车按照充电时间序列充电。

采用本发明实施例，获取待充电汽车的充电电池的电池参数之后，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线，并根据电站的负荷数据、每个时刻电站的累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列，并按照充电时间序列充电，从而实现了对待充电汽车的有序充电，改变了即插即充的电动汽车的充电模式，同时由于控制电动汽车充电的充电时间序列是按照电站的负荷确定的，在对待充电汽车的充电过程中，减小了电站的负荷，从而减小了对电网的负荷，从而解决了现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，实现了有序控制待充电汽车充电，减小了电站的符合，提高了电网的安全度。

通过本发明实施例，可以从SCADA系统(数据采集与监视控制系统)或电能质量监测系统获取配电变电站出线的负荷数据，并据此生成电站的日负荷曲线(即下述的电站负荷曲线)。

根据本发明的实施例，从充电机获取电池的接入时间、电池型号、电池状态(SOC荷电状态)、充电方式(恒流充电电流，恒压充电电压，充电机效率)；并根据电池型号在电池信息数据库中查找对应的电池特性曲线，结合SOC和充电机的充电方式，获取该充电电池的充电负荷曲线；在上述实施例中还可以根据电站的历史充/换电的运行数据统计电池出站规律，得到各时刻的累计充电完成电池数量的上限。然后，有序充电控制系统输出各个建议的各台电动汽车的充电开始充电时间序列，并控制电动汽车按此序列充电时总的负荷曲线。

根据本发明的上述实施例，第一确定模块可以包括：第一查找模块，用于根据电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及第一计算子模块，用于使用电池特性曲线、电池参数中的电池电荷状态和电池参数中的充电方式计算充电电池的充电功率曲线。

在本发明的上述实施例中，第一计算模块可以包括：第一获取子模块，用于获取各个充电电池的接入时刻，其中，接入时刻为充电电池的请求充电的时刻；第一确定子模块，用于按照充电功率曲线确定充电电池所需的充电时间；第二确定子模块，用于基于接入时刻和充电时间确定充电电池充电的完成时刻；统计模块，用于统计各个待充电汽车的完成时刻得到各个时刻的累计充电完成电池数量。

根据本发明的上述实施例，第一生成模块可以包括：第一生成子模块，用于根据电站的负荷数据生成电站负荷曲线；第二计算子模块，用于按照累计充电完成电池数量和充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；比较模块，用于逐个时刻比较电站负荷曲线和充电负荷；第三确定子模块，用于确定充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；第三计算子模块，用于计算待调整时刻的调整区间；第四确定子模块，用于在调整区间内重新确定充电电池的充电开始时间；第二生成子模块，用于按照接入时间和重新确定的充电开始时间生成充电时间序列。

本实施例中所提供的各个模块与方法实施例对应步骤所提供的使用方法相同、应用场景也可以相同。当然，需要注意的是，上述模块涉及的方案可以不限于上述实施例一中的内容和场景，且上述模块可以运行在计算机终端或移动终端，可以通过软件或硬件实现。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

采用本发明实施例，获取待充电汽车的充电电池的电池参数之后，基于电池参数确定充电电池的充电功率曲线，并根据电站的负荷数据、每个时刻电站的累计充电完成电池数量和充电功率曲线生成充电时间序列，并按照充电时间序列充电，从而实现了对待充电汽车的有序充电，改变了即插即充的电动汽车的充电模式，同时由于控制电动汽车充电的充电时间序列是按照电站的负荷确定的，在对待充电汽车的充电过程中，减小了电站的负荷，从而减小了对电网的负荷，从而解决了现有技术中即插即充的电动汽车的充电模式极大地增加了电网的负荷，威胁电网安全的问题，实现了有序控制待充电汽车充电，减小了电站的符合，提高了电网的安全度。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车充电的控制方法，其特征在于，包括：

获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，所述待充电汽车为一个或多个，每个所述待充电汽车包括一个或多个所述充电电池；

基于所述电池参数确定所述充电电池的充电功率曲线；

按照所述充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；

根据电站的负荷数据、所述累计充电完成电池数量和所述充电功率曲线生成充电时间序列，其中，生成充电时间序列包括：根据所述电站的负荷数据生成电站负荷曲线；按照所述累计充电完成电池数量和所述充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；逐个时刻比较所述电站负荷曲线和所述充电负荷；确定所述充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；计算所述待调整时刻的调整区间；在所述调整区间内重新确定所述充电电池的充电开始时间；按照接入时刻和重新确定的所述充电开始时间生成所述充电时间序列，所述接入时刻为所述充电电池的请求充电的时刻；

控制所述待充电汽车按照所述充电时间序列充电。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于所述电池参数确定所述充电电池的充电功率曲线包括：

根据所述电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及

使用所述电池特性曲线、所述电池参数中的电池电荷状态和所述电池参数中的充电方式计算所述充电电池的所述充电功率曲线。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，按照所述充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量包括：

获取各个所述充电电池的接入时刻，其中，所述接入时刻为所述充电电池的请求充电的时刻；

按照所述充电功率曲线确定所述充电电池所需的充电时间；

基于所述接入时刻和所述充电时间确定所述充电电池充电的完成时刻；

统计各个所述待充电汽车的所述完成时刻得到所述各个时刻的累计充电完成电池数量。

4.一种电动汽车充电的控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取待充电汽车的充电电池的电池参数，其中，所述待充电汽车为一个或多个，每个所述待充电汽车包括一个或多个所述充电电池；

第一确定模块，用于基于所述电池参数确定所述充电电池的充电功率曲线；

第一计算模块，用于按照所述充电功率曲线计算各个时刻的累计充电完成电池数量；

第一生成模块，用于根据电站的负荷数据、所述累计充电完成电池数量和所述充电功率曲线生成充电时间序列，其中，所述第一生成模块包括：第一生成子模块，用于根据所述电站的负荷数据生成电站负荷曲线；第二计算子模块，用于按照所述累计充电完成电池数量和所述充电功率曲线计算每个时刻的充电负荷；比较模块，用于逐个时刻比较所述电站负荷曲线和所述充电负荷；第三确定子模块，用于确定所述充电负荷与电站负荷曲线上的值之差超出预设阈值的时刻为待调整时刻；第三计算子模块，用于计算所述待调整时刻的调整区间；第四确定子模块，用于在所述调整区间内重新确定所述充电电池的充电开始时间；第二生成子模块，用于按照接入时刻和重新确定的所述充电开始时间生成所述充电时间序列，所述接入时刻为所述充电电池的请求充电的时刻；

控制模块，用于控制所述待充电汽车按照所述充电时间序列充电。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，第一确定模块包括：

第一查找模块，用于根据所述电池参数中的电池型号在数据库中查找该电池型号的电池特性曲线；以及

第一计算子模块，用于使用所述电池特性曲线、所述电池参数中的电池电荷状态和所述电池参数中的充电方式计算所述充电电池的所述充电功率曲线。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，第一计算模块包括：

第一获取子模块，用于获取各个所述充电电池的接入时刻，其中，所述接入时刻为所述充电电池的请求充电的时刻；

第一确定子模块，用于按照所述充电功率曲线确定所述充电电池所需的充电时间；

第二确定子模块，用于基于所述接入时刻和所述充电时间确定所述充电电池充电的完成时刻；

统计模块，用于统计各个所述待充电汽车的所述完成时刻得到各个时刻的累计充电完成电池数量。