CN113580997B - 一种基于用户习惯的三度调度充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于用户习惯的三度调度充电方法,包括以下步骤:S1、调取车辆充电参数;S2、用户进入选择界面;若选择快充模式,根据用户的充电数据向用户提供相应的收费数据;若用户选择有序充电模式,则用户车辆直接加入电网与其他有序充电车辆进行电量调配;S4、根据分时电价加权收费,得到最终收费。本发明将用户充电桩占用时间、用户充电期望值等概念纳入考虑,学习了单个用户日常充电习惯,将每个用户的充电习惯可视化,然后根据每个用户习惯来改变充电策略。能够更好的满足日常化的小区充电需求。有着更好的学习性。设置了三度调配等环节,将有序充电模式程序化,更易实行。
Description
技术领域
本发明属于充电桩规划领域,具体涉及一种基于用户习惯的三度调度充电方法。
背景技术
随着当今电动汽车的飞速发展,许多小区也引入电动汽车充电站,电动汽车充电桩的接入系统,给小区的电能供应,输配电,负载等各方面都加大了负荷。由于电动汽车在充电方面经过大数据的研究存在一些规律性,在某些时刻存在着大量汽车接入充电的情况,导致用电需求激增,从而导致小区的供电不足的情况,这对小区的供电以及输电网的配电健康有着危害。但是在不考虑电池特性的情况下,通过合理的方法控制电动汽车的充电负荷,能够做到优化负荷曲线,减小输电负荷,对小区的输电网有着极大益处。
目前存在一些从策略上优化充电模式的方案,通过分时和调配等方法来进行有序充电策略,本发明在以上的基础上进行了简化以及优化。通过收集用户日常充电习惯,并基于此安排三度调配,提出一种新的可行性较高,执行较简便的充电策略。
当下有序充电策略大部分侧重于对于充电特性的研究,采用蒙特卡洛法对车辆的充电负荷进行预测,但在用户行为学习方面存在欠缺,同时在有序充电安排后可能对用户的使用造成一些影响,并未考虑用户日常电量的使用,可能造成用户因有序充电而导致电能不够用的情况,同时没有考虑用户车辆占有充电桩却未进行充电的情况,本技术是在至少满足用户日常使用并且提高充电桩的使用率的情况下进行有序充电调配。
现在大部分小区电动汽车充电属于无序充电,指尽可能的满足所有电动汽车的充电需要,而不去考虑配电网的容量以及负载。在这种情况下,小区的用电情况极可能供不应求,从而造成用电不足,输送电能质量不佳等情况的出现。
发明内容
针上述问题,本发明提出一种简易优化较为可行的有序充电策略,通过对小区每个单个用户的大数据挖掘和学习,通过几个指标描述用户的充电习惯,再通过分时电价、一度调配、二度调配等环节,对电动汽车的充电功率进行有序的减小和增大,从而在用户充裕的时间内既能满足其充电需求也能降低充电站的用电负荷。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种基于用户习惯的三度调度充电方法,包括以下步骤:
S1、调取车辆充电参数;
S2、用户进入选择界面;若选择快充模式,根据用户的充电数据向用户提供相应的收费数据;若用户选择有序充电模式,则用户车辆直接加入电网与其他有序充电车辆进行电量调配;
S3、按照分时电价形成基础收费标准;
S4、在分时电价的基础上,对调配的车辆的充电收费进行二次加权,得到最终收费。
优选的,基础收费标准根据每个小区本身用电情况自行调整,具体包括:
(1)首先将每日的电价为三~四个时段,对每个时段进行时长的划分,时段的划分以及时段时长的划分应当考虑小区不同时间内用电的负载量;
(2)对每个时段进行价格的划分,价格的划分应考虑每个时段的负载量;
优选的,所述收费数据包括车辆充满所需时间及收费、车辆充电固定时间后车辆的剩余电量和收费。
优选的,若选择快充模式,设用户车辆所需快充容量为PN+1;
优选的,所述调配包括:
一度调配:用户选择有序充电模式后,设容量充足时,充电功率为PW,若此时加入负载使电网负载已满,则对所有选择有序充电模式的车辆统一进行功率调配,使所有选择有序充电模式的车辆的充电功率在设定的功率区间浮动,压缩所有选择有序充电模式的车辆的充电功率以满足电网负载需要,此时每辆车的实时充电功率和实时电价应动态匹配;
二度调配:二度调配主要应用于高峰期电量调配,包括以下步骤:
(1)实时检测用户车辆当下剩余电量:若用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值与用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(2);若用户车辆当下剩余电量小于用户充电结束时剩余电量期望值与用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(3);
(2)压缩进入步骤(2)车辆的充电功率,使进入步骤(2)车辆的充电功率在设定的功率区间浮动,在高峰期结束后恢复所有进入步骤(2)车辆的充电功率;
(3)对于所有进入步骤(3)车辆,以用户充电结束时剩余电量期望值作为充电电量的最终值,恢复所有进入步骤(3)车辆的充电功率,当充电超过用户充电结束时剩余电量期望值时或在充电过程中满足步骤(1)中用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值的用户充电开始时剩余电量期望值差值条件时,
三度调配,包括以下步骤:
1)根据实时功率估计电动汽车充满时间,若用户充电桩占用平均时间大于电动汽车充满时间,则进入步骤2);若用户充电桩占用平均时间小于等于电动汽车充满时间,则进入步骤3);
2)压缩进入步骤2)车辆的充电功率,所有进入步骤2)车辆的充电功率仍在充电功率在设定的功率区间浮动;因压缩功率而延长的充电时间,使其用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等并直接恢复进入步骤2)车辆的充电功率;若压缩功率后使用户充电桩占用平均时间小于电动汽车充满时间,则进入以下步骤3)。
3)充电桩总容量在步骤2)之后出现空余容量,将此空余容量平均分配到所有进入步骤3)汽车的充电功率,直至满足用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等而恢复其充电功率。
优选的,进行调配后的最终收费具体为:在分时电价收费加权后再次加权,设小区低谷电价为M,分时电价的权重为B,则此时车辆的收费电价为BM;对于进入调配的车辆,设其在容量充足时的充电功率为P,若其经过调配后的充电功率为P’,则该车辆在调配后的权重A=(P’/P)*100%,此时车辆的收费标准经过二次加权为ABM。
优选的,对选择快充模式的车辆,若选择调配车辆的分时电价计费在低谷期的电价为M,经过分时电价权重B后收费为BM,则选择快充模式的车辆权重为C,最终收费CBM。
优选的,所述设定的功率区间指对于全部选择有序充电模式的车辆,对于其功率的调配应存在相应的功率区间,设因调配而导致汽车要多充电的时间为T1,汽车不发生调配正常充电的时间为T2,分时电价中所划分的高峰期和尖峰期的时间总和为T3,一天的总时间为T4,至少应该保证(T1/T2)<(T3/T4),若汽车正常充电功率为P,则相应的设定的功率区间应为(1-T3/T4)P~P。
优选的,因压缩功率而延长的充电时间以及实时功率估计电动汽车充满时间是指用户在用户端能实时看到充电功率,或应能看到充电功率换算成相应的充电时间,在调配使充电功率发生改变时,充电时间也应与功率发生对应的改变,以用户不调配时完成充电的时间为基准,超过该时间的时长为因压缩功率而延长的充电时间。
优选的,对于接入充电桩的用户完成与用户车辆的绑定,一个用户能与多个车辆绑定,当用户选择对绑定的车辆A进行充电时,应当调取车辆的:平均充电时间、用户不调配时完成充电的时间、电动汽车充满时间、用户充电桩占用平均时间、用户充电结束时剩余电量期望值。
与现有的技术相比,本发明的有益效果为:
一、本发明设置多种环节来进行有效调控,具有较高的可行性。降低充电站高峰期的用电负载,增大充电桩低谷期用电负载,减小峰谷差,有利于配电网稳定运行。
二、用户充电习惯的学习,通过提出的几个指标结合大数据技术,实现对用户充电习惯的描述。从而对每个用户进行不同的有效调配。
三、从经济、效率、时间等方面进行调控,给小区充电用户带来更多的充电选择,同时也能更好完成小区电能健康且稳定的供应。
四、将用户充电桩占用时间、用户充电期望值等概念纳入考虑,学习了单个用户日常充电习惯,将每个用户的充电习惯可视化,然后根据每个用户习惯来改变充电策略。能够更好的满足日常化的小区充电需求。有着更好的学习性。设置了三度调配等环节,将有序充电模式程序化,更易实行。
附图说明
图1为本发明实施例一种基于用户习惯的三度调度充电方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,包括以下步骤:
S1、调取车辆充电参数;
在车辆进入充电准备时,有序充电系统后台应有车辆的平时数据汇总以及车辆当下状态。有序充电系统根据车辆以往充电情况,根据大数据汇总获得车辆以往充电参数,充电参数包括平均充电时长、用户日常充电时间段、用户充电开始时剩余电量期望值、用户充电结束时剩余电量期望值、用户充电桩占用平均时间。
S2、用户进入选择界面,在选择对应模式后,根据用户以往的充电数据向用户提供相应的收费数据;所述收费数据包括车辆充满所需时间及收费、车辆充电固定时间(即用户所选择的相应充电时长)后车辆的剩余电量和收费。
在用户进入开始充电时,本发明为用户提供两种充电模式,分别为:智能有序充电模式以及快充模式。
两种充电模式区别在于,若用户选择智能有序充电模式,则将根据整个负载充电站的负载情况、每日时间段等各种因素的综合来适当减小或增加该汽车的充电功率,从而能够更好的稳定电网负荷,减小高峰期的负载,用户在不紧急的情况下选择此模式既能是小区电网负载减小,同时能够支付较少的充电费用;若用户需要比较紧急,则可选择快充模式,在此种模式下,将优先满足用户的充电需要,使用快充模式来对车辆进行充电,同时用户需要支付较高的充电费用。
对于各个模式的收费标准目前各地峰谷电价主要采用浮动比例法以经验的方式确定,在掌握用户用电数据的基础上,可以运用分层聚类方法、价格需求弹性分析等,科学确定时段及时长划分,预测峰谷电价执行效果,测算电网企业或发电企业与不同用户执行峰谷电价后的收入变化。可以在总结各省(市、区)峰谷电价实践经验的基础上,制定一个统一的峰谷电价。应当确定的是,快充模式的高收费也应匹配分时电价时段,在不同时段有着不同的加权。
一、用户进入选择界面,在选择对应模式后,根据用户以往的充电数据(平均充电时长、用户日常充电时间段、用户充电开始时剩余电量期望值、用户充电结束时剩余电量期望值、用户充电桩占用平均时间。)向用户提供以下估计:车辆充满所需时间及收费、车辆充电用户所选择的充电时长后车辆的剩余电量和收费,以便用户能够直观选择。
所述调配包括以下三种调配:
一度调配:用户选择有序充电模式后,设容量充足时,充电功率为PW,若此时加入一辆负载使电网负载已满,则对所有选择有序充电模式的车辆统一进行功率调配,使所有选择有序充电模式的车辆的充电功率充电功率在设定的功率区间浮动,压缩所有选择有序充电模式的车辆的充电功率充电功率以满足电网负载需要。此时每辆车的实时充电功率和实时电价应动态匹配。
二度调配:二度调配主要应用于高峰期电量调配,包括以下步骤:
(1)检测用户车辆当下剩余电量,实时检测用户车辆当下剩余电量:若用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值的用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(2);若用户车辆当下剩余电量小于于用户充电结束时剩余电量期望值与用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(3)
(2)压缩进入步骤(2)车辆的充电功率,但所有进入步骤(2)车辆的充电功率仍在充电功率在设定的功率区间浮动,在高峰期结束后恢复所有进入步骤(2)车辆的充电功率。
(3)对于所有进入步骤(3)车辆,以用户充电结束时剩余电量期望值作为充电电量的最终值,恢复所有进入步骤(3)车辆的充电功率,当充电超过用户充电结束时剩余电量期望值时或在充电过程中满足步骤(1)中用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值的用户充电开始时剩余电量期望值差值条件时,从步骤(3)进入步骤(2)。
三度调配,包括以下步骤:
1)根据实时功率估计电动汽车充满时间,若用户充电桩占用平均时间大于电动汽车充满时间,则进入步骤2);若用户充电桩占用平均时间小于等于电动汽车充满时间,则进入步骤3);
2)压缩进入步骤2)车辆的充电功率,所有进入步骤2)车辆的充电功率仍在充电功率在设定的功率区间浮动;因压缩功率而延长的充电时间,使其用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等并直接恢复进入步骤2)车辆的充电功率;若压缩功率后使用户充电桩占用平均时间小于电动汽车充满时间,则进入以下步骤3)。
3)充电桩总容量在步骤2)之后出现空余容量,将此空余容量平均分配到所有进入步骤3)汽车的充电功率,直至满足用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等而恢复其充电功率。
S3、按照分时电价形成基础收费标准;基础收费标准具体包括:
(1)首先将每日的电价分段,在平常月份一般分为三个时段分别为:低谷,平谷、高峰。而在高峰月份如7、8月会将一日电价分为四个时段,分别为:低谷,平谷、高峰、尖峰,如表1所示。对每个时段进行时长的划分。时段的划分以及时段时长的划分应当考虑小区不同时间内用电的负载量。
表1 不同区域大工业用户分时段电价平均值及方差比较
(2)对每个时段进行价格的划分。以各时段用户分时段电价的比值的平均值来划分价格的加权值:以全国普遍的现象为例:全国30省(市、区)的尖峰电价、高峰电价和平段电价分别是低谷电价的3.2560倍、2.884倍、1.915倍。按照此方法只需规定好低谷时的充电费用即可。
而实际上价格的划分应考虑每个时段的负载量、小区用电情况等等因素,综合考虑后可采用统计学、数学等方法来划分价格。
在有序充电模式和快充模式的调配过程中,设基础电价为m元/kw·h,则实时功率Pi始终与基础电价m成正比,然后再经过分时电价的加权收费,得到最终收费。
在分时电价的基础上,对调配后的车辆的充电收费进行二次加权是指车辆在进行调配后的收费标准会发生改变,此时应该在分时电价收费加权后再次加权。设小区低谷电价为M,分时电价的权重为B,则此时车辆的收费电价为BM。而对于进入调配的车辆,设其在容量充足时的充电功率为P,若其经过调配后的充电功率为P’,则该车辆在调配后的权重A=(P’/P)*100%.则此时车辆的收费标准经过二次加权为ABM。
对于选择快充的车辆,则对该模式的车辆选取特殊的加权计费,由于电网会优先满足快充模式车辆的充电,则因设立在该模式下的对应分时电价特殊加权。如对于选择调配车辆的分时电价计费在低谷期的电价为M,经过分时电价权重B后收费为BM,则对于选择快充的车辆给予特殊的权重C,并在此加权得到最终收费CBM。
所述设定的功率区间指对于全部选择有序充电模式的车辆,对于其功率的调配应存在相应的区间(指不能无下限的压缩功率,调配功率在该区间内调配,比如区间0.5P~P,则所有选择有序充电模式的汽车功率都在该区间内浮动),在除高峰期的情况下,电网的用量充足,不会用到调配,而对于高峰期常常要进行调配。设因调配而导致汽车要多充电的时间为T1,汽车不发生调配正常充电的时间为T2,分时电价中所划分的高峰期和尖峰期的时间总和为T3,一天的总时间为T4,至少应该保证(T1/T2)<(T3/T4),此处的意义为汽车因调配而多产生的时长占不调配总时长的比重应小于高峰期和尖峰期占一天总时间的比重,以满足调配不对用户的充电产生过多影响,若汽车正常充电功率为P,则相应的设定的功率区间应为(1-T3/T4)P~P。
因压缩功率而延长的充电时间以及实时功率估计电动汽车充满时间是指用户在用户端能实时看到充电功率,或应能看到充电功率换算成相应的充电时间,在调配使充电功率发生改变时,充电时间也应与功率发生对应的改变,以用户不调配时完成充电的时间为基准,超过该时间的时长为因压缩功率而延长的充电时间。
对于接入充电桩的用户完成与特定车辆的绑定,一个用户能与多个车辆绑定,此措施意义在于让用户充电时选择所充电的绑定车辆,以便调取数据以及进行数据储存。如当用户选择对绑定的车辆A进行充电时,应当调取车辆的:平均充电时间、用户不调配时完成充电的时间、电动汽车充满时间、用户充电桩占用平均时间、用户充电结束时剩余电量期望值。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、调取车辆充电参数;
S2、用户进入选择界面;若选择快充模式,根据用户的充电数据向用户提供相应的收费数据;若用户选择有序充电模式,则用户车辆直接加入电网与其他有序充电车辆进行电量调配;
S3、按照分时电价形成基础收费标准;
S4、在分时电价的基础上,对调配的车辆的充电收费进行二次加权,得到最终收费;
所述调配包括:
一度调配:用户选择有序充电模式后,设容量充足时,充电功率为PW,若此时加入负载使电网负载已满,则对所有选择有序充电模式的车辆统一进行功率调配,使所有选择有序充电模式的车辆的充电功率在设定的功率区间浮动,压缩所有选择有序充电模式的车辆的充电功率以满足电网负载需要,此时每辆车的实时充电功率和实时电价应动态匹配;
二度调配:二度调配主要应用于高峰期电量调配,包括以下步骤:
(1)实时检测用户车辆当下剩余电量:若用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值与用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(2);若用户车辆当下剩余电量小于用户充电结束时剩余电量期望值与用户充电开始时剩余电量期望值差值,则进入步骤(3);
(2)压缩进入步骤(2)车辆的充电功率,使进入步骤(2)车辆的充电功率在设定的功率区间浮动,在高峰期结束后恢复所有进入步骤(2)车辆的充电功率;
(3)对于所有进入步骤(3)车辆,以用户充电结束时剩余电量期望值作为充电电量的最终值,恢复所有进入步骤(3)车辆的充电功率,当充电超过用户充电结束时剩余电量期望值时或在充电过程中满足步骤(1)中用户车辆当下剩余电量大于等于用户充电结束时剩余电量期望值的用户充电开始时剩余电量期望值差值条件时,从步骤(3)进入步骤(2);
三度调配,包括以下步骤:
1)根据实时功率估计电动汽车充满时间,若用户充电桩占用平均时间大于电动汽车充满时间,则进入步骤2);若用户充电桩占用平均时间小于等于电动汽车充满时间,则进入步骤3);
2)压缩进入步骤2)车辆的充电功率,所有进入步骤2)车辆的充电功率仍在充电功率在设定的功率区间浮动;因压缩功率而延长的充电时间,使其用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等并直接恢复进入步骤2)车辆的充电功率;若压缩功率后使用户充电桩占用平均时间小于电动汽车充满时间,则进入以下步骤3);
3)充电桩总容量在步骤2)之后出现空余容量,将此空余容量平均分配到所有进入步骤3)汽车的充电功率,直至满足用户充电桩占用平均时间等于电动汽车充满时间,在高峰期结束后不再考虑二者是否相等而恢复其充电功率。
2.根据权利要求1所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,基础收费标准根据每个小区本身用电情况自行调整,具体包括:
(1)首先将每日的电价为三~四个时段,对每个时段进行时长的划分,时段的划分以及时段时长的划分应当考虑小区不同时间内用电的负载量;
(2)对每个时段进行价格的划分,价格的划分应考虑每个时段的负载量。
3.根据权利要求2所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,所述收费数据包括车辆充满所需时间及收费、车辆充电固定时间后车辆的剩余电量和收费。
5.根据权利要求4所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,进行调配后的最终收费具体为:在分时电价收费加权后再次加权,设小区低谷电价为M,分时电价的权重为B,则此时车辆的收费电价为BM;对于进入调配的车辆,设其在容量充足时的充电功率为P,若其经过调配后的充电功率为P’,则该车辆在调配后的权重A=(P’/P)*100%,此时车辆的收费标准经过二次加权为ABM。
6.根据权利要求5所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,对选择快充模式的车辆,若选择调配车辆的分时电价计费在低谷期的电价为M,经过分时电价权重B后收费为BM,则选择快充模式的车辆权重为C,最终收费CBM。
7.根据权利要求6所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,所述设定的功率区间指对于全部选择有序充电模式的车辆,对于其功率的调配应存在相应的功率区间,设因调配而导致汽车要多充电的时间为T1,汽车不发生调配正常充电的时间为T2,分时电价中所划分的高峰期和尖峰期的时间总和为T3,一天的总时间为T4,至少应该保证(T1/T2)<(T3/T4),若汽车正常充电功率为P,则相应的设定的功率区间应为(1-T3/T4)P~P。
8.根据权利要求7所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,因压缩功率而延长的充电时间以及实时功率估计电动汽车充满时间是指用户在用户端能实时看到充电功率,或应能看到充电功率换算成相应的充电时间,在调配使充电功率发生改变时,充电时间也应与功率发生对应的改变,以用户不调配时完成充电的时间为基准,超过该时间的时长为因压缩功率而延长的充电时间。
9.根据权利要求8所述的一种基于用户习惯的三度调度充电方法,其特征在于,对于接入充电桩的用户完成与用户车辆的绑定,一个用户能与多个车辆绑定,当用户选择对绑定的车辆A进行充电时,应当调取车辆的:平均充电时间、用户不调配时完成充电的时间、电动汽车充满时间、用户充电桩占用平均时间、用户充电结束时剩余电量期望值。
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