CN105978058A - 充换电站充电效率的计算方法和装置 - Google Patents

充换电站充电效率的计算方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充换电站充电效率的计算方法和装置。其中，该方法包括：获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，第一目标动力电池为目标时刻充换电站内电量满电的动力电池，第二目标动力电池为目标时刻电量低于预设电量的动力电池；判断第一目标动力电池的数量是否小于第二目标动力电池的数量；在判断出第一目标动力电池的数量大于或者等于第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，第三目标动力电池为目标时刻充换电站内正在充电的动力电池；根据充换电站内充电机的数量和第三目标动力电池的数量计算充电效率。本发明解决了现有技术中无法计算充换电站的充电效率的技术问题。

Description

充换电站充电效率的计算方法和装置
技术领域
本发明涉及充换电站领域，具体而言，涉及一种充换电站充电效率的计算方法和装置。
背景技术
电动车(例如，电动公交车、电动清洁车、电动乘用车等)具有高效、清洁等特点，能够降低石油依赖性和尾气排放，被广泛的应用。随着电动车的广泛应用，为电动车的用户提供充换电服务的充换电站的数量也越来越多。为了提高充换电站的运行效率，降低运行成本，充换电站的工作人员需要掌握充换电站在一段时间内的充电效率，进而根据充换电站充电效率的变化情况来调整充换电站内充电机以及动力电池的数量等，从而提高充换电站的运行效率。但现有技术中没有计算充换电站的充电效率的方案。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种充换电站充电效率的计算方法和装置，以至少解决现有技术中无法计算充换电站的充电效率的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种充换电站充电效率的计算方法，包括：获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，所述第一目标动力电池为目标时刻所述充换电站内电量满电的动力电池，所述第二目标动力电池为所述目标时刻电量低于预设电量的动力电池；判断所述第一目标动力电池的数量是否小于所述第二目标动力电池的数量；在判断出所述第一目标动力电池的数量大于或者等于所述第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，所述第三目标动力电池为所述目标时刻所述充换电站内正在充电的动力电池；以及根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率。
进一步地，根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率包括：根据公式计算所述充电效率，其中，p为所述充电效率，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，NC为所述充电机的数量，t为所述目标时刻。
进一步地，在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及判断所述充电策略是否为无序充电，其中，在判断出所述充电策略为无序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括：根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算所述第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，Nev(t)为所述第二目标动力电池的数量，t为所述目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻所述充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
进一步地，在计算第三目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及判断所述充电策略是否为有序充电，其中，在判断出所述充电策略为有序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括：根据公式其中，F(t)为电价成本，t为所述目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为所述目标时刻t处于[t1,t2]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为所述目标时刻t处于[t3,t4]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为所述目标时刻t处于[t5,t6]时，所述第三目标动力电池的数量。
进一步地，在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样；按照预设时间间隔对所述预设时间段进行分割，得到多个目标时刻；获取每个所述目标时刻对应的换电需求次数；根据多个所述目标时刻对应的换电需求次数确定所述充换电站内动力电池的数量。
进一步地，对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样的方式包括以下至少之一：获取所述充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；获取所述充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；获取所述充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种充换电站充电效率的计算装置，包括：第一获取单元，用于获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，所述第一目标动力电池为目标时刻所述充换电站内电量满电的动力电池，所述第二目标动力电池为所述目标时刻电量低于预设电量的动力电池；第一判断单元，用于判断所述第一目标动力电池的数量是否小于所述第二目标动力电池的数量；第一计算单元，用于在判断出所述第一目标动力电池的数量大于或者等于所述第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，所述第三目标动力电池为所述目标时刻所述充换电站内正在充电的动力电池；以及第二计算单元，用于根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率。
进一步地，所述第二计算单元包括：第一计算模块，用于根据公式计算所述充电效率，其中，p为所述充电效率，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，NC为所述充电机的数量，t为所述目标时刻。
进一步地，所述装置还包括：第二获取单元，用于在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及第二判断单元，用于判断所述充电策略是否为无序充电，其中，所述第一计算单元包括：第二计算模块，用于在判断出所述充电策略为无序充电的情况下，根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算所述第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，Nev(t)为所述第二目标动力电池的数量，t为所述目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻所述充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
进一步地，所述装置还包括：第三获取单元，用于在计算第三目标动力电池的数量之前，获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及第三判断单元，用于判断所述充电策略是否为有序充电，其中，所述第一计算单元包括：第三计算模块，用于在判断出所述充电策略为有序充电的情况下，根据公式其中，F(t)为电价成本，t为所述目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为所述目标时刻t处于[t1,t2]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为所述目标时刻t处于[t3,t4]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为所述目标时刻t处于[t5,t6]时，所述第三目标动力电池的数量。
进一步地，所述装置还包括：采样单元，用于在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样；分割单元，用于按照预设时间间隔对所述预设时间段进行分割，得到多个目标时刻；第四获取单元，用于获取每个所述目标时刻对应的换电需求次数；确定单元，用于根据多个所述目标时刻对应的换电需求次数确定所述充换电站内动力电池的数量。
进一步地，所述采样单元包括以下至少之一：第一获取模块，用于获取所述充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；第二获取模块，用于获取所述充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；第三获取模块，用于获取所述充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数。
在本发明实施例中，采用获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，所述第一目标动力电池为目标时刻所述充换电站内电量满电的动力电池，所述第二目标动力电池为所述目标时刻电量低于预设电量的动力电池；判断所述第一目标动力电池的数量是否小于所述第二目标动力电池的数量；在判断出所述第一目标动力电池的数量大于或者等于所述第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，所述第三目标动力电池为所述目标时刻所述充换电站内正在充电的动力电池；以及根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率。通过充换电站在目标时刻能够满足用户需要提供换电服务的动力电池的数量的情况下，根据目标时刻该充换电站内正在充电的动力电池的数量和该充换电站内所设置充电机的数量来计算充电效率，解决了现有技术中无法计算充换电站的充电效率的技术问题，达到了计算充换电站的充电效率的技术效果。此外，充换电站的工作人员利用本发明计算出的充电效率，可以得到充换电站充电效率的变化状态，由于上述变化状态能够直观的反映出充换电站的整体运行效率，进而工作人员可以以此为依据对充换电站的充电策略、充电机以及充电电池的数量等进行调整，以进一步提高充换电站的运行效率或者使用率。
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一种充换电站充电效率的计算方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的另一种充换电站充电效率的计算方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的又一种充换电站充电效率的计算方法的流程框图；以及
图4是根据本发明实施例的一种充换电站充电效率的计算装置的示意图。
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。
根据本发明实施例，提供了一种充换电站充电效率的计算方法的方法实施例，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1是根据本发明实施例的一种充换电站充电效率的计算方法的流程图，如图1所示，该方法包括步骤S102至步骤S108，具体如下：
步骤S102，获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，第一目标动力电池为目标时刻充换电站内电量满电的动力电池，第二目标动力电池为目标时刻电量低于预设电量的动力电池。
具体地，第一目标动力电池也就是目标时刻充换电站内能够提供换电服务的动力电池，第二目标动力电池也就是目标时刻充换电站内需要接受换电服务的动力电池。预设电量可以根据需求设置，例如，5％。目标时刻可以为任一时刻。
步骤S104，判断第一目标动力电池的数量是否小于第二目标动力电池的数量。
步骤S106，在判断出第一目标动力电池的数量大于或者等于第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，第三目标动力电池为目标时刻充换电站内正在充电的动力电池。
步骤S108，根据充换电站内充电机的数量和第三目标动力电池的数量计算充电效率。具体地，充电机为用于对动力电池充电的充电设备。
在本发明实施例中，通过充换电站在目标时刻能够满足用户需要提供换电服务的动力电池的数量的情况下，根据目标时刻该充换电站内正在充电的动力电池的数量和该充换电站内所设置充电机的数量来计算充电效率，解决了现有技术中无法计算充换电站的充电效率的技术问题，达到了计算充换电站的充电效率的技术效果。此外，充换电站的工作人员利用本发明计算出的充电效率，可以得到充换电站充电效率的变化状态，由于上述变化状态能够直观的反映出充换电站的整体运行效率，进而工作人员可以以此为依据对充换电站的充电策略、充电机以及充电电池的数量等进行调整，以进一步提高充换电站的运行效率或者使用率。
可选地，根据充换电站内充电机的数量和第三目标动力电池的数量计算充电效率包括：根据公式计算充电效率，其中，p为充电效率，Ncb(t)为第三目标动力电池的数量，NC为充电机的数量，t为目标时刻。
具体地，充电效率越高，说明本充换电站的运行效率越高。
可选地，在本发明实施例中，在获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量之前，方法还包括步骤S1至步骤S3，具体如下：
步骤S1，获取充换电站的充电策略，其中，充电策略为有序充电和无序充电中的任一种。
具体地，充换电站的充电策略是指对充换电站内动力电池的充电策略。充电策略一般分无序充电和有序充电两种。其中，无序充电是一种随机的即刻充电方式，对于电动乘用车而言，通常根据用户需求进行，对于电动公交车或者电动乘用车而言，可以在电动公交车或者电动乘用车的动力电池的电池容量(即，电量)低于预设阈值(即，预设电量)或者最后一次返回后开始充电；有序充电是指合理安排电池充电计划，将充电负荷作为能控负荷对其进行调度，以优化电网运行，降低换电站运行成本。
步骤S3，判断充电策略是否为无序充电。
其中，在判断出充电策略为无序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括步骤S1061，具体如下：
步骤S1061，根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为第三目标动力电池的数量，Nev(t)为第二目标动力电池的数量，t为目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
具体地，上述步骤S1061中的公式也可以称为无序充电的充电时间尺度模型，上述充电时间尺度模型是结合充电机的功率建立的，充电机的功率由动力电池的剩余电量(SOC)和充电时间决定。
在充电策略为无序充电的情况下，所有的动力电池被换下后将立即采用慢充模式充电，而不考虑电网峰谷特性的影响。
通过本发明实施例的无序充电的充电时间尺度模型能够较为准确的计算出目标时刻正在充电的动力电池的数量，为计算充电效率提供了准确的数据基础。
可选地，在计算第三目标动力电池的数量之前，方法还包括步骤S5至步骤S7，具体如下：
步骤S5，获取充换电站的充电策略，其中，充电策略为有序充电和无序充电中的任一种。
步骤S7，判断充电策略是否为有序充电。
其中，在判断出充电策略为有序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括步骤S1063，具体如下：
步骤S1063，根据公式其中，F(t)为电价成本，t为目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为目标时刻t处于[t1,t2]时，第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为目标时刻t处于[t3,t4]时，第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为目标时刻t处于[t5,t6]时，第三目标动力电池的数量。
具体地，峰段电价C1即为高峰时段用电电价，谷段电价C2即为低谷时段电价，平段电价C3即为平时段用电电价。
具体地，上述步骤S1063中的公式也可以称为有序充电的充电时间尺度模型，上述充电时间尺度模型从换电站运行成本角度考虑，将充电总费用作为优化变量，以降低充电成本作为充电优化控制目标。为减少电池充电的电费，在满足车辆使用的前提下，合理安排电池开始充电时间是关键因素。有序充电的充电时间尺度模型考虑了充电峰谷电价，利用合理的优化算法，以充电电费最低为目标来指导换电站的运行，可有效降低换电站的充电费用，减少换电站负荷的峰谷差。
需要说明的是，由于全国各地区的峰谷分时时间有所不同，所以t1、t2、t3、t4、t5和t6所表示的具体时间根据充换电站所在地区决定。
还需说明的是，Ncb1(t)、Ncb2(t)和Ncb3(t)应满足使得电价成本F(t)的取值最小，充换电站以电价成本最小为原则，设计充电计划，即[t1,t2]内进行充电的动力电池的数量、[t3,t4]内进行充电的动力电池的数量以及[t5,t6]内进行充电的动力电池的数量，实现有序充电过程中花费最少的电价使得该充换电站内的动力电池均被充满电。也即，上述公式中的Ncb1(t)、Ncb2(t)和Ncb3(t)通过电价成本F(t)确定。
假设，某个充换电站有20个动力电池，基于有序充电的充电时间尺度模型对Ncb1(t)、Ncb2(t)和Ncb3(t)的取值各种组合的计算得出，在满足用户正常所需换电服务的前提下，Ncb1(t)为3，Ncb2(t)为10，Ncb3(t)为7时，电价成本最低，则当目标时刻t处于[t1,t2]时，对充换电站内的3个动力电池进行充电；当目标时刻t处于[t3,t4]时，对充换电站内的10个动力电池进行充电；当目标时刻t处于[t5,t6]时，对充换电站内的7个动力电池进行充电。
通过本发明实施例的有序充电的充电时间尺度模型能够较为准确的计算出目标时刻正在充电的动力电池的数量，为计算充电效率提供了准确的数据基础。
可选地，在获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量之前，方法还包括步骤S9至步骤S15，具体如下：
步骤S9，对充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样。
具体地，换电需求次数即为需要提供换电服务的次数，上述换电服务可以来自于电动乘用车，也可以来自于电动环卫车，还可以来自于电动公交车，具体由充换电站的服务对象决定。预设时间段的时长可以为一个星期，也可以为一个月，不同服务对象对应的预设时间段的时长可以相同，也可以不同。
步骤S11，按照预设时间间隔对预设时间段进行分割，得到多个目标时刻。
具体地，预设时间间隔可以根据用户需求设置，例如，每小时等。
步骤S13，获取每个目标时刻对应的换电需求次数。
步骤S15，根据多个目标时刻对应的换电需求次数确定充换电站内动力电池的数量。
具体地，充换电站内设置的动力电池的数量要大于等于多个目标时刻对应的换电需求次数中最高的换电需求次数。例如，目标时刻有5个，分别为A、B、C、D和E，上述5个目标时刻对应的换电需求次数依次为：20次、50次、10次、30次和10次，则该充换电池内至少要设置50个动力电池。
在本发明实施例中，通过对充换电站在一段时间内接收到的换电需求次数采样，进而根据采样得到的换电需求次数来确定充换电站内动力电池数量，此种确定动力电池数量的方式与该充换电站的动力电池实际使用情况较为贴切，避免了在充换电站内设置过多的动力电池造成资源浪费的情况。
可选地，对充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样的方式包括以下至少之一：获取充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；获取充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；获取充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数。
具体地，由于电动公交车的换电需求较为固定，则采样周期(即，第一预设时间段)可以为1周。同样的，电动环卫车的采样周期(即，第二预设时间段)也可以为一周。电动乘用车因其换电需求的随机性和不可控性，则采样周期(即，第三预设时间段)应相对较长，可以为1个月。
需要对充换电站的每个服务对象都进行换电需求次数的采样。当服务对象为多个时，将同一目标时刻对应的多个换电需求次数进行求和，这样就可以得到该目标时刻对应的最终换电需求次数，进而根据每个目标时刻对应的最终换电次数来确定该充换电站内应设置的动力电池的数量。
图2是根据本发明实施例的另一种充换电站充电效率的计算方法的流程图。参见图2，本发明实施例包括步骤S202至步骤S208，具体如下：
步骤S202，对预设时间段内充换电站接收到的换电需求次数进行采样，根据采样得到的数据确定该充换电站的动力电池的数量。具体确定动力电池数量的过程可以参照上述实施例，在此不再重复赘述。
步骤S204，判断该充换电站是否满足充裕度条件：Nfullsoc(t)≥Nev(t)。具体地，该步骤相当于步骤S102，其中，Nfullsoc(t)即为步骤S102中的第一目标动力电池，Nev(t)即为步骤S102中的第二目标动力电池，t为目标时刻。在判断出该充换电站满足充裕度条件的情况下，执行步骤S206；在判断出该充换电站不满足充裕度条件的情况下，说明该充换电站不能满足日常乘用车的换电需求，不将该充换电站纳入充电效率的计算范围，则结束对该充换电站充电效率的计算。
步骤S206，获取充换电站的充电策略。具体地，充电策略包括有序充电或者无序充电。该步骤同步骤S1或者S5，在此不再重复说明。
步骤S208，根据充电策略和充电机的数量计算该充换电站在目标时刻t时的充电效率。
具体地，当充电策略为无序充电时，先根据上述实施例中无序充电的充电时间尺度模型计算出目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量，进而根据目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量和充换电站内充电机的数量计算出该充换电站的充电效率。当充电策略为有序充电时，先根据上述实施例中有序充电的充电时间尺度模型计算出目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量，进而根据目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量和充换电站内充电机的数量计算出该充换电站的充电效率。
通过本发明实施例所提供的充电效率的计算方法，能够较为准确的计算出充换电站的充电效率，从而能够依据上述充电效率指导充换电站的经济运行，进而提高充换电站的实际运行效率。
图3是根据本发明实施例的又一种充换电站充电效率的计算方法的流程框图。参见图3可知，本发明实施例所提供的充换电站充电效率的计算方法主要包括三部分，分别是换电需求评估、充裕度评估以及充电效率评估，其中：
首先，对充换电站进行换电需求评估，换电需求评估即为换电需求次数的评估，可以通过对换电需求次数的评估得到充换电站内设置的动力电池的数量。换电需求评估有两种方式，一种是数据采样，另一种是负荷预测的方式。当评估方式为数据采样时，需要分别对电动公交车、电动环卫车和电动乘用车在一段时间内的换电需求次数进行采样。其中，对电动公交车的换电需求采样周期为一周，对电动环卫车的换电需求采样周期为一周，对电动乘用车的换电需求采样周期为一个月。当评估方式为负荷预测时，电工公交车与环卫车分不同行车路线进行预测，电动车分不同时段进行预测，并根据上述预测数据得出该充换电站的换电需求。
其次，对该充换电站进行充裕度评估。具体地，首先判断该充换电站是否满足充裕度条件：Nfullsoc(t)≥Nev(t)，在判断出该充换电站满足充裕度条件：Nfullsoc(t)≥Nev(t)的情况下，获取该充换电站的充电策略，并判断充电策略是否为无序充电。在判断出该充换电站的充电策略为无序充电的情况下，根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算出目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量；在判断出该充换电站的充电策略为有序充电的情况下，根据并以电价最低为原则，得到目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池(即，上述实施例中的第三目标动力电池)的数量。
最后，对充换电站的充电效率进行评估，也即计算充换电站的充电效率。具体地，根据目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池的数量以及充换电站内充电机的数量计算该充换电站的充电效率。可以根据公式计算出充换电站的充电效率，其中，p为充电效率，Ncb(t)为目标时刻t充换电站内正在充电的动力电池的数量，NC为充电机的数量，t为目标时刻。
需要说明的是，若充换电站的充电策略为有序充电，Ncb(t)为Ncb1(t)、Ncb2(t)和Ncb3(t)中的任意一个，具体根据目标时刻t所处的时间段决定。当目标时刻t处于[t1,t2]时，Ncb(t)即为Ncb1(t)为；当目标时刻t处于[t3,t4]时，Ncb(t)即为Ncb2(t)；当目标时刻t处于[t5,t6]时，Ncb(t)即为Ncb3(t)。
根据本发明实施例，还提供了一种充换电站充电效率的计算装置，用于执行本发明实施例上述内容所提供的计算方法，以下对本发明实施例所提供的充换电站充电效率的计算装置做具体介绍：
图4是根据本发明实施例的一种充换电站充电效率的计算装置的示意图，如图4所示，该计算装置主要包括第一获取单元41、第一判断单元43、第一计算单元45和第二计算单元47，其中：
第一获取单元41用于获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，第一目标动力电池为目标时刻充换电站内电量满电的动力电池，第二目标动力电池为目标时刻电量低于预设电量的动力电池。
具体地，第一目标动力电池也就是目标时刻充换电站内能够提供换电服务的动力电池，第二目标动力电池也就是目标时刻充换电站内需要接受换电服务的动力电池。预设电量可以根据需求设置，例如，5％。目标时刻可以为任一时刻。
第一判断单元43用于判断第一目标动力电池的数量是否小于第二目标动力电池的数量。
第一计算单元45用于在判断出第一目标动力电池的数量大于或者等于第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，第三目标动力电池为目标时刻充换电站内正在充电的动力电池。
第二计算单元47用于根据充换电站内充电机的数量和第三目标动力电池的数量计算充电效率。
在本发明实施例中，通过充换电站在目标时刻能够满足用户需要提供换电服务的动力电池的数量的情况下，根据目标时刻该充换电站内正在充电的动力电池的数量和该充换电站内所设置充电机的数量来计算充电效率，解决了现有技术中无法计算充换电站的充电效率的技术问题，达到了计算充换电站的充电效率的技术效果。此外，充换电站的工作人员利用本发明计算出的充电效率，可以得到充换电站充电效率的变化状态，由于上述变化状态能够直观的反映出充换电站的整体运行效率，进而工作人员可以以此为依据对充换电站的充电策略、充电机以及充电电池的数量等进行调整，以进一步提高充换电站的运行效率或者使用率。
可选地，第二计算单元47包括第一计算模块。其中，第一计算模块用于根据公式计算充电效率，其中，p为充电效率，Ncb(t)为第三目标动力电池的数量，NC为充电机的数量，t为目标时刻。具体地，充电效率越高，说明本充换电站的运行效率越高。
可选地，在本发明实施例中，充换电站充电效率的计算装置还包括第二获取单元和第二判断单元，其中，第二获取单元，用于在获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量之前，获取充换电站的充电策略，其中，充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；第二判断单元，用于判断充电策略是否为无序充电。
其中，第一计算单元45包括第二计算模块。具体地，第二计算模块用于在判断出充电策略为无序充电的情况下，根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为第三目标动力电池的数量，Nev(t)为第二目标动力电池的数量，t为目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
具体地，上述第二计算模块中的公式也可以称为无序充电的充电时间尺度模型，上述充电时间尺度模型是结合充电机的功率建立的，充电机的功率由动力电池的剩余电量(SOC)和充电时间决定。
在充电策略为无序充电的情况下，所有的动力电池被换下后将立即采用慢充模式充电，而不考虑电网峰谷特性的影响。
通过本发明实施例的无序充电的充电时间尺度模型能够较为准确的计算出目标时刻正在充电的动力电池的数量，为计算充电效率提供了准确的数据基础。
可选地，在本发明实施例中，充换电站充电效率的计算装置还包括第三获取单元和第三判断单元。其中，第三获取单元用于在计算第三目标动力电池的数量之前，获取充换电站的充电策略，其中，充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；第三判断单元用于判断充电策略是否为有序充电。
其中，第一计算单元包括第三计算模块。具体地，第三计算模块用于在判断出充电策略为有序充电的情况下，根据公式其中，F(t)为电价成本，t为目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为目标时刻t处于[t1,t2]时，第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为目标时刻t处于[t3,t4]时，第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为目标时刻t处于[t5,t6]时，第三目标动力电池的数量。
具体地，峰段电价C1即为高峰时段用电电价，谷段电价C2即为低谷时段电价，平段电价C3即为平时段用电电价。
具体地，上述第三计算模块中的公式也可以称为有序充电的充电时间尺度模型，上述充电时间尺度模型从换电站运行成本角度考虑，将充电总费用作为优化变量，以降低充电成本作为充电优化控制目标。为减少电池充电的电费，在满足车辆使用的前提下，合理安排电池开始充电时间是关键因素。有序充电的充电时间尺度模型考虑了充电峰谷电价，利用合理的优化算法，以充电电费最低为目标来指导换电站的运行，可有效降低换电站的充电费用，减少换电站负荷的峰谷差。
通过本发明实施例的有序充电的充电时间尺度模型能够较为准确的计算出目标时刻正在充电的动力电池的数量，为计算充电效率提供了准确的数据基础。
可选地，在本发明实施例中，充换电站充电效率的计算装置还包括采样单元、分割单元、第四获取单元和确定单元，其中：
采样单元用于在获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量之前，对充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样。
具体地，换电需求次数即为需要提供换电服务的次数，上述换电服务可以来自于电动乘用车，也可以来自于电动环卫车，还可以来自于电动公交车，具体由充换电站的服务对象决定。预设时间段的时长可以为一个星期，也可以为一个月，不同服务对象对应的预设时间段的时长可以相同，也可以不同。
分割单元用于按照预设时间间隔对预设时间段进行分割，得到多个目标时刻。具体地，预设时间间隔可以根据用户需求设置，例如，每小时等。
第四获取单元用于获取每个目标时刻对应的换电需求次数。
确定单元用于根据多个目标时刻对应的换电需求次数确定充换电站内动力电池的数量。
在本发明实施例中，通过对充换电站在一段时间内接收到的换电需求次数采样，进而根据采样得到的换电需求次数来确定充换电站内动力电池数量，此种确定动力电池数量的方式与该充换电站的动力电池实际使用情况较为贴切，避免了在充换电站内设置过多的动力电池造成资源浪费的情况。
具体地，采样单元包括以下至少之一：第一获取模块，用于获取充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；第二获取模块，用于获取充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；第三获取模块，用于获取充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数
具体地，由于电动公交车的换电需求较为固定，则采样周期(即，第一预设时间段)可以为1周。同样的，电动环卫车的采样周期(即，第二预设时间段)也可以为一周。电动乘用车因其换电需求的随机性和不可控性，则采样周期(即，第三预设时间段)应相对较长，可以为1个月。
需要对充换电站的每个服务对象都进行换电需求次数的采样。当服务对象为多个时，将同一目标时刻对应的多个换电需求次数进行求和，这样就可以得到该目标时刻对应的最终换电需求次数，进而根据每个目标时刻对应的最终换电次数来确定该充换电站内应设置的动力电池的数量。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种充换电站充电效率的计算方法，其特征在于，包括：
获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，所述第一目标动力电池为目标时刻所述充换电站内电量满电的动力电池，所述第二目标动力电池为所述目标时刻电量低于预设电量的动力电池；
判断所述第一目标动力电池的数量是否小于所述第二目标动力电池的数量；
在判断出所述第一目标动力电池的数量大于或者等于所述第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，所述第三目标动力电池为所述目标时刻所述充换电站内正在充电的动力电池；以及
根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率包括：
根据公式计算所述充电效率，其中，p为所述充电效率，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，NC为所述充电机的数量，t为所述目标时刻。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：
获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及
判断所述充电策略是否为无序充电，
其中，在判断出所述充电策略为无序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括：
根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算所述第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，Nev(t)为所述第二目标动力电池的数量，t为所述目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻所述充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算第三目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：
获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及
判断所述充电策略是否为有序充电，
其中，在判断出所述充电策略为有序充电的情况下，计算第三目标动力电池的数量包括：
根据公式其中，F(t)为电价成本，t为所述目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为所述目标时刻t处于[t1,t2]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为所述目标时刻t处于[t3,t4]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为所述目标时刻t处于[t5,t6]时，所述第三目标动力电池的数量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，所述方法还包括：
对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样；
按照预设时间间隔对所述预设时间段进行分割，得到多个目标时刻；
获取每个所述目标时刻对应的换电需求次数；
根据多个所述目标时刻对应的换电需求次数确定所述充换电站内动力电池的数量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样的方式包括以下至少之一：
获取所述充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；
获取所述充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；
获取所述充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数。
7.一种充换电站充电效率的计算装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取第一目标动力电池的数量以及第二目标动力电池的数量，其中，所述第一目标动力电池为目标时刻所述充换电站内电量满电的动力电池，所述第二目标动力电池为所述目标时刻电量低于预设电量的动力电池；
第一判断单元，用于判断所述第一目标动力电池的数量是否小于所述第二目标动力电池的数量；
第一计算单元，用于在判断出所述第一目标动力电池的数量大于或者等于所述第二目标动力电池的数量的情况下，计算第三目标动力电池的数量，其中，所述第三目标动力电池为所述目标时刻所述充换电站内正在充电的动力电池；以及
第二计算单元，用于根据所述充换电站内充电机的数量和所述第三目标动力电池的数量计算所述充电效率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：
第一计算模块，用于根据公式计算所述充电效率，其中，p为所述充电效率，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，NC为所述充电机的数量，t为所述目标时刻。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二获取单元，用于在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及
第二判断单元，用于判断所述充电策略是否为无序充电，
其中，所述第一计算单元包括：
第二计算模块，用于在判断出所述充电策略为无序充电的情况下，根据公式Ncb(t)＝Nev(t)+Ncb(t-1)-N(t)计算所述第三目标动力电池的数量，其中，Ncb(t)为所述第三目标动力电池的数量，Nev(t)为所述第二目标动力电池的数量，t为所述目标时刻，Ncb(t-1)为目标时刻t的前一时刻所述充换电站内正在充电的动力电池的数量，N(t)为在目标时刻t完成充电的动力电池的数量。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三获取单元，用于在计算第三目标动力电池的数量之前，获取所述充换电站的充电策略，其中，所述充电策略为有序充电和无序充电中的任一种；以及
第三判断单元，用于判断所述充电策略是否为有序充电，
其中，所述第一计算单元包括：
第三计算模块，用于在判断出所述充电策略为有序充电的情况下，根据公式其中，F(t)为电价成本，t为所述目标时刻，C1为峰段电价，C2为谷段电价，C3为平段电价，t1为峰段电价C1对应的起始时间，t2为峰段电价C1对应的结束时间，t3为谷段电价C2对应的起始时间，t4为谷段电价C2对应的结束时间，t5为平段电价C3对应的起始时间，t6为平段电价C3对应的结束时间，Ncb1(t)为所述目标时刻t处于[t1,t2]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb2(t)为所述目标时刻t处于[t3,t4]时，所述第三目标动力电池的数量，Ncb3(t)为所述目标时刻t处于[t5,t6]时，所述第三目标动力电池的数量。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
采样单元，用于在获取所述第一目标动力电池的数量以及所述第二目标动力电池的数量之前，对所述充换电站在预设时间段内接收到的换电需求次数进行采样；
分割单元，用于按照预设时间间隔对所述预设时间段进行分割，得到多个目标时刻；
第四获取单元，用于获取每个所述目标时刻对应的换电需求次数；
确定单元，用于根据多个所述目标时刻对应的换电需求次数确定所述充换电站内动力电池的数量。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述采样单元包括以下至少之一：
第一获取模块，用于获取所述充换电站在第一预设时间段内接收到的电动公交车的换电需求次数；
第二获取模块，用于获取所述充换电站在第二预设时间段内接收到的电动环卫车的换电需求次数；
第三获取模块，用于获取所述充换电站在第三预设时间段内接收到的电动乘用车的换电需求次数。
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