CN115313448B - 一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统 - Google Patents
一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统,包括:基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;本发明通过对站内充电电池的柔性充放电控制,保障了电网安全稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及配电网运行技术领域,具体涉及一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统。
背景技术
电力市场环境下,电动汽车(electric vehicles,EV)充放电参与需求响应项目可以为系统提供削峰填谷、调频和旋转备用等辅助服务,用以提高系统的安全性、可靠性,改善电能质量,降低系统运行成本,平抑可再生能源的间歇性等,作为智能电网供需侧协调的重要手段。因此,如何利用大规模电动汽车的灵活充放电技术,保障电网安全稳定运行。
目前,已有电网的负载率日益升高,随之而来的电压越限和电压暂降问题也日益频繁,在该背景下,作为大功率柔性负荷的电动汽车充电站可以在一定程度上灵活调控站内充电电池功率,为电网短时电压问题提供有效功率支撑。电网、充电站和充电电池之间需要进行控制指令、电网数据、电池数据、柔性充放电控制策略的有序计算和交互,才能够保证充电站在不同电压问题下,进行不同程度的柔性充放电控制。在实现电动汽车对电网有力支撑的同时,避免充电站对充电电池的过度调控。
发明内容
为了解决现有技术中如何利用大规模电动汽车的灵活充放电技术,保障电网安全稳定运行问题,本发明提出了一种电动汽车柔性充放电控制方法,包括:
基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制。
优选的,所述基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令,包括:
当充电站所在馈线各节点运行电压均大于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生成正常充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生成压缩充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令。
优选的,所述基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略,包括:
当生成所述正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;
当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;
当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;
当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略。
优选的,所述馈线低电压综合指标按下式计算:
式中,ldeviation为馈线低电压综合指标,l为馈线实际低电压指标,lmax为馈线低电压指标最大值。
优选的,所述当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略,包括:
通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;
当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;
当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;
当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
优选的,所述柔性充电电流按下式计算:
Icharge=IN-ldeviation(IN-Imin)
式中,Icharge为柔性充电电流,IN为电池充电的标准充电电流,ldeviation为馈线低电压综合指标,Imin为最小持续充电电流。
优选的,所述当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略,包括:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时,或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时,或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
优选的,所述当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略,包括:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述最大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中j为充电电池编号。
基于同一发明构思,本发明还提出了一种电动汽车柔性充放电控制系统,包括:
管控指令生成模块,用于基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
柔性充放电控制策略确定模块,用于基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
柔性充放电控制模块,用于基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制。
优选的,所述管控指令生成模块,具体用于:
当充电站所在馈线各节点运行电压均大于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生产正常充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生产压缩充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令。
优选的,所述柔性充放电控制策略确定模块,包括:
正常充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;
压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;
平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;
急放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略。
优选的,所述压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;
当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;
当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;
当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
优选的,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;j为充电电池编号。
优选的,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统,包括:基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;本发明通过对站内充电电池的柔性充放电控制,保障了电网安全稳定的运行。
附图说明
图1为本发明的一种电动汽车柔性充放电控制方法流程图;
图2为本发明的电动汽车柔性充放电整体控制架构图;
图3为本发明的充电站柔性充放电控制流程图;
图4为本发明的压缩充电指令下柔性充放电控制流程图;
图5为本发明的压缩放电指令下柔性充放电控制流程图;
图6为本发明的紧急放电指令下柔性充放电控制流程图。
具体实施方式
本发明旨在构建电网、充电站和充电电池之间的柔性充放电控制和数据交互架构。电网针对电网电压越限和电压暂降两类问题,进行了不同程度的场景划分,并对不同场景发布不同的充放电控制指令。在此基础上,制定充电站在不同场景和控制指令下的柔性充放电控制流程。充电站根据收到的控制指令,在与电动汽车电池管理系统完成交互后,确定充电电池充放电参数和运行状态,并计算柔性充放电控制策略,最终由充电站对站内充电电池实施柔性充放电控制。下面结合说明书附图和实施例对本发明进行详细介绍。
实施例1:
一种电动汽车柔性充放电控制方法,具体过程如图1所示,包括:
步骤1,基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
步骤2,基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
步骤3,基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制。
步骤1中的,基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令,包括:
本发明提供的一种电动汽车柔性充放电控制方法,其整体控制架构如图2所示。
充电站与电网实时交互,充电站接收电网对充电站管控指令,管控指令包含以下4种:正常充电,压缩充电、平稳放电和紧急放电。
电网监测充电站所在馈线各节点电压幅值,若无异常,则向充电站发布正常充电指令。
当电网运行无异常时,充电站接收到管控指令为正常充电,电网运行无异常具体表征为充电站所在馈线运行电压均在电压正常运行范围内,即:
式中,Ui为节点i的电压幅值,UN为充电站所在馈线额定电压,αmax和αmin分别为节点电压上下限系数,Ωfeeder为充电站所在馈线节点集合。
电网监测充电站所在馈线各节点电压幅值,当馈线至少一个节点电压幅值低于下限时,电网向充电站发布压缩充电指令。
式中,βUN为压缩充电和平稳放电的边界阈值。
电网监测充电站所在馈线各节点电压幅值,当馈线至少一个节点电压幅值低于下限时,电网向充电站发布平稳放电指令。
式中,δUN为平稳放电和紧急放电的边界阈值。
电网监测充电站所在馈线各节点电压幅值,当馈线至少一个节点电压幅值低于下限时,电网向充电站发布紧急放电指令。
步骤2中的,基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略,包括:
充电站接收到管控指令后,根据指令进行充电站内柔性充放电控制,分为以下4种情况,其整体控制流程如图3所示。
充电站接收到管控指令为正常充电,实施以下柔性充放电控制:
充电站接收到正常充电的控制指令后,维持各电动汽车电池管理系统BMS自行的充电行为。
充电站接收到管控指令为压缩充电,整体流程如图4所示,实施以下柔性充放电控制:
电网计算馈线低电压综合指标。
馈线低电压指标最大值lmax为:
馈线实际低电压指标l为:
式中,γi为考虑充电站和节点i相对位置关系的低电压系数,可根据节点i在充电站上游,节点i和充电站在同一节点,节点i在充电站下游3种情况分别设定。ΔUi为节点i的低电压偏移值。
经过上面两步,可以得到馈线低电压综合指标为:
充电站接收到压缩充电的控制指令后,与电网继续通信,获取馈线低电压综合指标,与站内各电动汽车的BMS系统进行交互,确定柔性充放电控制策略。
充电站和BMS进行交互,获得电池充电的标准充电电流IN、最小持续充电电流Imin及持续时间t1。
计算柔性充电电流Icharge如下所示:
Icharge=IN-ldeviation(IN-Imin)
确定充电中电池所处状态:
确定充电中电池处于涓流充电、恒流充电和恒压充电的哪个阶段。
制定柔性充放电控制策略:
如果电池处于涓流充电状态,则维持该充电状态;
如果电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态,则以Icharge的恒定电流充电,直到充电时间达到t1,电池恢复tN的恒定电流充电;
如果电池处于恒压充电状态,则维持该充电状态。
充电站接收到管控指令为平稳放电,整体流程如图5所示,实施以下柔性充放电控制:
充电站接收到平稳放电的控制指令后,与站内各电动汽车的BMS系统进行交互,确定柔性充放电控制策略。
充电站和BMS进行交互,获得电池充电的标准放电电流I'N。
确定充电中电池所处状态:
确定充电中电池处于涓流充电、恒流充电和恒压充电的哪个阶段。
制定柔性充放电控制策略:
如果电池处于涓流充电状态,则停止充电;
如果电池处于恒流充电或恒压充电状态,则以I′N的恒定电流放电,直到下式不再满足,电池停止放电。
SOCj≥SOCmin
Uj≥Umin
Tj≤Tmax
式中,SOCj为第j个充电电池的荷电状态,SOCmin为第j个充电电池的荷电状态下限,Uj为第j个充电电池电压,Umin为第j个充电电池放电截止电压,Tj为第j个充电电池运行温度,Tmax为第j个充电电池最高工作温度。
充电站接收到管控指令为紧急放电,整体流程如图6所示,实施以下柔性充放电控制:
充电站接收到紧急放电的控制指令后,与站内各电动汽车的BMS系统进行交互,确定柔性充放电控制策略。
充电站和BMS进行交互,获得电池充电的标准放电电流I′N、最大持续放电电流Imax及持续时间t2、最大脉冲放电电流长脉冲Imax2及持续时间t3、最大脉冲放电电流短脉冲Imax3及持续时间t4、放电截止电压Umin、电池最高工作温度Tmax。
确定充电中电池所处状态:
确定充电中电池处于涓流充电、恒流充电和恒压充电的哪个阶段。
制定柔性充放电控制策略:
如果电池处于涓流充电状态,则停止充电;
如果电池处于恒流充电或恒压充电状态,则按照以下顺序依次放电:以最大脉冲放电电流短脉冲Imax3持续放电t4、以最大脉冲放电电流长脉冲Imax2持续放电t3、以最大持续放电电流Imax持续放电t2、以标准放电电流持续放电。直到下式不再满足,电池停止放电。
SOCj≥SOCmin
Uj≥Umin
Tj≤Tmax
式中,SOCj为第j个充电电池的荷电状态,SOCmin为第j个充电电池的荷电状态下限,Uj为第j个充电电池电压,Umin为第j个充电电池放电截止电压,Tj为第j个充电电池运行温度,Tmax为第j个充电电池最高工作温度。
步骤3中的,基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制,包括:
充电站内各充电桩和充电电池执行步骤2所制定的柔性控制策略。
实施例2:
一种电动汽车柔性充放电控制系统,包括:
管控指令生成模块,用于基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
柔性充放电控制策略确定模块,用于基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
柔性充放电控制模块,用于基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制。
所述管控指令生成模块,具体用于:
当充电站所在馈线各节点运行电压均大于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生产正常充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生产压缩充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令。
所述柔性充放电控制策略确定模块,包括:
正常充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;
压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;
平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;
急放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略。
所述压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;
当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;
当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;
当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;j为充电电池编号。
所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种电动汽车柔性充放电控制方法,其特征在于,包括:
基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;
所述基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令,包括:
当充电站所在馈线各节点运行电压均大于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生成正常充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生成压缩充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令;
所述基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略,包括:
当生成正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;
当生成压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;
当生成平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;
当生成紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略;
所述馈线低电压综合指标按下式计算:
式中,ldeviation为馈线低电压综合指标,l为馈线实际低电压指标,lmax为馈线低电压指标最大值。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略,包括:
通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;
当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;
当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;
当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,所述柔性充电电流按下式计算:
Icharge=IN-ldeviation(IN-Imin)
式中,Icharge为柔性充电电流,IN为电池充电的标准充电电流,ldeviation为馈线低电压综合指标,Imin为最小持续充电电流。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略,包括:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时,或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时,或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略,包括:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述最大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中j为充电电池编号。
6.一种电动汽车柔性充放电控制系统,其特征在于,包括:
管控指令生成模块,用于基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;
柔性充放电控制策略确定模块,用于基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;
柔性充放电控制模块,用于基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;
所述管控指令生成模块,具体用于:
当充电站所在馈线各节点运行电压均大于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生成正常充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生成压缩充电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;
当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令;
所述柔性充放电控制策略确定模块,包括:
正常充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;
压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;
平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;
急放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略;
所述馈线低电压综合指标按下式计算:
式中,ldeviation为馈线低电压综合指标,l为馈线实际低电压指标,lmax为馈线低电压指标最大值。
7.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;
当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;
当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;
当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
8.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;j为充电电池编号。
9.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:
当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;
当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
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