CN105871029A - 一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法 - Google Patents

一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车充电领域，提供一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法，其中电动汽车有序充电智能管理系统包括终端网络云平台、电动汽车动力电池APP系统、有序充电智能管理模块、充电站管理系统、智能实施网络终端服务器、神经网络算法模块、退役电池移动式储能系统、储能逆变器。该发明具有的优点在于基于神经网络的电动汽车有序充电智能管理的控制系统，结合退役动力电池组建的移动式储能系统，对充电站内所有电动汽车动力电池的充放电时序进行智能管理和控制，实现区域电网的削峰填谷，降低充电站的购电成本，并实现电动汽车充电站运营效益最大化。

Description

一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法
技术领域
本发明属于电动汽车充电领域，尤其是涉及一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法。
背景技术
电动汽车的电池和驱动技术以及智能电网的快速发展，为电动汽车未来快速发展和普及提供了强大动力。电动汽车大量无序、随机充电可能会加剧电网负荷波动，充电负荷与原有峰值叠力口，将形成新的负荷，对配电网带来巨大影响，使电网能量损耗和经济效益恶化。
随着电动汽车的发展，采用集中控制方式对数量巨大的电动汽车进行有序充电控制将对电网电动汽车控制中心的计算能力提出很高的要求。国家激励政策和分段电价，引导大量用户利用晚间低谷进行夜间充电或延迟充电，避开高峰时段，这一方法在近期可有效实现大量充电负荷的转移，但存在一定局限性。
基于以上问题，急需开发一套全面的系统，这套系统可以针对较大区域内电动汽车充电站与控制中心的实时通信速度和可靠性问题，充电站能够迅速实时采集电动汽车充电信息，并根据电网实时状态，兼顾客户的充电需求，根据充电站现有电动汽车动力电池充电状况，结合智能实时终端网络服务器数据和区域电网分时电价机制，建立基于神经网络的有序充电智能管理的控制系统，结合退役动力电池组建的移动式储能系统，对充电站内所有电动汽车动力电池的充放电时序进行智能管理和控制，实现区域电网的削峰填谷，降低充电站的购电成本，并实现电动汽车充电站运营效益最大化。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车有序充电智能管理系统及有序充电控制方法。
为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：
一种电动汽车有序充电智能管理系统，包括终端网络云平台、电动汽车动力电池APP系统、有序充电智能管理模块、充电站管理系统、智能实施网络终端服务器、神经网络算法模块、退役电池移动式储能系统、储能逆变器；
终端网络云平台：采集用户电动车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程的实时数据信息，与智能实时终端服务器所采集到的信息进行信息实时交互；
电动汽车动力电池APP系统：通过终端网络云平台查询就近充电站内充电桩使用情况，通过蓝牙与车载电池能量管理系统实时通信，通过无线网络或移动数据网络将所在电动汽车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程信息传送至终端网络云平台，从信息交互总线调取数据经程序处理后完成用户数据查询、充电计费查询、消费金额显示、余额查询、车辆充电信息实时查询功能；
有序充电智能管理模块：将退役电池移动式储能充放电指令下发至第一储能电池能量管理系统，将属于充电桩的信息指令下发至充电桩，充电桩再将指令发送给充电站管理系统和充电站内的电动汽车上；
充电站管理系统：实时采集所有充电桩的充电和待机状态信息，通过用户电动汽车电池管理系统获取电动汽车电池容量、电池当前荷电状态；通过信息交互总线获取用户电动汽车动力电池APP系统传输的电动汽车预期的停留时间、离开时间和离开时的电动汽车电荷状态信息；
智能实时网络终端服务器：通过信息交互总线获取充电站管理系统的全部信息，包括充电桩及充电站内电动汽车的全部信息，通过信息交互总线获取第二储能电池能量管理系统的全部信息，包括储能逆变器和推移电池移动式储能系统的全部信息，通过信息交互中线获取区域电网调度信息，包括区域电网及区域电网用电负荷的全部信息，剔除全部垃圾信息，通过信息交互总线将所收集的各类信息传送至神经网络算法控制模块；
神经网络算法控制模块：对通过信息交互总线的到的数据进行优化求解，得到充电站有序充电和退役电池移动式储能系统的动作指令，将得到的各类指令分别发送到有序充电智能管理模块；
退役电池移动式储能系统：接收有序充电控制模块的储能充放电指令，经过储能逆变器发送给第二储能电池能量管理系统；
储能逆变器：将退役电池移动式储能系统传输的数据信息经过处理发送给第二储能电池能量管理系统，与区域电网互相交换信息，并将第二储能电池能量管理系统和区域电网传输的信息下发给退役电池移动式储能系统，实现电池能量旋转备用或区域电网的削峰填谷的功能；
一种利用电动汽车有序智能管理系统进行的有序充电控制方法，电动汽车充电负荷接入后，用户设置充电完成时间并将指令发送给充电桩，充电桩获取到电动汽车充电信息，然后发给充电站管理系统，充电站管理系统经过数据整理后再将信息发给智能实时网络终端服务器，退役电池移动式储能系统和区域电网用电负荷信息也将传送给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器将指令发送给神经网络算法控制模块，同时还将所有信息传送给终端网络云平台，如果用户进行预约充电，则将电动车充电信息上传给终端网络云平台，终端网络云平台还将接受到的上传信息发送给智能网络终端服务器，神经网络算法控制模块发出指令给有序充电控制模块后进行是否满足区域电网用电负荷判断；
如果区域电网满足其用电负荷，再判断充电站是否满足负荷削峰填谷需求，如果满足负荷削峰填谷则将信息发送给神经网络算法控制模块，神经网络算法控制模块经过计算后得出指令，并将指令发送给退役电池移动式储能系统配合区域电网完成削峰填谷并将此信息发送给智能实时网络终端服务器，如果不满足负荷削峰填谷，则也将信息反馈给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器结合峰谷电价差问题进行计算并发出可以完成充电站效益最大化的动作指令，并实时将信息反馈给智能实时网络终端服务器；
如果区域电网不满足其用电负荷需求，则将信息发送给退役电池移动式储能系统同时判断其是否满足放电需求，如果满足放电需求将指令发送给退役电池移动式储能系统配合充电站完成有序充电，同时反馈用户充电信息，如果不满足放电需求则将可完成的充电状况信息发送给用户后进行用户是否接受充电，如果接受充电则进行有序充电步骤，并将实时的用户充电信息反馈回终端服务器，退役电池移动式储能系统和充电桩等待最佳充电指令，如果用户不接受充电则进行用户是否等待充电判断，如果等待充电则等待最佳充电指令直至充电结束，如果用户不等待充电则直接进入到充电结束状态。
本发明具有的优点和积极效果是：基于神经网络的电动汽车有序充电智能管理的控制系统，结合退役动力电池组建的移动式储能系统，对充电站内所有电动汽车动力电池的充放电时序进行智能管理和控制，实现区域电网的削峰填谷，降低充电站的购电成本，并实现电动汽车充电站运营效益最大化。
附图说明
图1是本发明的电动汽车有序充电智能管理系统构架图；
图2是本发明的神经网络算法模块的拓扑结构图；
图3是本发明的神经网络算法模块的算法流程图；
图4是本发明的有序充电控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
如图1所示，一种电动汽车有序充电智能管理系统，包括终端网络云平台、电动汽车动力电池APP系统、有序充电智能管理模块、充电站管理系统、智能实施网络终端服务器、神经网络算法模块、退役电池移动式储能系统、储能逆变器；
终端网络云平台：采集用户电动车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程的实时数据信息，与智能实时终端服务器所采集到的信息进行信息实时交互；
电动汽车动力电池APP系统：通过终端网络云平台查询就近充电站内充电桩使用情况，通过蓝牙与车载电池能量管理系统实时通信，通过无线网络或移动数据网络将所在电动汽车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程信息传送至终端网络云平台，从信息交互总线调取数据经程序处理后完成用户数据查询、充电计费查询、消费金额显示、余额查询、车辆充电信息实时查询功能；
有序充电智能管理模块：将退役电池移动式储能充放电指令下发至第一储能电池能量管理系统，将属于充电桩的信息指令下发至充电桩，充电桩再将指令发送给充电站管理系统和充电站内的电动汽车上；
充电站管理系统：实时采集所有充电桩的充电和待机状态信息，通过用户电动汽车电池管理系统获取电动汽车电池容量、电池当前荷电状态；通过信息交互总线获取用户电动汽车动力电池APP系统传输的电动汽车预期的停留时间、离开时间和离开时的电动汽车电荷状态信息；
智能实时网络终端服务器：通过信息交互总线获取充电站管理系统的全部信息，包括充电桩及充电站内电动汽车的全部信息，通过信息交互总线获取第二储能电池能量管理系统的全部信息，包括储能逆变器和推移电池移动式储能系统的全部信息，通过信息交互中线获取区域电网调度信息，包括区域电网及区域电网用电负荷的全部信息，剔除全部垃圾信息，通过信息交互总线将所收集的各类信息传送至神经网络算法控制模块；
如图2、3所示，神经网络算法控制模块：对通过信息交互总线的到的数据进行优化求解，得到充电站有序充电和退役电池移动式储能系统的动作指令，将得到的各类指令分别发送到有序充电智能管理模块；
退役电池移动式储能系统：接收有序充电控制模块的储能充放电指令，经过储能逆变器发送给第二储能电池能量管理系统；
储能逆变器：将退役电池移动式储能系统传输的数据信息经过处理发送给第二储能电池能量管理系统，与区域电网互相交换信息，并将第二储能电池能量管理系统和区域电网传输的信息下发给退役电池移动式储能系统，实现电池能量旋转备用或区域电网的削峰填谷的功能。
如图4所示，一种利用电动汽车有序智能管理系统进行的有序充电控制方法，电动汽车充电负荷接入后，用户设置充电完成时间并将指令发送给充电桩，充电桩获取到电动汽车充电信息，然后发给充电站管理系统，充电站管理系统经过数据整理后再将信息发给智能实时网络终端服务器，退役电池移动式储能系统和区域电网用电负荷信息也将传送给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器将指令发送给神经网络算法控制模块，同时还将所有信息传送给终端网络云平台，如果用户进行预约充电，则将电动车充电信息上传给终端网络云平台，终端网络云平台还将接受到的上传信息发送给智能网络终端服务器，神经网络算法控制模块发出指令给有序充电控制模块后进行是否满足区域电网用电负荷判断；
如果区域电网满足其用电负荷再判断是否满足负荷削峰填谷条件，如果满足负荷削峰填谷则将信息发送给神经网络算法控制模块，神经网络算法控制模块经过计算后得出指令，并将指令发送给退役电池移动式储能系统配合区域电网完成削峰填谷并将此信息发送给智能实时网络终端服务器，如果不满足负荷削峰填谷，则也将信息反馈给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器结合峰谷电价差问题进行计算并发出可以完成充电站效益最大化的动作指令，并实时将信息反馈给智能实时网络终端服务器；
如果区域电网不满足其用电负荷，则将信息发送给终端服务器，并判断退役电池移动式储能系统是否满足放电需求，如果满足放电需求将指令发送给退役电池移动式储能系统配合充电站完成有序充电，同时反馈用户充电信息，如果不满足放电需求则将预计可完成的充电状况信息发送给用户，由用户选择是否接受充电，如果接受充电则进行有序充电步骤，并将实时的用户充电信息反馈回终端服务器，退役电池移动式储能系统和充电桩等待最佳充电指令，如果用户不接受充电则进行用户是否等待充电判断，如果等待充电则等待最佳充电指令直至充电结束，如果用户不等待充电则直接进入到充电结束状态。
本发明具有的优点和积极效果是：基于神经网络的有序充电智能管理的控制系统，结合退役动力电池组建的移动式储能系统，对充电站内所有电动汽车动力电池的充放电时序进行智能管理和控制，实现区域电网的削峰填谷，降低充电站的购电成本，并实现电动汽车充电站运营效益最大化。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.一种电动汽车有序充电智能管理系统，其特征在于：包括终端网络云平台、电动汽车动力电池APP系统、有序充电智能管理模块、充电站管理系统、智能实施网络终端服务器、神经网络算法模块、退役电池移动式储能系统、储能逆变器；
终端网络云平台：采集用户电动车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程的实时数据信息，与智能实时终端服务器所采集到的信息进行信息实时交互；
电动汽车动力电池APP系统：通过终端网络云平台查询就近充电站内充电桩使用情况，通过蓝牙与车载电池能量管理系统实时通信，通过无线网络或移动数据网络将所在电动汽车动力电池使用状态、充电时刻、日行驶里程信息传送至终端网络云平台，从信息交互总线调取数据经程序处理后完成用户数据查询、充电计费查询、消费金额显示、余额查询、车辆充电信息实时查询功能；
有序充电智能管理模块：将退役电池移动式储能充放电指令下发至第一储能电池能量管理系统，将属于充电桩的信息指令下发至充电桩，充电桩再将指令发送给充电站管理系统和充电站内的电动汽车上；
充电站管理系统：实时采集所有充电桩的充电和待机状态信息，通过用户电动汽车电池管理系统获取电动汽车电池容量、电池当前荷电状态；通过信息交互总线获取用户电动汽车动力电池APP系统传输的电动汽车预期的停留时间、离开时间和离开时的电动汽车电荷状态信息；
智能实时网络终端服务器：通过信息交互总线获取充电站管理系统的全部信息，包括充电桩及充电站内电动汽车的全部信息，通过信息交互总线获取第二储能电池能量管理系统的全部信息，包括储能逆变器和推移电池移动式储能系统的全部信息，通过信息交互中线获取区域电网调度信息，包括区域电网及区域电网用电负荷的全部信息，剔除全部垃圾信息，通过信息交互总线将所收集的各类信息传送至神经网络算法控制模块；
神经网络算法控制模块：对通过信息交互总线的到的数据进行优化求解，得到充电站有序充电和退役电池移动式储能系统的动作指令，将得到的各类指令分别发送到有序充电智能管理模块；
退役电池移动式储能系统：接收有序充电控制模块的储能充放电指令，经过 储能逆变器发送给第二储能电池能量管理系统；
储能逆变器：将退役电池移动式储能系统传输的数据信息经过处理发送给第二储能电池能量管理系统，与区域电网互相交换信息，并将第二储能电池能量管理系统和区域电网传输的信息下发给退役电池移动式储能系统，实现电池能量旋转备用或区域电网的削峰填谷的功能。
2.一种利用权利要求1所述的系统进行的有序充电控制方法，其特征在于：电动汽车充电负荷接入后，用户设置充电信息并将指令发送给充电桩，充电桩获取到电动汽车充电信息，然后发给充电站管理系统，充电站管理系统经过数据整理后再将信息发给智能实时网络终端服务器，退役电池移动式储能系统和区域电网用电负荷信息也将传送给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器将指令发送给神经网络算法控制模块，同时还将所有信息传送给终端网络云平台，如果用户进行预约充电，则将电动车充电信息上传给终端网络云平台，终端网络云平台还将接受到的上传信息发送给智能网络终端服务器，神经网络算法控制模块发出指令给有序充电控制模块后判断区域电网是否满足其用电负荷需求；
如果满足区域电网用电负荷需求，再判断充电站具备满足负荷削峰填谷条件，如果满足负荷削峰填谷则将信息发送给神经网络算法控制模块，神经网络算法控制模块经过计算后得出指令，并将指令发送给退役电池移动式储能系统配合区域电网完成削峰填谷并将此信息发送给智能实时网络终端服务器，如果不满足负荷削峰填谷，则也将信息反馈给智能网络终端服务器，智能实时网络终端服务器结合峰谷电价差问题进行计算并发出可以完成充电站效益最大化的动作指令，并实时将信息反馈给智能实时网络终端服务器；
如果区域电网不满足其用电负荷需求，则将信息发送给终端服务器，并判断退役电池移动式储能系统是否满足放电需求，如果满足放电需求，将指令发送给退役电池移动式储能系统配合充电站完成有序充电，同时反馈用户充电信息，如果不满足放电需求则将可完成的充电状况信息发送给用户后进行用户是否接受充电，如果接受充电则进行有序充电步骤，并将实时的用户充电信息反馈回，退役电池移动式储能系统和充电桩等待最佳服务器下发充电指令，如果用户不接受充电则进行用户是否等待充电判断，如果等待充电则等待最佳充电指令直至充电结束，如果用户不等待充电则直接进入到充电结束状态。
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