CN105703384A - 一种小区分层能源管理系统 - Google Patents

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CN105703384A
CN105703384A CN201610203769.2A CN201610203769A CN105703384A CN 105703384 A CN105703384 A CN 105703384A CN 201610203769 A CN201610203769 A CN 201610203769A CN 105703384 A CN105703384 A CN 105703384A
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余星儒
孙博力
谢涛
徐英杰
陈原
高桂革
曾宪文
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提出一种小区分层能源管理系统，包括：蓄电池组；小区能量管理系统，连接于所述蓄电池组和电力网络；蓄电池管理系统，连接于所述蓄电池组，并通过充放电接口连接于电动汽车；应急备用电源，连接于所述蓄电池组。本发明在小区管理单元位置增加一个新的能源区域系统，在这里进行能源的交互。让新的能源管理系统在合适的时间和便宜的价格从电力系统中买电，在电力网络负荷不大的时候进行充电，从而让用户能够自我选择需要的电量和充电模式，不仅方便了用户的充电需求，还可以作为小区应急备用电源来使用。

Description

一种小区分层能源管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车对电网的影响领域，且特别涉及一种小区分层能源管理系统，具体提供了一种面向小区管理者的大规模电动汽车接入电网对电网不良影响的解决方案。
背景技术
由于国家新能源政策的号召，越来越多的电动汽车开始慢慢普及开来，这样，大规模的电动汽车接入电网就会对电网产生很多不良的影响，比如会增大配电系统的网损，高峰时期加大了电力系统的负荷，电能质量下降，谐波和无功问题严重等等。所以，大规模的电动汽车接入电网势必会带来一系列的问题，这样对电力市场机制和用户都会产生不可避免的危害。
基于上述的认识，很多的优化方案采用了不同的数学模型和方法来分析这种影响，但是必须考虑要研究的电力系统实际情况和电动汽车渗透率的范围和程度，负荷的多样性以及它们之间的交互作用,意味着电动汽车对电力系统的影响设计发电、输电和配电多个层面，这样需要把具体问题具体分析，而面向小区管理者分析这一问题是一个很好的选择。
现有技术都是直接对电力系统本身进行分析，对电力系统本身进行算法的优化，从而采取不同的手段对目标进行分析，方法众多。
专利CN104680256A提供了一种电动汽车充电负荷优化方法,所述方法包括：A、根据电动汽车用户的平均日行驶里程确定各时间段的充电需求；B、确定各时间段的光伏输出功率可提供的电动汽车充电数量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用电网低谷时间段充电为目标,得到电动汽车日充电负荷目标曲线。
专利CN104077635A提供了一种基于光伏发电系统的电动汽车充电站充电优化方法，其特征在于，该方法步骤包括S1、根据当日天气情况和电动汽车驾驶行为分别对当日的光伏发电特性曲线、电动汽车充电负荷和电动汽车数量进行预测；S2、根据步骤S1中预测的光伏发电特性曲线和电动汽车充电负荷，建立电动汽车用户价格响应模型和充电服务价格优化模型；S3、以光伏发电舍弃量最小为目标建立目标函数并求解，并根据求得的当日充电服务价格结果，进行充电站当日运营；S4、结束当日充电运营，根据当日实际情况修正下一日的充电负荷预测和电动汽车用户充电服务价格相应模型的拐点值；S5、根据修正的参数值，重复步骤S1至S3，优化第二日的充电站运营。
很多的优化方案采用了不同的数学模型和方法来分析这种影响，但是必须考虑要研究的电力系统实际情况和电动汽车渗透率的范围和程度，负荷的多样性以及它们之间的交互作用,意味着电动汽车对电力系统的影响设计发电、输电和配电多个层面，这样需要把具体问题具体分析，众多的方法无法让用户自我选择。
发明内容
本发明的目的就是在现有的技术手段上，在小区管理单元位置增加一个新的能源区域系统，在这里进行能源的交互。让新的能源管理系统在合适的时间和便宜的价格从电力系统中买电，在电力网络负荷不大的时候进行充电，从而让用户能够自我选择需要的电量和充电模式，不仅方便了用户的充电需求，还可以作为小区应急备用电源来使用。
为了达到上述目的，本发明提出一种小区分层能源管理系统，包括：
蓄电池组；
小区能量管理系统，连接于所述蓄电池组和电力网络；
蓄电池管理系统，连接于所述蓄电池组，并通过充放电接口连接于电动汽车；
应急备用电源，连接于所述蓄电池组。
进一步的，所述小区能量管理系统根据所述蓄电池组的荷电状态和电力网络进行交互。
进一步的，所述小区能量管理系统根据峰谷电的时间设定和所述电力网络进行交互。
进一步的，所述小区能量管理系统在谷电时间段内对所述蓄电池组进行充电。
进一步的，所述小区能量管理系统在峰电时间段内根据蓄电池组的荷电状态判断是否向所述电力网络售电。
进一步的，所述蓄电池管理系统根据用户设定时间对电动汽车进行充电，以便完成设定目标的充电电量。
进一步的，所述蓄电池管理系统根据用户设定从电动汽车获取电能向所述蓄电池组进行充电。
进一步的，所述应急备用电源对小区内应急备用设备进行供电。
本发明提出的小区分层能源管理系统，在小区管理单元位置增加一个新的能源区域系统，在这里进行能源的交互。让新的能源管理系统在合适的时间或者是便宜的价格从电力系统中买电，在电力网络负荷不大的时候进行充电。本发明能够让用户能够自我选择需要的电量和充电模式，在用户需要的时候充电，对电力系统来说，减轻了电力系统的负荷，提高电力系统的电能质量，减小了谐波污染，最大程度上消除了峰谷差，另外，还可以作为应急电源来使用。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的小区分层能源管理系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的小区分层能源管理系统结构示意图。本发明提出一种小区分层能源管理系统，包括：蓄电池组100；小区能量管理系统200，连接于所述蓄电池组100和电力网络300；蓄电池管理系统400，连接于所述蓄电池组100，并通过充放电接口连接于电动汽车500；应急备用电源600，连接于所述蓄电池组100。
根据本发明较佳实施例，所述小区能量管理系统根据所述蓄电池组的荷电状态和电力网络进行交互。SOC，全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。
进一步的，所述小区能量管理系统根据峰谷电的时间设定和所述电力网络进行交互。所述小区能量管理系统在谷电时间段内对所述蓄电池组进行充电。所述小区能量管理系统在峰电时间段内根据蓄电池组的荷电状态判断是否向所述电力网络售电。
电网的负荷曲线在每一天的变化是不同的，但是总会有峰值大的时刻，在这个时刻，对电网产生的危害是最大的时候，可能会导致电压的不稳定，电流谐波问题严重，导致电能质量的下降；而在峰值小的时刻，电网负荷低，用电的用户少，而且一般来说，电价比高峰时期的电价要便宜，所以这个时刻是最适合进行电能补充的时刻。小区的能源管理系统就可以根据最佳的充电时刻对小区的蓄电池组进行充电，寻求最优的解决方案(基于不同的优化目标和约束条件找到最佳的优化函数)。这样不管对于什么样的用电需求和充电目标来说，小区的能源管理系统总能找到最合适的响应，来为小区内的蓄电池组进行电能的补充。这样也解决了单一的优化，实现了优化的多样性，更有利于实际的系统运行。
根据本发明较佳实施例，所述蓄电池管理系统根据用户设定时间对电动汽车进行充电，以便完成设定目标的充电电量。所述蓄电池管理系统根据用户设定从电动汽车获取电能向所述蓄电池组进行充电。
蓄电池组就相当于一个大的储能单元，可以进行能量的分配利用，通过蓄电池组管理系统，用户可以设定所需要的电能和充电模式，在用户设定时间完成的时刻对电动汽车完成设定目标的充电电量，及时地为电动汽车充电。同样的，这个蓄电池管理系统是一个双向的交互平台，他不仅可以向电动汽车输出电能，也可以从电动汽车那里获取电能，当电动汽车有富余闲置的电量能够满足平常行驶需求时，也可以通过蓄电池管理系统向蓄电池组补充电能，从而蓄电池组可以为更需要充电的电动汽车充电，不仅如此，还可以作为电能生产机构向电力网络卖电能，补充电力网络的峰底，消除电力负荷的峰谷差，利于电力系统高效运行。
在电力网络和电动汽车中间，这样的蓄电池组能源管理系统就相当于一个能源中介，完成信息和能量的交互，对于电力网络和电动汽车用户来说，都是一个很好的选择。
进一步的，所述应急备用电源对小区内应急备用设备进行供电。
综上所述，本发明的特征就是面向小区管理者而言的，在小区的能源设施区域增加一个新的能源区域，可以是一个大的蓄电池组，在这里可以储存和分配电能。然后这个蓄电池组和小区的能源管理系统相连，根据蓄电池组的SOC状态，小区的能源管理系统和电网进行交互，及时进行信息和能量的传递。进行交互的时候可以考虑的方面有很多，比如使电网的负荷波动最小，消除大的峰值；或者是在电价最低的时候进行能量的传递，达到成本最小；在电力系统负荷不高的时候充电，降低电力系统的网损。这样，这样的蓄电池组给电动汽车充电的时候就可以不用考虑上述对电力系统的影响，真正的做到随用随充，方便了用户，对电网也减轻了负担。与此同时，这样的蓄电池组还可以作为小区的应急备用电源，解决停电的时候所需要的电能问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种小区分层能源管理系统，其特征在于，包括：
蓄电池组；
小区能量管理系统，连接于所述蓄电池组和电力网络；
蓄电池管理系统，连接于所述蓄电池组，并通过充放电接口连接于电动汽车；
应急备用电源，连接于所述蓄电池组。
2.根据权利要求1所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述小区能量管理系统根据所述蓄电池组的荷电状态和电力网络进行交互。
3.根据权利要求1所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述小区能量管理系统根据峰谷电的时间设定和所述电力网络进行交互。
4.根据权利要求3所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述小区能量管理系统在谷电时间段内对所述蓄电池组进行充电。
5.根据权利要求3所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述小区能量管理系统在峰电时间段内根据蓄电池组的荷电状态判断是否向所述电力网络售电。
6.根据权利要求1所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述蓄电池管理系统根据用户设定时间对电动汽车进行充电，以便完成设定目标的充电电量。
7.根据权利要求1所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述蓄电池管理系统根据用户设定从电动汽车获取电能向所述蓄电池组进行充电。
8.根据权利要求1所述的小区分层能源管理系统，其特征在于，所述应急备用电源对小区内应急备用设备进行供电。
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