CN111605425A - 一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法 - Google Patents

一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于基于物联网的电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，包含区域内调度中心、区域内其他用电设备、电表、充电桩、电动车辆、充电优先级系数。区域内调度中心可访问电表获取区域内其他用电设备的实时功率，根据区域内的配额功率计算出当前可以为区域内需要充电的充电桩分配的充电功率。区域内调度中心可以读取充电桩的工作状态并可以控制充电桩的充电功率，还可以通过充电桩读取电动车辆的数据和状态。还可以通过收集到的数据计算出每一辆连接到充电桩的电动车辆的充电优先级系数以实现有序充电。

Description

一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法
技术领域
本发明属于基于物联网的电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法。
背景技术
随着电动汽车销售量的爆发式增长，电动汽车的充电需求将会给现有电网增加大量负荷，对配电网产生极大的冲击，可能导致居民区配网无法满足负荷要求发生跳闸，严重影响城市供电质量，未来电动汽车保有量的爆发式增长将会导致这一矛盾更加突出。结合区域内配额功率和实时功率对在区域内的充电桩进行功率分配实现有序充电是一种可以有效缓解这一矛盾的方法。
但是在实际运行过程中，由于车辆品牌、型号的不断增多，各种车辆的参数会越来越大，如何对连接在充电桩上不同型号、不同电量、不同SOC（荷电状态）、不同时间、不同充电时间需求的车辆进行功率的合理分配成为了一个新的普遍问题。
一种普遍被使用的方法是仅按照充电桩的使用数量来平均分配功率，而这种方法的先天不足性就导致了如下问题：
（1）大容量低SOC车辆在有序充电中被分配了过低的充电功率而延长了充电时间；
（2）小容量高SOC的车辆则被分配了相对过多的充电功率造成了有限功率的浪费;
（3）无优先级对待的方式造成，所有充电桩的功率会跟区域内其他电器的功率抖动同步波动。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，解决了现有技术中存在的有序充电中如何对欲充电的电动车辆进行合理功率分配的问题。
本发明所采用的技术方案是一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，包含区域内调度中心、区域内其他用电设备、电表、充电桩、电动车辆、充电优先级系数。
区域内调度中心可访问电表获取区域内其他用电设备的实时功率，根据区域内的配额功率计算出当前可以为区域内需要充电的充电桩分配的充电功率。区域内调度中心可以读取充电桩的工作状态并可以控制充电桩的充电功率，还可以通过充电桩读取电动车辆的数据和状态。还可以通过收集到的数据计算出每一辆连接到充电桩的电动车辆的充电优先级系数以实现有序充电。
区域内调度中心在区域内不断收集电表获取区域内其他用电设备的实时功率、各个充电桩以及连接在充电桩的电动车辆的数据，计算出每一个电动车辆的充电优先级系数，形成一个动态的充电优先级系数序列，再按照每一个电动车辆对应的充电优先级系数在序列中所占比重为连接在电动车辆的充电桩分配充电功率实现有序充电。
本发明所采用的技术方案是一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、电动车辆E驶入停车位欲充电，司机将充电桩C的充电枪连接至车辆，车辆和充电桩完成充电握手。
步骤2、司机通过移动终端操作车辆授权，使能车辆充电，同时在移动终端上设置本次要充电的电量Qc、本次期望充电完成的时间T0，然后点击开始充电，车辆处于待充电状态。
步骤3、区域内调度中心通过移动终端后台获取司机刚刚设置的Qc、T0两个参数值。
步骤4、区域内调度中心通过后台获取此时的充电时段M，M代表{峰,谷,平}。
步骤5、区域内调度中心读取充电桩C的额定充电功率P0。
步骤6、区域内调度中心通过充电桩C读取车辆E的标称电量Q0、车辆当前的SOC以及车辆可以接受的充电功率Pe。
步骤7、区域内调度中心读取区域电表的实时功率值Pm，计算Pr=Pa-Pm，其中Pr为区域剩余功率，Pa为区域配额功率。
步骤8、区域内调度中心计算该车辆的已充电时长t和已充电量Qf。
步骤9、区域内调度中心完成一次电动车辆E的相关数据采集，计算出该车辆的充电优先级系数ke=math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}。
步骤10、区域内调度中心将步骤9中计算的ke在当前区域内所有（包括新加入车辆E）参与有序充电的n辆电动车辆的充电优先级系数序列{k1,k2,k3…ke…kn}中排序。
步骤11、区域内调度中心按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3…ke…kn}为车辆E分配充电功率，电动车辆开始在此功率下充电并维持一段固定周期。
步骤12、判断车辆E的已充电量Qf是否已经达到设定充电电量Qc，没有达到跳转到步骤13，达到则跳转到步骤步骤14。
步骤13、判断车辆是否仍然在充电，如果为发生意外结束充电，则跳转到步骤15，如果已经结束充电则跳转到步骤14。
步骤14、车辆E充电已经结束，则其充电优先级系数k已经无效，将其从整个区域的充电优先级系数队列中移除。
步骤15、判断区域内调度中心的功率重分配的周期是否达到，达到则跳转到步骤4，重新获取车辆E已经变化了的SOC值、已充电时长t、已充电量Qf以及可能发生变化的充电时段M和区域电表的实时功率值Pm，再次计算通过math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}获取电动车辆E的新的充电优先级系数ke，再按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3……kn}为车辆E分配新的功率。周而复始，直到电动车辆E充电结束或完成。
上述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，任何一辆电动车辆经过计算后都会得到同数量级的充电优先级系数结果。
上述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，相同标称容量的电动车辆，SOC越低充电优先级系数越大。
上述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，相同SOC的不同电动车辆的标称容量越大，充电优先级系数越大。
上述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，同一个电动车辆的充电优先级系数在不同时间计算的结果是动态变化的。
上述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，任何一个电动车辆在结束充电之后，其充电优先级系数自动变为0。
本发明的有益效果是，通过计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，避免了不同型号、不同电量、不同SOC、不同时间、不同充电时间需求的车辆在有序充电过程中被分配不合理充电功率的现象。调度中心通过获取区域电表功率、车辆信息、充电桩信息以及充电需求等多种途径的数据信息，使系统中静态参数和动态参数均参与计算，从而实现不同电动车辆在区域内统一的同源系数，再形成一个动态的充电优先级系数序列，使得将各种电动车辆合理排序成为可能，最终实现为参与有序充电的每一辆车辆分配最优的充电功率。
附图说明
图1是本发明中通过计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法的结构示意图。
图2是本发明中通过计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法的工作逻辑图。
图中，1区域内调度中心、2区域内其他用电设备、3电表、4充电桩、5电动车辆、6充电优先级系数。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
调度中心通过获取区域电表功率、车辆信息、充电桩信息以及充电需求等多种途径的数据信息，使系统中静态参数和动态参数均参与计算，从而实现不同电动车辆在区域内统一的同源系数，再形成一个动态的充电优先级系数序列，使得将各种电动车辆合理排序成为可能，最终实现为参与有序充电的每一辆车辆分配最优的充电功率。
本发明提出的计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，包含1区域内调度中心、2区域内其他用电设备、3电表、4充电桩、5电动车辆、6充电优先级系数。
1区域内调度中心可访问3电表获取2区域内其他用电设备的实时功率，根据区域内的配额功率计算出当前可以为区域内需要充电的充电桩分配的充电功率。1区域内调度中心可以读取4充电桩的工作状态并可以控制4充电桩的充电功率，还可以通过4充电桩读取5电动车辆的数据和状态。还可以通过收集到的数据计算出每一辆连接到4充电桩的5电动车辆的6充电优先级系数以实现有序充电。
1区域内调度中心在区域内不断收集3电表获取2区域内其他用电设备的实时功率、各个4充电桩以及连接在4充电桩的5电动车辆的数据，计算出每一个5电动车辆的6充电优先级系数，形成一个动态的6充电优先级系数序列，再按照每一个5电动车辆对应的6充电优先级系数在序列中所占比重为连接在5电动车辆的4充电桩分配充电功率实现有序充电。
各组成部分说明如下：
1区域内调度中心可以是任何一种可以具备和3电表通信获取2区域内其他用电设备和所有4充电桩的功率之和，可以读取4充电桩的工作状态并可以控制4充电桩的充电功率，还可以通过4充电桩读取5电动车辆的数据和状态，可以计算出每一个5电动车辆的6充电优先级系数并可以形成一个动态的6充电优先级系数序列，再按照每一个5电动车辆对应的6充电优先级系数在序列中所占比重为连接在5电动车辆的4充电桩分配充电功率实现有序充电的带有运算能力的互联网设备
2区域内其他用电设备可以是任何电气设备。
3电表可以是任何可以实现数据通信上报实时功率值的电表设备。
4充电桩可以是任何满足电动车辆充电的设备，该设备具备和1区域内调度中心通信上报状态的功能和接受1区域内调度中心控制功率的功能，还具备可以将5电动车辆的状态上报的功能。
5电动车辆可以是可以在4充电桩上充电的车辆，该车辆可以将车辆状态信息发送给4充电桩。
6充电优先级系数可以是任何一种包含了{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}参数的简单的或复杂的数学表达式，其具备如下特点：
（1）任何一辆5电动车辆经过计算后都会得到同数量级的6充电优先级系数结果；
（2）相同标称容量的5电动车辆，SOC越低6充电优先级系数越大；
（3）相同SOC的不同5电动车辆的标称容量越大，6充电优先级系数越大；
（4）同一个5电动车辆的6充电优先级系数在不同时间计算的结果是一个动态变化的；
（5）任何一个5电动车辆在结束充电之后，其6充电优先级系数自动变为0。
一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、电动车辆E驶入停车位欲充电，司机将充电桩C的充电枪连接至车辆，车辆和充电桩完成充电握手。
步骤2、司机通过移动终端操作车辆授权，使能车辆充电，同时在移动终端上设置本次要充电的电量Qc、本次期望充电完成的时间T0，然后点击开始充电，车辆处于待充电状态。
步骤3、区域内调度中心通过移动终端后台获取司机刚刚设置的Qc、T0两个参数值。
步骤4、区域内调度中心通过后台获取此时的充电时段M，M代表{峰,谷,平}。
步骤5、区域内调度中心读取充电桩C的额定充电功率P0。
步骤6、区域内调度中心通过充电桩C读取车辆E的标称电量Q0、车辆当前的SOC以及车辆可以接受的充电功率Pe。
步骤7、区域内调度中心读取区域电表的实时功率值Pm，计算Pr=Pa-Pm，其中Pr为区域剩余功率，Pa为区域配额功率。
步骤8、区域内调度中心计算该车辆的已充电时长t和已充电量Qf。
步骤9、区域内调度中心完成一次电动车辆E的相关数据采集，计算出该车辆的充电优先级系数ke=math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}。
步骤10、区域内调度中心将步骤9中计算的ke在当前区域内所有（包括新加入车辆E）参与有序充电的n辆电动车辆的充电优先级系数序列{k1,k2,k3…ke…kn}中排序。
步骤11、区域内调度中心按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3…ke…kn}为车辆E分配充电功率，电动车辆开始在此功率下充电并维持一段固定周期。
步骤12、判断车辆E的已充电量Qf是否已经达到设定充电电量Qc，没有达到跳转到步骤13，达到则跳转到步骤14。
步骤13、判断车辆是否仍然在充电，如果为发生意外结束充电，则跳转到步骤15，如果已经结束充电则跳转到步骤14。
步骤14、车辆E充电已经结束，则其充电优先级系数k已经无效，将其从整个区域的充电优先级系数队列中移除。
步骤15、判断区域内调度中心的功率重分配的周期是否达到，达到则跳转到步骤4，重新获取车辆E已经变化了的SOC值、已充电时长t、已充电量Qf以及可能发生变化的充电时段M和区域电表的实时功率值Pm，再次计算通过math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}获取电动车辆E的新的充电优先级系数ke，再按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3……kn}为车辆E分配新的功率。周而复始，直到电动车辆E充电结束或完成。

Claims (6)

1.一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：具体按照以下步骤实施：
步骤1、电动车辆E驶入停车位欲充电，司机将充电桩C的充电枪连接至车辆，车辆和充电桩完成充电握手；
步骤2、司机通过移动终端操作车辆授权，使能车辆充电，同时在移动终端上设置本次要充电的电量Qc、本次期望充电完成的时间T0，然后点击开始充电，车辆处于待充电状态；
步骤3、区域内调度中心（1）通过移动终端后台获取司机刚刚设置的Qc、T0两个参数值；
步骤4、区域内调度中心（1）通过后台获取此时的充电时段M，M代表{峰,谷,平}；
步骤5、区域内调度中心（1）读取充电桩C的额定充电功率P0；
步骤6、区域内调度中心（1）通过充电桩C读取车辆E的标称电量Q0、车辆当前的SOC以及车辆可以接受的充电功率Pe；
步骤7、区域内调度中心（1）读取区域电表（3）的实时功率值Pm，计算Pr=Pa-Pm，其中Pr为区域剩余功率，Pa为区域配额功率；
步骤8、区域内调度中心（1）计算该车辆的已充电时长t和已充电量Qf；
步骤9、区域内调度中心（1）完成一次电动车辆E的相关数据采集，计算出该车辆的充电优先级系数ke=math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}；
步骤10、区域内调度中心（1）将步骤9中计算的ke在当前区域内所有参与有序充电的n辆电动车辆的充电优先级系数序列{k1,k2,k3…ke…kn}中排序；
步骤11、区域内调度中心（1）按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3…ke…kn}为车辆E分配充电功率，电动车辆开始在此功率下充电并维持一段固定周期；
步骤12、判断车辆E的已充电量Qf是否已经达到设定充电电量Qc，没有达到跳转到步骤13，达到则跳转到步骤步骤14；
步骤13、判断车辆是否仍然在充电，如果为发生意外结束充电，则跳转到步骤15，如果已经结束充电则跳转到步骤14；
步骤14、车辆E充电已经结束，则其充电优先级系数k已经无效，将其从整个区域的充电优先级系数队列中移除；
步骤15、判断区域内调度中心（1）的功率重分配的周期是否达到，达到则跳转到步骤4，重新获取车辆E已经变化了的SOC值、已充电时长t、已充电量Qf以及可能发生变化的充电时段M和区域电表的实时功率值Pm，再次计算通过math{Qc,T0,M,P0,Q0,SOC,PE,Pr,Qf,t}获取电动车辆E的新的充电优先级系数ke，再按照Pr*ke/∑{k1,k2,k3……kn}为车辆E分配新的功率，周而复始，直到电动车辆E充电结束或完成。
2.根据权利要求1所述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：任何一辆电动车辆（5）经过计算后都会得到同数量级的充电优先级系数（6）结果。
3.根据权利要求2所述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：相同标称容量的电动车辆（5），SOC越低充电优先级系数（6）越大。
4.根据权利要求3所述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：相同SOC的不同电动车辆（5）的标称容量越大，充电优先级系数（6）越大。
5.根据权利要求4所述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：同一个电动车辆（5）的充电优先级系数（6）在不同时间计算的结果是动态变化的。
6.根据权利要求5所述的一种计算电动车辆充电优先权系数实现合理有序充电的方法，其特征在于：任何一个电动车辆（5）在结束充电之后，其充电优先级系数（6）自动变为0。
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