CN107199903A - 一种电动汽车接入配电网的智能充电策略 - Google Patents

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李祥莹
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Abstract

本发明涉及一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电的策略，其特征在于包括以下步骤：(1)赋予每一辆电动汽车唯一的地址；(2)采集各个电动汽车的充电功率、起始荷电状态和电池容量的信息；(3)计算出每辆电动汽车的充电时长；(4)确定各个电动汽车的充电结束时间的约束条件；(5)确定电动汽车接入配电网的优先级顺序；(6)计算出每辆电动汽车接入配电网充电开始时间；(7)管理中心有序的向电动汽车发出充电开关启动的信号。本发明结合粒子群算法，提出了一种用于解决电动汽车接入配电网的智能充电的策略。

Description

一种电动汽车接入配电网的智能充电策略
技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电策略。
背景技术
在能源短缺、环境污染严重、全球气候变化的背景下，电动汽车作为一种新型交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。但是电动汽车作为一种特殊的负荷，它的充电行为具有随机性和间歇性，即充电模式都以无序充电为主。在无序充电下，电动汽车负荷会与基础负荷高峰形成叠加，加大了峰谷差值，严重影响电网运行，当电动汽车数量过大时，更会对电能质量严重影响，需要对其引导控制。
电动私家车的主要充电模式为慢充，而车主大多希望电池在使用前尽快充满，结合定时装置的使用，充电开始时间集中在16时到21时，与传统负荷进行叠加，造成峰值升高。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述问题而提出一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电策略。该发明主要针对电动私家车慢充模式。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种电动汽车接入配电网后的智能充电策略，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：赋予每一辆电动汽车唯一的地址，方便与管理中心之间的通信；
步骤2：采集各个电动汽车的充电功率、起始荷电状态和电池容量的信息，并上传管理中心；
步骤3：在步骤2的基础上，计算出每辆电动汽车的充电时长，并上传管理中心；
步骤4：在步骤3的基础上，结合用户设定的充电完成时间，确定各个电动汽车的充电结束时间的约束条件，并上传管理中心；
步骤5：管理中心根据步骤3上传的每辆电动汽车的充电时长和步骤4上传的充电结束时间的约束条件，确定电动汽车最晚接入时间，并确定电动汽车接入配电网的优先级顺序；
步骤6：管理中心根据步骤2上传的各个电动汽车充电功率，结合近期不含电动汽车充电的电网基础负荷曲线，利用粒子群算法迭代求解得到每时段最优接入配电网的数量分布，并在步骤5的基础上，计算出每辆电动汽车接入配电网充电开始时间；
步骤7：管理中心有序的向电动汽车发出充电开关启动的信号。
附图说明
图1是本发明所叙述的管理中心与电动汽车的通信图；
1、n辆电动汽车 2、管理中心。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1所示，每一辆电动汽车1都有一个地址，用于与管理中心的通信。电动汽车1采集自身电池的起始荷电状态SOC和充电功率p，结合电池容量Q，根据公式(1)计算每辆电动汽车充电时长TC，并上传到管理中心2。
TC＝(1-SOC)*Q/(p*0.9) (1)
为了确定电动汽车1接入配电网的优先级顺序，需计算电动汽车1最晚接入时间tics。电池充电功率的约束，充电时长TC要满足需求，并在要求的充电结束时间tl前完成充电，根据公式(2)计算出每辆电动汽车的最晚接入时间，并上传到管理中心2，由管理中心确定每辆电动汽车1的优先级，最晚接入时间tics越小，该电动汽车接入配电网的优先级越高。最晚接入时间tics相同的电动汽车以电动汽车接入配电网但未充电的时间确定优先级，该时间越早，优化级越高，开始充电时间越靠前。
tics＝tl+TC (2)
为了进一步使电动汽车1对配电网起到“避峰填谷”的正面作用，本发明以配电网的负荷均方差最小为目标函数，以此来调控每辆电动汽车开始充电时间，即
式中，PLj为j时段无电动汽车1充电时配电网基础负荷功率；Pij为j时刻电动汽车i的充电功率；m为时段数(以1h为一个时段，若慢充方式在18时到8时，则m取14)；n为调度的电动汽车数量；Pavr为配电网的平均负荷。
本发明以粒子群优化算法求解目标函数，求解时以每个时段充电电动汽车的数量为粒子，粒子的维数等于时段数(以18时到8时，则粒子维数是14)，以公式(3)作为适应度函数。根据每辆电动汽车的充电功率和近期不含电动汽车充电的电网基础负荷曲线计算粒子群算法的适应度函数值，根据公式(4)更新粒子的位置和速度，然后迭代求解出每时段最优接入数量分布；根据管理中心2确定的每辆电动汽车接入配电网的优先级，确定每辆电动汽车接入配电网开始充电时间。
式中：表示粒子I在第k+1次迭代中第d维的速度；w为惯性权重；c1,c2表示学习因子；rand1,rand2是[0,1]之间的随机数；则分别表示粒子I在第k次迭代中第d维的当前位置、自身最优位置及全局最优位置。
管理中心2根据确定的每辆电动汽车接入配电网开始充电时间有序的向每辆电动汽车的充电开关发出启动信号，电动汽车充电完成后自动断闸，并向管理中心2发出充电完成信号，接着管理中心2按优先级向下一个电动汽车发出电气开关启动信号。
以上描述了本发明的具体实施方式。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的策略，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (3)

1.一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电的策略，其特征在于包括以下步骤：
1)赋予每一辆电动汽车唯一的地址；
2)采集各个电动汽车的充电功率p、起始荷电状态SOC和电池容量Q的信息；
3)根据公式(1)计算出每辆电动汽车的充电时长TC；
TC＝(1-SOC)*Q/(p*0.9) (公式1)
4)确定各个电动汽车最晚接入配电网的时间tics；
将每辆电动汽车充电时长TC和用户要求自己电动汽车的充电结束时间tl上传到管理中心，根据公式(2)计算电动汽车i的最晚接入配电网时间tics；
tics＝tl+TC (公式2)
5)确定每辆电动汽车接入配电网的优先级顺序；
由管理中心确定每辆电动汽车的优先级，最晚接入时间tics越小，该电动汽车接入配电网开始充电的优先级越高；最晚接入时间tics相同的电动汽车以电动汽车接入配电网但未充电的时间确定优先级，该时间越早，优化级越高，开始充电时间越靠前。
6)计算出每辆电动汽车接入配电网充电开始时间；
为了进一步使电动汽车对配电网起到“避峰填谷”的正面作用，本发明以配电网的负荷均方差最小为目标函数，以此来调控每辆电动汽车开始充电时间T，即
式中，PLj为j时段无电动汽车接入充电时配电网基础负荷功率；Pij为j时刻电动汽车i的充电功率；m为时段数(以1h为一个时段，若慢充方式在18时到8时，则m取14)；n为调度的电动汽车数量；Pavr为配电网的平均负荷。
本发明以粒子群优化算法求解目标函数，根据公式(4)更新粒子的位置和速度；
式中：表示粒子I在第k+1次迭代中第d维的速度；w为惯性权重；c1,c2表示学习因子；rand1,rand2是[0,1]之间的随机数；则分别表示粒子I在第k次迭代中第d维的当前位置、自身最优位置及全局最优位置。
7)管理中心有序的向电动汽车发出充电开关启动的信号；
管理中心根据确定的每辆电动汽车接入配电网开始充电时间有序的向每辆电动汽车的充电开关发出启动信号。
2.根据权利要求1所述的一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电的策略，其特征在于：建立了管理中心，并对每辆电动汽车赋予地址。
3.根据权利要求1所述的一种新型的电动汽车接入配电网的智能充电的策略，其特征在于：对于慢充的电动汽车，不急于迅速充满，不要求插入充电装置即充电，满足使用前充满即可。
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