CN110422069B - 电动汽车充放电控制方法、装置、系统、介质和电子设备 - Google Patents

电动汽车充放电控制方法、装置、系统、介质和电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，提出一种电动汽车充放电控制方法、装置、系统、计算机可读存储介质和电子设备，所述电动汽车充放电控制方法包括：获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令。本发明实施例的技术方案通过在电网电价变动时，比较剩余当前剩余电量与目标剩余电量，并依此生成充放电控制命令对电动汽车进行充放电，以参与电网调峰。

Description

电动汽车充放电控制方法、装置、系统、介质和电子设备
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车充放电控制方法、装置、系统、计算机可读存储介质和电子设备。
背景技术
电动汽车是汽车行业的一个重要发展方向。电动汽车的能源来自动力电池，通过充电桩等充电设备充电。目前，动力电池的续航能力普遍已达到350km至500km，甚至有达到1000km者。
峰谷电价是一种按高峰用电和低谷用电分别计算电费的一种电价制度。高峰用电指白天等用电单位较集中供电紧张时的用电，收费标准较高。低谷用电指夜间用电单位较少、供电较充足时的用电，收费标准较低。实行峰谷电价能调动用户削峰填谷、均衡用电的积极性，可以提高电网负荷率和设备利用率，达到控制高峰负荷、充分利用电网低谷电量，充分挖掘发电和供电设备的潜力，实现成本合理分摊的目的。
相关技术中，电动汽车的充电方式一般为单向充电，与电网无电力和信息交互，无法参与到电网调峰运行中，也就无法助力电网调峰并赚取电价差。
需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车充放电控制方法、装置、系统、计算机可读存储介质和电子设备，至少在一定程度上助力电网调峰并赚取电价差。
本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种电动汽车充放电控制方法，所述方法包括：获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，以对与所述双向充电桩电连接的所述电动汽车进行充放电，其中，所述最小充放电时长根据所述当前剩余电量、所述目标剩余电量、所述充电功率和所述放电功率获得。
在一些实施例中，所述最小充放电时长包括最小充电时长，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：根据所述电价数据获取所述目标时间区间内电价小于等于第一设定阈值的第一时间分区的第一累计时长；在所述比较结果为所述当前剩余电量小于所述目标剩余电量时，比较加权最小充电时长与所述第一累计时长的大小，所述加权最小充电时长为所述最小充电时长与第一设定权值的乘积；在所述第一累计时长大于等于所述加权最小充电时长时，生成第一控制命令；其中，所述第一控制命令的控制内容为：在所述第一时间分区内，对所述电动汽车进行充电，直到所述当前剩余电量达到目标剩余电量与预期放电量的和；所述预期放电量是在目标时间区间内电价大于第一设定阈值的第二时间分区内进行放电的电量；所述目标剩余电量与所述预期放电量的和小于等于所述电动汽车的最大剩余电量；在所述第二时间分区内，对所述电动汽车进行放电。
在一些实施例中，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，还包括：在所述第一累计时长小于所述加权最小充电时长时，生成第二控制命令；其中，所述第二控制命令的控制内容为：在所述第一时间分区内，对所述电动汽车进行持续充电；在所述第二时间分区内，对所述电动汽车进行充电，直到所述第二时间分区内对所述电动汽车进行充电的充电量达到第一充电量；其中，所述第一充电量为所述目标剩余电量与所述当前剩余电量的差值与第二充电量的差值，所述第二充电量为所述第一时间分区内对所述电动汽车进行充电的充电量。
在一些实施例中，所述包括：所述最小充放电时长包括最小放电时长，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：根据所述电价数据获取所述目标时间区间内电价大于等于第二设定阈值的第三时间分区的第二累计时长；在所述比较结果为所述当前剩余电量大于所述目标剩余电量时，比较加权最小放电时长与所述第二累计时长的大小，所述加权最小放电时长为所述最小放电时长与第二设定权值的乘积；在所述第二累计时长大于等于所述加权最小放电时长时，生成第三控制命令；其中，所述第三控制命令的控制内容为：在所述第三时间分区内，对所述电动汽车进行放电，直到所述当前剩余电量达到目标剩余电量与预期充电量的差；所述预期充电量是在目标时间区间内电价小于第二设定阈值的第四时间分区内进行放电的电量；所述目标剩余电量与所述预期充电量的差大于等于所述电动汽车的最小剩余电量；在所述第四时间分区内，对所述电动汽车进行充电。
在一些实施例中，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，还包括：在所述第二累计时长小于所述加权最小放电时长时，生成第四控制命令；其中，所述第四控制命令的控制内容为：在所述第三时间分区内，对所述电动汽车进行持续放电；在所述第四时间分区内，对所述电动汽车进行放电，直到所述第四时间分区内对所述电动汽车进行放电的放电量达到第一放电量；其中，所述第一放电量为所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的差值与第二放电量的差值，所述第二放电量为所述第三时间分区内对所述电动汽车进行放电的放电量。
在一些实施例中，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：在所述目标时间区间内电网电价不存在变动，且所述比较结果为所述当前剩余电量小于所述目标剩余电量时，生成以所述充电功率进行充电至所述当前剩余电量为所述目标剩余电量的控制命令；在所述目标时间区间内电网电价不存在变动，且所述比较结果为所述当前剩余电量大于所述目标剩余电量时，生成以所述放电功率进行放电至所述当前剩余电量为所述目标剩余电量的控制命令。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种电动汽车充放电控制装置，所述装置包括：获取单元，用于获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；比较单元，用于在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；生成单元，用于根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，以对与所述双向充电桩电连接的所述电动汽车进行充放电，其中，所述最小充放电时长根据所述当前剩余电量、所述目标剩余电量、所述充电功率和所述放电功率获得。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种电动汽车充放电控制系统，所述系统包括：双向充电桩、动力电池和上述实施例第三方面所述的电动汽车充放电控制装置；所述装置与所述双向充电桩和所述动力电池信号连接。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中第一方面所述的电动汽车充放电控制方法。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中第一方面所述的电动汽车充放电控制方法。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明一种示例性实施例所提供的技术方案中，通过在电网电价变动时，比较剩余当前剩余电量与目标剩余电量，并依此生成充放电控制命令对电动汽车进行充放电，以参与电网调峰。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出了根据本发明一种实施例的电动汽车充放电控制方法的流程图；
图2示意性示出了根据本发明另一种实施例的电动汽车充放电控制方法的流程图；
图3示意性示出了根据本发明一种实施例的电动汽车充放电控制装置的方框图；
图4示意性示出了根据本发明一种实施例的电动汽车充放电控制系统的方框图；
图5示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的模块翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
相关技术中，电网实行峰谷电价能调动用户削峰填谷、均衡用电的积极性，可以提高电网负荷率和设备利用率，达到控制高峰负荷、充分利用电网低谷电量，充分挖掘发电和供电设备的潜力，实现成本合理分摊的目的。而电动汽车一般为单向充电，不参与电网的调峰运行。
为解决以上问题，本发明实施例提供一种电动汽车充放电控制方法，以充分利用双向充电桩，为电网削峰填谷。
图1示意性示出了本发明的示例性实施方式的电动汽车充放电控制方法。本发明实施例提供的方法可以由任意具备计算机处理能力的电子设备执行，例如终端设备和/或服务器。参考图1，该电动汽车充放电控制方法可以包括以下步骤：
步骤S102，获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量。
步骤S104，在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较当前剩余电量与目标剩余电量的大小，得到比较结果。
步骤S106，根据电价数据、电动汽车的最小充放电时长以及比较结果生成充放电控制命令，以对与双向充电桩电连接的电动汽车进行充放电，其中，最小充放电时长根据当前剩余电量、目标剩余电量、充电功率和放电功率获得。
双向充电桩不仅可以为电动汽车的动力电池充电，还能够接受电动汽车的动力电池放电。在本发明实施例的技术方案中，电动汽车通过双向充电桩与电网连接，在电网电价变动时，比较剩余当前剩余电量与目标剩余电量，并依此生成充放电控制命令对电动汽车进行充放电，实现了电动汽车与电网的能量和信息的交互。
这样，根据峰谷电价制度，电动汽车可以作为小型储能系统与电网实现电力和信息互联，在电价低时进行充电，在电价高时将动力电池中多余的电通过双向充电桩返回给电网，助力电网调峰并赚取电价差。
在本发明实施例中，最小充放电时长包括最小充电时长和最小放电时长，分别为电动汽车以上述充电功率和放电功率充电或放电至目标剩余电量所需要的时间。
其中，在当前剩余电量小于目标剩余电量时，需要为电动汽车充电。其过程如下：
在步骤S106中，可以根据电价数据获取目标时间区间内电价小于等于第一设定阈值的第一时间分区的第一累计时长；在比较结果为当前剩余电量小于目标剩余电量时，比较加权最小充电时长与第一累计时长的大小，加权最小充电时长为最小充电时长与第一设定权值的乘积；在第一累计时长大于等于加权最小充电时长时，生成第一控制命令；其中，第一控制命令的控制内容为：在第一时间分区内，对电动汽车进行充电，直到当前剩余电量达到目标剩余电量与预期放电量的和；在第二时间分区内，对电动汽车进行放电；预期放电量是在目标时间区间内电价大于第一设定阈值的第二时间分区内进行放电的电量；目标剩余电量与预期放电量的和小于等于电动汽车的最大剩余电量。
例如，在目标时间区间为某日2:01至10:00时，电网电价在2:01至6:00为第一价格，电网电价在6:01至10:00为第二价格，第一价格为小于第一设定阈值的低电价，第二价格为大于第一设定阈值的高电价。这时，第一时间分区即为2:01至6:00，第一累计时长为4小时。第二时间分区为6:01至10:00。
电动汽车的最小充电时长为3小时。在2:01时刻，当前剩余电量小于目标剩余电量，根据最小充电时长和第一设定权值得到加权最小充电时长。这里，第一设定权值可以设置为1.08，但在实际应用中并不局限于此。第一设定权值即为裕度系数，综合考虑双向充电桩充放电的时间延时、功率损耗、能量损耗后，适当选择裕度系数，可以保证电动汽车充放电安全可靠，提高消费者车主的电动汽车充放使用满意度和充放电经济效益。
比较第一累计时长和加权最小充电时长可以得知，第一累计时长大于加权最小充电时长，这就意味着，低电价时间段足以对电动汽车充电至目标剩余电量，并且可以在电动汽车电池可以承受的范围内继续充电，这样在低电价时间段结束后，可以将电动汽车多于目标剩余电量的部分电量以高电价返回给电网，使得电动汽车的拥有者获得电价差收入。该第一控制命令对应的方案中，同时具有充电和放电过程。
具体地，第一累计时长大于加权最小充电时长时，在低电价时间段内，对电动汽车进行充电，直到当前剩余电量达到目标剩余电量与预期放电量的和，这里，目标剩余电量与预期放电量的和不能大于电动汽车能够承受的最大剩余电量，以免损坏动力电池，出现安全事故，预期放电量即为电动汽车在高电价时间内放出的电量；在高电价时间内，对电动汽车进行放电，以赚取电价差。
这里，预期放电量可以是在整个高电价时间区间内持续放电的放电量，也可以是部分高电价时间区间内放电的放电量，在实际应用中预期放电量根据高电价时间区间和低电价时间区间的长度确定。
在本发明的另一个实施例中，目标时间区间为某日3:01至11:00时，其余参数不变。这时，第一时间分区即为3:01至6:00，第一累计时长为3小时。第二时间分区为6:01至11:00。
比较第一累计时长和加权最小充电时长可以得知，第一累计时长小于加权最小充电时长，此时，生成第二控制命令；其中，第二控制命令的控制内容为：在第一时间分区内，对电动汽车进行持续充电；在第二时间分区内，对电动汽车进行充电，直到第二时间分区内对电动汽车进行充电的充电量达到第一充电量；其中，第一充电量为目标剩余电量与当前剩余电量的差值与第二充电量的差值，第二充电量为第一时间分区内对电动汽车进行充电的充电量。
第一累计时长小于加权最小充电时长意味着，低电价时间段不足以对电动汽车充电至目标剩余电量，这样，在低电价时间段内，对电动汽车进行持续充电，在高电价时间段内，还需要继续充电，直到电动汽车的当前剩余电量达到目标剩余电量。该第二控制命令对应的方案中，仅具有充电过程。
在当前剩余电量大于目标剩余电量时，需要为电动汽车放电。其过程如下：
在步骤S106中，可以根据电价数据获取目标时间区间内电价大于等于第二设定阈值的第三时间分区的第二累计时长；在比较结果为当前剩余电量大于目标剩余电量时，比较加权最小放电时长与第二累计时长的大小，加权最小放电时长为最小放电时长与第二设定权值的乘积；在第二累计时长大于等于加权最小放电时长时，生成第三控制命令；其中，第三控制命令的控制内容为：在第三时间分区内，对电动汽车进行放电，直到当前剩余电量达到目标剩余电量与预期充电量的差；在第四时间分区内，对电动汽车进行充电；预期充电量是在目标时间区间内电价小于第二设定阈值的第四时间分区内进行放电的电量；目标剩余电量与预期充电量的差大于等于电动汽车的最小剩余电量。
例如，在目标时间区间为某日14:01至22:00时，电网电价在14:01至18:00为第三价格，电网电价在18:01至22:00为第四价格，第三价格为大于第二设定阈值的高电价，第四价格为小于第二设定阈值的低电价。这时，第三时间分区即为14:01至18:00，第二累计时长为4小时。第四时间分区为18:01至22:00。
电动汽车的最小放电时长为3小时。在14:01时刻，当前剩余电量大于目标剩余电量，根据最小放电时长和第二设定权值得到加权最小放电时长。这里，第二设定权值可以设置为1.08，与第一设定权值相同，但但在实际应用中并不局限于此，第二设定权值也可以与第一设定权值不相同。
比较第二累计时长和加权最小放电时长可以得知，第一累计时长大于加权最小放电时长，这就意味着，高电价时间段足以对电动汽车放电至目标剩余电量，并且可以在电动汽车电池可以承受的范围内继续放电，这样在高电价时间段结束后，再以低电价充电至目标剩余电量。这样，在高电价时间段向电网放出的电量可以使得电动汽车的拥有者获得电价差收入。该第三控制命令对应的方案中，同时具有放电和充电过程。
具体地，第二累计时长大于加权最小放电时长时，在高电价时间段内，对电动汽车进行放电，直到当前剩余电量达到目标剩余电量与预期充电量的差，这里，目标剩余电量与预期充电量的差不能小于电动汽车能够承受的最小剩余电量，以免损坏动力电池。预期充电量即为电动汽车在低电价时间内充入的电量；在低电价时间内，对电动汽车进行充电，以赚取电价差。
这里，预期充电量可以是在整个低电价时间区间内持续充电的充电量，也可以是部分低电价时间区间内充电的充电量，在实际应用中预期充电量根据高电价时间区间和低电价时间区间的长度确定。
在本发明的又一个实施例中，目标时间区间为某日15:01至23:00时，其余参数不变。这时，第三时间分区即为15:01至18:00，第二累计时长为3小时。第四时间分区为18:01至23:00。
比较第二累计时长和加权最小放电时长可以得知，第二累计时长小于加权最小放电时长，此时，生成第四控制命令；其中，第四控制命令的控制内容为：在第三时间分区内，对电动汽车进行持续放电；在第四时间分区内，对电动汽车进行放电，直到第四时间分区内对电动汽车进行放电的放电量达到第一放电量；其中，第一放电量为当前剩余电量与目标剩余电量的差值与第二放电量的差值，第二放电量为第三时间分区内对电动汽车进行放电的放电量。
第二累计时长小于加权最小放电时长意味着，低电价时间段不足以对电动汽车放电至目标剩余电量，这样，在高电价时间段内，对电动汽车进行持续放电，在低电价时间段内，还需要继续放电，直到电动汽车的当前剩余电量达到目标剩余电量。该第四控制命令对应的方案中，仅具有放电过程。
在本发明实施例中，如果在目标时间区间内电网电价不存在变动，则在比较结果为当前剩余电量小于目标剩余电量时，生成以充电功率进行充电至当前剩余电量为目标剩余电量的控制命令；在比较结果为当前剩余电量大于目标剩余电量时，生成以放电功率进行放电至当前剩余电量为目标剩余电量的控制命令。
在本发明实施例中，当前剩余电量可以以WbatterySOCgo表示，目标剩余电量可以以WbatterySOCgoal表示。其中Wbattery为动力电池容量，SOC(State of charge，电池荷电状态)为电池的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数表示。
如图2所示，在本发明另一实施例中的电动汽车充放电控制方法中，包括以下步骤：
步骤S201，获取电网电价信息。车主在将电动汽车与双向充电桩相连接后，可以通过应用程序或就地用户面板输入相关电能信息，包括：电动汽车目标SOC值(SOCgoal)，停止时间(Toff)。然后点击“运行”，此刻记录为开始时间(Tstart)。上述实施例中的目标时间区间即为Tstart至Toff的时间区间。
步骤S202，获取电动汽车能量信息。获取目标时间区间电网电价时间曲线和电动汽车的充电功率(Pc)和放电功率(Pd)，并通过电池管理系统获得电动汽车电池的运行参数，包括：当前电动汽车SOC值(SOCgo)，SOC上限设定值(SOCupper-limit)和SOC下限设定值(SOClower-limit)，并实时监测电动汽车SOC值。WbatterySOCupper-limit即为上述实施例中的最大剩余电量。WbatterySOClower-limit即为上述实施例中的最小剩余电量。
步骤S203，综合电网电价信息和电动汽车能量信息，开始计算。在综合电网电价信息和电动汽车能量控制信息后，即可以通过控制策略和算法整合出目标时间区间内电动汽车在线时间内的功率时间曲线，并将功率曲线转化成控制命令通过控制器控制双向充电桩，对电动汽车进行充放电操作。
步骤S204，判断电价是否变化。
步骤S205，在步骤S204的答案为否时，判断SOCgo和SOCgoal的关系，进行充放电控制。具体地：当SOCgo>SOCgoal时，以Pd放电；当SOCgo<SOCgoal时，以Pc充电；当SOCgo＝SOCgoal时，停止充放电。
步骤S206，在步骤S204的答案为是时，判断SOCgo和SOCgoal的关系。
步骤S207，在步骤S206的答案为否时，判断是否满足△Thigh-price≥1.08△Td-min。△Thigh-price即为上述实施例中的第二累计时间。Td-min即为上述实施例中的最小放电时间。Td-min的计算公式(1)为：
Figure BDA0002159273210000111
步骤S208，在步骤S207的答案为否时，在高电价时段内，以Pd向电网放电；在低电价时间段内，将剩余的电量放出完毕。
步骤S209，在步骤S206的答案为是时，判断是否满足△Tlow-price≥1.08△Tc-min。△Tlow-price即为上述实施例中的第一累计时间。△Tc-min即为上述实施例中的最小充电时间。△Tc-min的计算公式(2)为：
Figure BDA0002159273210000112
步骤S210，在步骤S209的答案为否时，在低电价时段内，以Pc给电动汽车充电；在高电价时间段内，将不足的电量补充完毕。
步骤S211，在步骤S207的答案为是时，获取SOClower-limit限制和SOClowe-price限制。SOClowe-price即为上述实施例中目标剩余电量与预期充电量的差。
步骤S212，高电价时段内，以高电价向电网放电，并可以利用余下的高电价时间向电网放电；低电价的时间段给电动汽车充电。
步骤S213，在步骤S209的答案为是时，获取SOCupper-limit限制和SOChigh-price限制。SOChigh-price即为上述实施例中目标剩余电量与预期放电量的和。
步骤S214，低电价时段内，以低电价给电动汽车充电，并可以利用余下的低电价时间对电动汽车充电；高电价的时间段向电网放电。
本发明的实施例所提供的电动汽车充放电控制方法，通过在电网电价变动时，比较剩余当前剩余电量与目标剩余电量，并依此生成充放电控制命令对电动汽车进行充放电，以参与电网调峰。
如图3所示，本发明实施例提供一种电动汽车充放电控制装置300，包括：
获取单元320，可以用于获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量。
比较单元340，可以用于在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较当前剩余电量与目标剩余电量的大小，得到比较结果。
生成单元360，可以用于根据电价数据、电动汽车的最小充放电时长以及比较结果生成充放电控制命令，以对与双向充电桩电连接的电动汽车进行充放电，其中，最小充放电时长根据当前剩余电量、目标剩余电量、充电功率和放电功率获得。
由于本发明的示例实施例的电动汽车充放电控制装置的各个功能单元与上述电动汽车充放电控制方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明上述的电动汽车充放电控制方法的实施例。
本发明的实施例所提供的电动汽车充放电控制装置，通过在电网电价变动时，比较剩余当前剩余电量与目标剩余电量，并依此生成充放电控制命令对电动汽车进行充放电，以参与电网调峰。
如图4所示，本发明实施例提供一种电动汽车充放电控制系统400，包括：双向充电桩402、动力电池404和上述实施例第三方面的电动汽车充放电控制装置；装置与双向充电桩402和动力电池404信号连接。
电动汽车充放电控制系统400可以包括控制器，电动汽车充放电控制装置可以集成于控制器中。
控制器与双向充电桩和动力电池信号连接，使得电网与电动汽车具有信息交互。
控制器和动力电池设置于电动汽车中，此外，电动汽车还设置有可以对电池进行充电保护的充电保护模块、与电网和动力电池进行通信的通信模块、可以确定电动汽车停放位置的定位模块、可以与双向充电桩进行电力交互的双向变流器模块、测量电量并计费的电能计量计费模块、保存充放电过程的相关数据的数据转存模块以及与可以用户进行人机交互的交互模块。
控制器独立具备供电电路，该供电电路具备电磁兼容EMC功能和电气防护功能。
充电保护模块具有二次保护和告警功能，包括：交直过流、过压保护，变流器过流、过温、过载保护，电池过充、过放保护，放孤岛保护和通讯故障保护等，可及时切除故障，保护电动汽车、充电桩和周围设施及人的财产生命安全，并具备防雷和接地保护功能。
通信模块支持IEC61850、CAN或Modubs TCP/IP通信，并应能配合监控系统及电池管理系统完成储能单元的监控及保护。
具体地，交互模块可以通过互联网与移动终端的应用程序交互，接收用户指令发送给控制器。以便于用户实时掌握电动汽车状态和充放电情况，可修改相关设置，具备实时查询和历史查询功能。用户可随时通过操作应用程序或就地操作等方式终止对电动汽车的充放电控制，改为其他控制方式。
在本发明实施例中，双向充电桩需装备双向电能计量表对不同电价时间下的充放电量进行科学统计，并通过计费功能实时结算电量，上报给云端服务器，具备数据云保存功能。
双向充电桩包括可编程双向电力电子变流器，其符合以下国家相关标准和电能质量标准：与电网连接点的谐波电压、输出电流谐波总畸变率应符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549的规定。功率变换系统并网运行时产生的电压波动和闪变应符合现行国家标准《电能质量电压波动和闪变》GB 12326的规定。
本发明的实施例所提供的电动汽车充放电控制系统包含上述技术方案中的电动汽车充放电控制装置，与其具有相同的区别技术特征，因而也具有参与电网调峰的技术效果。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的电子设备的计算机系统500仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的电动汽车充放电控制方法。
例如，所述的电子设备可以实现如图1中所示的：步骤S102，获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；步骤S104，在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；步骤S106，根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，以对与所述双向充电桩电连接的所述电动汽车进行充放电，其中，所述最小充放电时长根据所述当前剩余电量、所述目标剩余电量、所述充电功率和所述放电功率获得。
又如，所述的电子设备可以实现如图2所示的各个步骤。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多者单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种电动汽车充放电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；
在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；
根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，以对与所述双向充电桩电连接的所述电动汽车进行充放电，其中，所述最小充放电时长根据所述当前剩余电量、所述目标剩余电量、所述充电功率和所述放电功率获得；
其中，所述最小充放电时长包括最小充电时长，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：
根据所述电价数据获取所述目标时间区间内电价小于等于第一设定阈值的第一时间分区的第一累计时长；
在所述比较结果为所述当前剩余电量小于所述目标剩余电量时，比较加权最小充电时长与所述第一累计时长的大小，所述加权最小充电时长为所述最小充电时长与第一设定权值的乘积；
在所述第一累计时长大于等于所述加权最小充电时长时，生成第一控制命令；
其中，所述第一控制命令的控制内容为：在所述第一时间分区内，对所述电动汽车进行充电，直到所述当前剩余电量达到目标剩余电量与预期放电量的和；所述预期放电量是在目标时间区间内电价大于第一设定阈值的第二时间分区内进行放电的电量；所述目标剩余电量与所述预期放电量的和小于等于所述电动汽车的最大剩余电量；
在所述第二时间分区内，对所述电动汽车进行放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，还包括：
在所述第一累计时长小于所述加权最小充电时长时，生成第二控制命令；
其中，所述第二控制命令的控制内容为：在所述第一时间分区内，对所述电动汽车进行持续充电；
在所述第二时间分区内，对所述电动汽车进行充电，直到所述第二时间分区内对所述电动汽车进行充电的充电量达到第一充电量；
其中，所述第一充电量为所述目标剩余电量与所述当前剩余电量的差值与第二充电量的差值，所述第二充电量为所述第一时间分区内对所述电动汽车进行充电的充电量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包括：
所述最小充放电时长包括最小放电时长，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：
根据所述电价数据获取所述目标时间区间内电价大于等于第二设定阈值的第三时间分区的第二累计时长；
在所述比较结果为所述当前剩余电量大于所述目标剩余电量时，比较加权最小放电时长与所述第二累计时长的大小，所述加权最小放电时长为所述最小放电时长与第二设定权值的乘积；
在所述第二累计时长大于等于所述加权最小放电时长时，生成第三控制命令；
其中，所述第三控制命令的控制内容为：在所述第三时间分区内，对所述电动汽车进行放电，直到所述当前剩余电量达到目标剩余电量与预期充电量的差；所述预期充电量是在目标时间区间内电价小于第二设定阈值的第四时间分区内进行放电的电量；所述目标剩余电量与所述预期充电量的差大于等于所述电动汽车的最小剩余电量；
在所述第四时间分区内，对所述电动汽车进行充电。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，还包括：
在所述第二累计时长小于所述加权最小放电时长时，生成第四控制命令；
其中，所述第四控制命令的控制内容为：在所述第三时间分区内，对所述电动汽车进行持续放电；
在所述第四时间分区内，对所述电动汽车进行放电，直到所述第四时间分区内对所述电动汽车进行放电的放电量达到第一放电量；
其中，所述第一放电量为所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的差值与第二放电量的差值，所述第二放电量为所述第三时间分区内对所述电动汽车进行放电的放电量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：
在所述目标时间区间内电网电价不存在变动，且所述比较结果为所述当前剩余电量小于所述目标剩余电量时，生成以所述充电功率进行充电至所述当前剩余电量为所述目标剩余电量的控制命令；
在所述目标时间区间内电网电价不存在变动，且所述比较结果为所述当前剩余电量大于所述目标剩余电量时，生成以所述放电功率进行放电至所述当前剩余电量为所述目标剩余电量的控制命令。
6.一种电动汽车充放电控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取双向充电桩所处电网的电价数据和电动汽车的充电功率、放电功率、当前剩余电量和目标剩余电量；
比较单元，用于在目标时间区间内电网电价存在变动时，比较所述当前剩余电量与所述目标剩余电量的大小，得到比较结果；
生成单元，用于根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，以对与所述双向充电桩电连接的所述电动汽车进行充放电，其中，所述最小充放电时长根据所述当前剩余电量、所述目标剩余电量、所述充电功率和所述放电功率获得；
其中，所述最小充放电时长包括最小充电时长，所述根据所述电价数据、所述电动汽车的最小充放电时长以及所述比较结果生成充放电控制命令，包括：
根据所述电价数据获取所述目标时间区间内电价小于等于第一设定阈值的第一时间分区的第一累计时长；
在所述比较结果为所述当前剩余电量小于所述目标剩余电量时，比较加权最小充电时长与所述第一累计时长的大小，所述加权最小充电时长为所述最小充电时长与第一设定权值的乘积；
在所述第一累计时长大于等于所述加权最小充电时长时，生成第一控制命令；
其中，所述第一控制命令的控制内容为：在所述第一时间分区内，对所述电动汽车进行充电，直到所述当前剩余电量达到目标剩余电量与预期放电量的和；所述预期放电量是在目标时间区间内电价大于第一设定阈值的第二时间分区内进行放电的电量；所述目标剩余电量与所述预期放电量的和小于等于所述电动汽车的最大剩余电量；
在所述第二时间分区内，对所述电动汽车进行放电。
7.一种电动汽车充放电控制系统，其特征在于，所述系统包括：双向充电桩、动力电池和如权利要求6所述的电动汽车充放电控制装置；
所述装置与所述双向充电桩和所述动力电池信号连接。
8.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电动汽车充放电控制方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至5中任一项所述的电动汽车充放电控制方法。
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