CN110110941A - 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法 - Google Patents

交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110110941A
CN110110941A CN201910418613.XA CN201910418613A CN110110941A CN 110110941 A CN110110941 A CN 110110941A CN 201910418613 A CN201910418613 A CN 201910418613A CN 110110941 A CN110110941 A CN 110110941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
orderly
charging pile
background server
alternating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910418613.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵中伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Gongshang University
Original Assignee
Zhejiang Gongshang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Gongshang University filed Critical Zhejiang Gongshang University
Priority to CN201910418613.XA priority Critical patent/CN110110941A/zh
Publication of CN110110941A publication Critical patent/CN110110941A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06312—Adjustment or analysis of established resource schedule, e.g. resource or task levelling, or dynamic rescheduling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06315—Needs-based resource requirements planning or analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging

Abstract

本发明公开了交流充电桩的有序充电管理系统和有序充电方法，包括手机APP、后台服务器、带有LORA网关的站控、充电桩控制器、调度中心，手机APP、调度中心都与后台服务器相互通信，带有LORA网关的站控与后台服务器相互通信，充电桩控制器与带有LORA网关的站控相互通信。有序充电方法包括如下步骤：步骤1：调度中心进行负荷预测；步骤2：调度中心调整短期负荷预测的结果；步骤3：电动汽车车主通过服务商参与统一调度；步骤4：得到电动汽车各时段的优化充电功率；步骤5：电动汽车车主调整各自的充电计划。本发明提高使用者的用户体验，克服了时段充电方法的机械性，能够更灵活地适应调度运行的要求，指导车主制定最优充电计划。

Description

交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法
技术领域
本发明涉及交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法。
背景技术
从2014年开始，随着国家对新能源电动汽车及相关行业政策的大力扶持和相关配套政策倾斜，国内新能源电动汽车发展非常迅速，以国营企业为龙头，民间资本也开始大力进入到电动汽车行业中来。尽管目前新能源电动汽车发展迅速，但是面临的一个突出问题就是电动汽车的配套设施-充电桩建设非常滞后，从2015年以来，以国家电网、南方电网为主要运营单位，在全国范围内开始大规模铺设充电桩，尤其国网在高速公路上建设了比较多的大功率充电桩。从2017年开始，充电桩在城市停车场、小区等周边建设起来，而且建设数量逐步增大。从目前建设以及用户使用的情况来看，还是存在一些比较突出问题：一个是小区、停车场、商业办公区域等区域建设充电桩数量增多，充电需求增大，该区域供电容量有限，充电需求增长影响正常用电与供电安全；二是小区、停车场、商业办公区域功能成熟，供电增容面临用地紧张、施工困难和投资大的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有产品中的不足，提供交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
交流充电桩的有序充电管理系统，包括手机APP、后台服务器、带有LORA网关的站控、充电桩控制器、调度中心，所述手机APP、调度中心都与后台服务器相互通信，所述带有LORA网关的站控与后台服务器相互通信，充电桩控制器与带有LORA网关的站控相互通信。
作为优选，后台服务器用于接收带有LORA网关的站控的充电状态、预约排队结果、当前充电站所有用电桩功率情况，接收来自手机APP的预约排队请求且发送发充电状态数据给手机APP。
作为优选，所述手机APP用于接受来自手机APP注册用户的预约排队输入请求，反馈预约排队结果数据和充电状态数据给用户。
作为优选，带有LORA网关的站控用于接收来自后台服务器的预约排队请求数据，反馈预约排队结果数据给后台服务器，接收来自充电桩控制器的充电状态数据，下发即时充电指令给充电桩控制器，上传即时充电状态数据给后台服务器。
交流充电桩的有序充电方法，包括如下步骤：
步骤1：调度中心进行24h短期负荷预测；
步骤2：电动汽车车主将次日的行程安排、充电计划及是否参与调度的信息提交至服务商的后台服务器，服务商的后台服务器汇总后再上报至调度中心，调度中心根据上报数据预测24h的电动汽车充电负荷并调整短期负荷预测的结果；
步骤3：电动汽车车主通过服务商参与统一调度，避免了盲目的无序充电行为，与此同时也将获得经济利益；
步骤4：根据短期负荷预测的结果，在满足电动汽车充电需求的情况下，进行智能有序充电优化计算，得到电动汽车各时段的优化充电功率；
步骤5：调度中心将各时段电价和优化充电功率的数据下发给各服务商的后台服务器，服务商的后台服务器再向自己管辖范围内的电动汽车发送充电调度安排，然后电动汽车车主根据下发的充电调度安排调整各自的充电计划，从而实现最优充电。
作为优选，智能有序充电优化计算的依据为设置充电时段，线路负载率Li小于某一指定值L'时，电动汽车才可接入电网充电，且充电后该时段线路负载率应小于某值L”,同时多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率。
作为优选，所述电动汽车充电需求为所述P(t)为时段t的可充电功率，所述△t为充电时段，所述PEV为电动汽车电池的充电功率，所述Tcd为充电时间。
多时段总损耗及电压越界之和的算式为所述Ps(t)为时段t的系统损耗，△Vi(t)为时段t节点i的电压偏移量，所述Nch为1天内可充电时段数，λ为电压越界罚系数。
本发明的有益效果如下：本发明提出的一整套交流充电桩的有序充电管理系统，可以完美解决当前充电桩存在的弊端，从而提高使用者的用户体验，增强操作的便捷性和可控性，提出的这一整套解决方案将直接应用到当前国家电网等单位建设的充电桩上面，可以在不改变当前充电桩的所有设备基础上，只需要额外增加这一套有序充电管理系统，就可以实现上述功能，因此不会额外增加建设成本，也不会破坏当前充电桩的技术标准和运行稳定性。本发明在给定充电供电容量的情况下，让用户有序充电，使得能够给电动汽车使用者更好的用户体验、更好的充电感受，既能满足用户充电需求，又能保障电网供电安全；本发明的智能有序充电方法以多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率，克服了时段充电方法的机械性，能够更灵活地适应调度运行的要求，指导车主制定最优充电计划，从而减少大规模电动汽车充电对电网的影响，实现电网和车主的共赢。智能配电网的建设将为电动汽车的优化充电和入网服务提供非常有利的条件，促进电动汽车更好发展。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为充电桩控制器的模块连接图；
图3为在50％和100％电动汽车渗透率下线路的日负荷曲线；
图4为50％和100％渗透率下线路的总损耗率图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：
如图1所示，交流充电桩的有序充电管理系统，包括手机APP2、后台服务器1、带有LORA网关的站控3、充电桩控制器4，所述后台服务器1与手机APP2相互通信，所述带有LORA网关的站控3与后台服务器1相互通信，所述充电桩控制器4与带有LORA网关的站控3相互通信。
如图2所示，充电桩控制器4包括计费控制单元5、天线6、读卡器7、扬声器8、触摸彩屏9、控制电源10、计量表22、桩门13、继电器14、开关输入模块18、电压测量模块19、电流测量模块20、连接确认模块26、温度监控模块28、二次电源模块15、CAN通信模块16、CAN通电锁控制模块2717、输出控制模块2725、供电插座31、充电口、控制模块27、协助控制器23、无线模块24、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、保险丝B1、保险丝B2、保险丝B3、RS485模块21，所述充电口包括L充电口35、N充电口36、PE充电口37，所述供电插座31设有电子锁29、温度传感器30、L连接口32、N连接口33、PE连接口34，所述PE充电口37与PE连接口34电性连接，所述N充电口36通过开关S2电性连接计量表22，所述L充电口35通过开关S1电性连接计量表22，所述L充电口35通过保险丝B1电性连接控制电源10，所述N充电口36通过保险丝B2电性连接控制电源10，所述PE充电口37通过保险丝B3电性连接控制电源10，所述电压测量模块19、电流测量模块20都电性连接计量表22，所述桩门13通过继电器14电性连接开关输入模块18，所述控制电源10电性连接二次电源模块15，所述CAN通电锁控制模块2717电性连接电子锁29，所述温度监控模块28电性连接温度传感器30，所述连接确认模块26与供电插座31电性连接，所述开关S3、开关S4都与输出控制模块2725电性连接，所述计量表22通过开关S3连接L连接口32，所述计量表22通过开关S4连接N连接口33，所述开关输入模块18、电压测量模块19、电流测量模块20、连接确认模块26、温度监控模块28、二次电源模块15、CAN通信模块16、CAN通电锁控制模块2717、输出控制模块2725都与控制模块27电性连接，所述计费控制单元5、协助控制器23都通过RS485模块21与计量表22电性连接，所述协助控制器23与无线模块24电性连接，所述天线6、读卡器7、扬声器8、触摸彩屏9都与计费控制单元5电性连接，所述控制模块27与协助控制器23连接，所述CAN通信模块16与计费控制单元5电性连接。充电桩控制器4还包括充电状态指示灯，所述充电状态指示灯与控制模块27电性连接。充电桩控制器4还包括急停开关，所述急停开关与控制模块27电性连接。所述后台服务器1用于接收带有LORA网关的站控3的充电状态、预约排队结果、当前充电站所有用电桩功率情况，接收来自手机APP2的预约排队请求且发送发充电状态数据给手机APP2。所述手机APP2用于接受来自手机APP2注册用户的预约排队输入请求，反馈预约排队结果数据和充电状态数据给用户。所述带有LORA网关的站控3用于接收来自后台服务器1的预约排队请求数据，反馈预约排队结果数据给后台服务器1，接收来自充电桩控制器4的充电状态数据，下发即时充电指令给充电桩控制器4，上传即时充电状态数据给后台服务器1。所述充电桩控制器4用于接受来自带有LORA网关的站控3的即时充电请求，实时读取计量表22记的充电电压、充电电流和有功功率并上传给带有LORA网关的站控3，控制继电器14的开关并将继电器14的开关反馈给带有LORA网关的站控3。
交流充电桩的有序充电方法，包括如下步骤：
步骤1：调度中心100进行24h短期负荷预测；
步骤2：电动汽车车主将次日的行程安排、充电计划及是否参与调度的信息提交至服务商的后台服务器1，服务商的后台服务器1汇总后再上报至调度中心100，调度中心100根据上报数据预测24h的电动汽车充电负荷并调整短期负荷预测的结果；
步骤3：电动汽车车主通过服务商参与统一调度，避免了盲目的无序充电行为，与此同时也将获得经济利益；
步骤4：根据短期负荷预测的结果，在满足电动汽车充电需求的情况下，进行智能有序充电优化计算，得到电动汽车各时段的优化充电功率；
步骤5：调度中心100将各时段电价和优化充电功率的数据下发给各服务商的后台服务器1，服务商的后台服务器1再向自己管辖范围内的电动汽车发送充电调度安排，然后电动汽车车主根据下发的充电调度安排调整各自的充电计划，从而实现最优充电。
所述智能有序充电优化计算的依据为设置充电时段，线路负载率Li小于某一指定值L'时，电动汽车才可接入电网充电，且充电后该时段线路负载率应小于某值L”,同时多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率。所述电动汽车充电需求为所述P(t)为时段t的可充电功率，所述△t为充电时段，所述PEV为电动汽车电池的充电功率，所述Tcd为充电时间。多时段总损耗及电压越界之和的算式为所述Ps(t)为时段t的系统损耗，所述△Vi(t)为时段t节点i的电压偏移量，所述Nch为1天内可充电时段数，所述λ为电压越界罚系数。
充电时段、L'、L”的设定就实际情况来设定，比如充电时段为18:00～7:00，负载率小于40％时允许电动汽车接入电网充电；50％电动汽车充电时，优化后的线路负载率小于50％；100％电动汽车充电时，优化后线路负载率小于65％。
本发明提出的一整套交流充电桩的有序充电管理系统，可以完美解决当前充电桩存在的弊端，从而提高使用者的用户体验，增强操作的便捷性和可控性，提出的这一整套解决方案将直接应用到当前国家电网等单位建设的充电桩上面，可以在不改变当前充电桩的所有设备基础上，只需要额外增加这一套有序充电管理系统，就可以实现上述功能，因此不会额外增加建设成本，也不会破坏当前充电桩的技术标准和运行稳定性。本发明在给定充电供电容量的情况下，让用户有序充电，使得能够给电动汽车使用者更好的用户体验、更好的充电感受，既能满足用户充电需求，又能保障电网供电安全；本发明的智能有序充电方法以多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率，克服了时段充电方法的机械性，能够更灵活地适应调度运行的要求，指导车主制定最优充电计划，从而减少大规模电动汽车充电对电网的影响，实现电网和车主的共赢。智能配电网的建设将为电动汽车的优化充电和入网服务提供非常有利的条件，促进电动汽车更好发展。
交流充电桩的有序充电方法的实际测试结果分析如下：
采用交流充电桩的有序充电方法对某城市10KV配网一个小区的地下车库电动汽车充电站进行了计算，并从负荷、损耗和电压3个方面与随机充电和时段充电方法进行了比较。
负荷分析
图3为在50％和100％电动汽车渗透率下线路的日负荷曲线
从图3可以看出：在50％渗透率时，由于采用交流充电桩的有序充电方法在各时段对充电负荷进行了合理分配，并未形成新的负荷高峰；在100％渗透率时，由于电动汽车充电负荷较大，虽然采用交流充电桩的有序充电方法也形成了新的负荷高峰，但是与其他方法相比，交流充电桩的有序充电方法负荷峰谷差小，曲线相对平滑，对电网造成的影响相对也小。
损耗分析
图4为50％和100％渗透率下线路的总损耗率。
从图4中可以看出，对于线路总损耗率，交流充电桩的有序充电方法小于时段充电方法，更小于随机充电方法。因此，采用交流充电桩的有序充电方法可以实现降损节能的目标。
电压分析
表1对各种电动汽车渗透率下的节点电压越限情况进行了统计。当渗透率小于20％时，节点电压无越限；但是当渗透率从20％增加到100％时，越限点比例从1.11％增加到56.67％，最大越限电压也由0.922降低到0.844，严重越下限。根据文献[19]，10KV用户的电压允许偏差为系统额定电压的±7％。从表1中可以看出：当渗透率小于30％时，线路末端各节点电压大致保持在0.93左右，基本能保证用户的用电需求；当渗透率大于50％时，末端节点电压急剧下降，最低仅为0.844(100％渗透率)，严重越下限(此处假设变电站电压保持定值)。
表1
从表1可知，在100％渗透率下，晚上19：00～22：00为负荷最大时刻，本文选取该时刻通过有序充电方法对线路节点电压进行分析，得到表3的各种充电方法的越限电压统计结果。从表3可以看出，采用有序充电方法时，线路末端电压大致能保持在0.93左右，最低电压为0.919，高于时段充电方法的0.901，远高于随机充电方法的0.844，而且越限点比例也从随机充电方法的56.67％下降为3.33％。因此，有序充电方法在高渗透时有助于提高线路的节点电压、减少越限节点数。
表3
从以上分析可以看出：采用有序充电方法后，线路的负荷峰谷差减小，负荷曲线更平滑，有利于电网的安全平稳运行；有效降低了线路损耗率，有助于电网的经济运行；电压质量也得到了提高，从而保证了用户的用电需求。
通过对电动汽车充电负荷在各种渗透率下对电网的影响分析及高渗透率下各种充电方法的比较，可知：(1)当线路负载率较低时，合理的电动汽车有序充电将会有助于提高线路的运行效率，使线路运行于经济区域；但是大规模的电动汽车接入电网充电则可能会对电网产生巨大的影响。应该对具体线路进行具体分析，明确线路上电动汽车的安全接入边界，以确保电网的安全、稳定和经济运行。(2)充电方法的选择会改变电动汽车充电对电网的影响。随机充电方法会叠加原有峰荷形成新的负荷高峰，对电网运行造成巨大的压力。时段充电方法虽然在一定程度上改善了负荷曲线，但在大规模电动汽车充电时，其对低谷时段选择的机械性仍不能满足电网安全经济运行的需要。本发明的智能有序充电方法以多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率，克服了时段充电方法的机械性，能够更灵活地适应调度运行的要求，指导车主制定最优充电计划，从而减少大规模电动汽车充电对电网的影响，实现电网和车主的共赢。智能配电网的建设将为电动汽车的优化充电和入网服务提供非常有利的条件，促进电动汽车更好发展。
本发明提出的一整套交流充电桩的有序充电管理系统，可以完美解决当前充电桩存在的弊端，从而提高使用者的用户体验，增强操作的便捷性和可控性，提出的这一整套解决方案将直接应用到当前国家电网等单位建设的充电桩上面，可以在不改变当前充电桩的所有设备基础上，只需要额外增加这一套有序充电管理系统，就可以实现上述功能，因此不会额外增加建设成本，也不会破坏当前充电桩的技术标准和运行稳定性。
需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.交流充电桩的有序充电管理系统，其特征在于，包括手机APP(2)、后台服务器(1)、带有LORA网关的站控(3)、充电桩控制器(4)，所述后台服务器(1)与手机APP(2)相互通信，所述带有LORA网关的站控(3)与后台服务器(1)相互通信，所述充电桩控制器(4)与带有LORA网关的站控(3)相互通信。
2.根据权利要求1所述交流充电桩的有序充电管理系统，其特征在于，所述后台服务器(1)用于接收带有LORA网关的站控(3)的充电状态、预约排队结果、当前充电站所有用电桩功率情况，接收来自手机APP(2)的预约排队请求且发送发充电状态数据给手机APP(2)。
3.根据权利要求1所述交流充电桩的有序充电管理系统，其特征在于，所述手机APP(2)用于接受来自手机APP(2)注册用户的预约排队输入请求，反馈预约排队结果数据和充电状态数据给用户。
4.根据权利要求1所述交流充电桩的有序充电管理系统，其特征在于，所述带有LORA网关的站控(3)用于接收来自后台服务器(1)的预约排队请求数据，反馈预约排队结果数据给后台服务器(1)，接收来自充电桩控制器(4)的充电状态数据，下发即时充电指令给充电桩控制器(4)，上传即时充电状态数据给后台服务器(1)。
5.交流充电桩的有序充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：调度中心(100)进行24h短期负荷预测；
步骤2：电动汽车车主将次日的行程安排、充电计划及是否参与调度的信息提交至服务商的后台服务器(1)，服务商的后台服务器(1)汇总后再上报至调度中心(100)，调度中心(100)根据上报数据预测24h的电动汽车充电负荷并调整短期负荷预测的结果；
步骤3：电动汽车车主通过服务商参与统一调度，避免了盲目的无序充电行为，与此同时也将获得经济利益；
步骤4：根据短期负荷预测的结果，在满足电动汽车充电需求的情况下，进行智能有序充电优化计算，得到电动汽车各时段的优化充电功率；
步骤5：调度中心(100)将各时段电价和优化充电功率的数据下发给各服务商的后台服务器(1)，服务商的后台服务器(1)再向自己管辖范围内的电动汽车发送充电调度安排，然后电动汽车车主根据下发的充电调度安排调整各自的充电计划，从而实现最优充电。
6.根据权利要求5所述交流充电桩的有序充电方法，其特征在于，所述智能有序充电优化计算的依据为设置充电时段，线路负载率Li小于某一指定值L'时，电动汽车才可接入电网充电，且充电后该时段线路负载率应小于某值L”,同时多时段总损耗及电压越界之和最小为目标，动态设定各时段的可充电功率。
7.根据权利要求5所述交流充电桩的有序充电方法，其特征在于，所述电动汽车充电需求为所述P(t)为时段t的可充电功率，所述△t为充电时段，所述PEV为电动汽车电池的充电功率，所述Tcd为充电时间。
8.根据权利要求6所述交流充电桩的有序充电方法，其特征在于，所述多时段总损耗及电压越界之和的算式为所述Ps(t)为时段t的系统损耗，所述△Vi(t)为时段t节点i的电压偏移量，所述Nch为1天内可充电时段数，所述λ为电压越界罚系数。
CN201910418613.XA 2019-05-20 2019-05-20 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法 Pending CN110110941A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910418613.XA CN110110941A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910418613.XA CN110110941A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110110941A true CN110110941A (zh) 2019-08-09

Family

ID=67491158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910418613.XA Pending CN110110941A (zh) 2019-05-20 2019-05-20 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110110941A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111532171A (zh) * 2020-05-14 2020-08-14 国网电动汽车（山西）服务有限公司 一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法
TWI706366B (zh) * 2019-08-16 2020-10-01 大陸商萬幫數字能源股份有限公司 電動車充電站電能管理方法
CN111762052A (zh) * 2020-06-11 2020-10-13 中国电力科学研究院有限公司 一种用于控制电动汽车有序充电的方法及系统
CN112498166A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 国网北京市电力公司 车辆的充电方法及装置
CN112590602A (zh) * 2020-12-21 2021-04-02 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于双芯智能电表的充电桩有序充电方法
CN112810491A (zh) * 2021-01-07 2021-05-18 河北海纳电测仪器股份有限公司 一种充电管理系统
CN114274827A (zh) * 2021-12-06 2022-04-05 上海电享信息科技有限公司 一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制系统
CN115431811A (zh) * 2022-11-08 2022-12-06 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 一种基于电网数据采集网络的电动汽车有序充电控制系统和方法
CN116923168A (zh) * 2023-06-21 2023-10-24 上海旋荣科技股份有限公司 基于变电站联网的充电桩电能调度系统及其调度方法
CN114274827B (zh) * 2021-12-06 2024-05-17 上海电享信息科技有限公司 一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140200763A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Johnson Controls Technology Company Vehicle Accessory Load Controller and Method
CN105226696A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 国网山东省电力公司电力科学研究院 智能园区电动汽车有序充电系统及方法
CN107749629A (zh) * 2017-10-27 2018-03-02 深圳供电局有限公司 一种基于充电站负荷实时调度充电桩接入的控制方法
CN108183514A (zh) * 2016-12-08 2018-06-19 南京理工大学 一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法
CN109398149A (zh) * 2018-11-29 2019-03-01 江苏大学 基于分布式能源应用的智能电动汽车充放电系统及其运行控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140200763A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Johnson Controls Technology Company Vehicle Accessory Load Controller and Method
CN105226696A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 国网山东省电力公司电力科学研究院 智能园区电动汽车有序充电系统及方法
CN108183514A (zh) * 2016-12-08 2018-06-19 南京理工大学 一种立体式充电站云平台智能充放电控制系统及方法
CN107749629A (zh) * 2017-10-27 2018-03-02 深圳供电局有限公司 一种基于充电站负荷实时调度充电桩接入的控制方法
CN109398149A (zh) * 2018-11-29 2019-03-01 江苏大学 基于分布式能源应用的智能电动汽车充放电系统及其运行控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
时勇: "电动汽车规模化应用对临沂电网的影响", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
李惠玲 等: "电动汽车充电对配电网的影响及对策", 《电力系统自动化》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI706366B (zh) * 2019-08-16 2020-10-01 大陸商萬幫數字能源股份有限公司 電動車充電站電能管理方法
CN111532171A (zh) * 2020-05-14 2020-08-14 国网电动汽车（山西）服务有限公司 一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法
CN111532171B (zh) * 2020-05-14 2022-11-22 国网电动汽车（山西）服务有限公司 一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法
CN111762052A (zh) * 2020-06-11 2020-10-13 中国电力科学研究院有限公司 一种用于控制电动汽车有序充电的方法及系统
CN112498166A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 国网北京市电力公司 车辆的充电方法及装置
CN112590602A (zh) * 2020-12-21 2021-04-02 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于双芯智能电表的充电桩有序充电方法
CN112810491A (zh) * 2021-01-07 2021-05-18 河北海纳电测仪器股份有限公司 一种充电管理系统
CN114274827A (zh) * 2021-12-06 2022-04-05 上海电享信息科技有限公司 一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制系统
CN114274827B (zh) * 2021-12-06 2024-05-17 上海电享信息科技有限公司 一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制系统
CN115431811A (zh) * 2022-11-08 2022-12-06 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 一种基于电网数据采集网络的电动汽车有序充电控制系统和方法
CN116923168A (zh) * 2023-06-21 2023-10-24 上海旋荣科技股份有限公司 基于变电站联网的充电桩电能调度系统及其调度方法
CN116923168B (zh) * 2023-06-21 2024-04-26 上海旋荣科技股份有限公司 基于变电站联网的充电桩电能调度系统及其调度方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110110941A (zh) 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法
CN107086668B (zh) 一种分布式储能网络化运营平台及电能优化调配方法
CN103259314B (zh) 适用于大规模汽车有序充电的充电控制方法
CN104253470B (zh) 电动汽车与电网互动协调的有序充电控制方法
CN105529793B (zh) 一种同时作为应急供电源的电动汽车群充电微网的控制方法
Raab et al. Virtual power plant control concepts with electric vehicles
CN104966127B (zh) 一种基于需求响应的电动汽车经济调度方法
Khan et al. Technical investigation on V2G, S2V, and V2I for next generation smart city planning
Barsali et al. Storage applications for Smartgrids
CN105515083A (zh) 一种支持安全动态增容的电动汽车群充电微网控制方法
CN103280856A (zh) 适用于多个充电站的电动汽车有序充电协调控制方法
CN103325186B (zh) 一种电动汽车多口直流充电桩及其控制方法
CN103457326B (zh) 一种大规模电动汽车充电负荷的分布式联合协调控制方法
CN102708427A (zh) 大规模充电桩对小区配电系统影响分析决策系统及方法
CN106532686A (zh) 基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法
Yu et al. Centralized bi-level spatial-temporal coordination charging strategy for area electric vehicles
Zhang et al. Optimal charging scheduling for catenary-free trams in public transportation systems
CN106960279A (zh) 考虑用户参与度的电动汽车能效电厂特征参数评估方法
CN108631344A (zh) 一种计及输电网运行约束的电动汽车有序充放电控制方法
CN101764404B (zh) 省地协调电压控制中省地协调运行状态的判断方法
CN115360804B (zh) 一种有序充电系统及有序充电方法
CN110065410A (zh) 一种基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法
Yuan et al. Research of smart charging management system for electric vehicles based on wireless communication networks
Huang et al. Open capacity enhancement model of medium voltage distribution network with mobile energy storage system
CN111452649A (zh) 一种基于台区负荷监视和预测的公共充电桩管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination