CN115632423A - 一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，包括如下步骤：S1、采用长短记忆神经网络预测时间区间段内变压器的第一负荷预测数据和居民用电的第二负荷预测数据；S2、以变压器额定容量的n1％为第一基准线，将供需关系划分为用电谷期和用电非谷期；S3、电动车车主根据用电谷期和用电非谷期中电动汽车充放电对应的电价选择充放电策略；S4、智能配变终端对供电台区内的电能进行动态调控；S5、当供电时段处于用电非谷期时，采用第一充放电策略进行电能调控；S6、当供电时段处于用电谷期时，采用第二充放电策略进行电能调控。结合变压器的负荷需求动态调整电动汽车的充放电策略，既保证电动汽车车主的用车需求，也保证了居民区的用电安全。

Description

一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法
技术领域
本发明涉及台区供电动态调控技术领域，具体的，涉及一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法。
背景技术
当前，电动汽车在我国普及率越来越高，特别是某些大城市新能源汽车牌照的照顾政策，城市居民小区内地下车库随处可见电动汽车充电桩，这些充电桩像居民普通负荷一样接入台区变压器内。然而，由于电动汽车充电负荷具有的随机性特点导致台区变压器负荷不稳定，峰谷差持续加大，如某些时刻台区负荷急剧上升甚至超过变压器允许容量值，而有些时候变压器却处于无负荷的状态。显然，提升台区变压器的容量增大供需能力则成本巨大，如何对电动汽车充电进行有效管理，使其有序充电，平衡变压器负荷变化，是当今电力系统配网侧急需解决的问题。
中国专利，公开号：CN202111444311，公开了一种电动汽车有序充电管理方法研究智能配变终端作为充电桩有序充电管理决策中心，通过即插即用单元实现与充电桩的接入；智能配变终端综合分析用户充电需求、配变容量和负载运行数据，结合车联网平台控制模型，制定台区有序充电管理策略。该方案没有考虑带车主意愿，并不能根据车主意愿动态的调整电动汽车的充放电策略，进而调节变压器负载平衡的供电安全问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有电动汽车的充放电策略缺乏合理规划导致变压器输出负荷极端不平衡的问题，设计了一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，根据电动车车主的充放电意愿，结合变压器的负荷需求动态调整电动汽车的充放电策略，既保证电动汽车车主的用车需求，也保证了居民区的用电安全。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，包括如下步骤：
S1、获取台区内变压器的历史负荷数据和居民用电的历史负荷数据，采用长短记忆神经网络预测时间区间段内变压器的第一负荷预测数据和居民用电的第二负荷预测数据并绘制对应的曲线图；
S2、以变压器额定容量的n1％为第一基准线，与变压器的第一负荷预测数据描绘的曲线相交，将供需关系划分为用电谷期和用电非谷期；
S3、电动车车主根据用电谷期和用电非谷期中电动汽车充放电对应的电价选择充放电策略；
S4、智能配变终端获取台区内的变压器的实时电能数据和充放电片区内电动汽车的充放电状态数据并对供电台区内的电能进行动态调控；
S5、当供电时段处于用电非谷期时，以变压器容量n2％为第二基准线，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第二基准线时，采用第一充放电策略进行电能调控；
S6、当供电时段处于用电谷期时，以变压器容量n3％为第三基准线，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第三基准线时，采用第二充放电策略进行电能调控。
本方案中，首先根据变压器额定容量的n1％为第一基准线，确定用电谷期和用电非谷期；进而根据用电谷期和用电非谷期的不同电价获取电动车车主的充放电意愿，然后，获取变压器的实时负荷值与当前时区的基准值之间的偏差，结合电动车车主的充放电意愿，以克服偏差为目标，动态的调整电动汽车的充放电策略，既保证电动汽车车主的用车需求，也保证了居民区的用电安全。
作为优选，S3包括如下步骤：
根据车主的充电意愿将充电模式分为立即充电模式和预约充电模式，所述智能配变终端根据当前电动汽车的电池型号以及电池余量预测电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
根据设定的更新周期依次获取台区内所有电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
统计每个周期内的电动汽车的总耗能信息和居民用电负荷之和得到能量需求子信息；
比较能量需求子信息与第二基准线或第三基准线的差值，确定电动汽车的充放电策略。
作为优选，在执行步骤S3之前还包括如下步骤：
以变压器额定容量的n1％为第一基准线设定电网正常电价Price；
当电动车车主在用电非谷期选择立即充电时，则电费价格为kH*Price；
当电动车车主选择在用电非谷期预约充电，则电费价格为kM*Price；
当电动车车主在用电非谷期选择允许放电，则电费价格为kc*Price；
当电动车车主在用电谷期选择立即充电，则电费价格为kL*Price；
当电动车车主用电谷期选择预约充电，则电费价格为kLD*Price；
当电动车车主在用电谷期选择允许放电，则电费价格为kd*Price；
其中，kH、kM、kL、kLD、kd、kc均为价格系数由人为设定。
作为优选，S5中，采用第一充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第二基准线；确定实时负荷数据与第二基准线的第一差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第一修正值；
通过第一修正值对第一差值进行修正得到第一功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第一子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第一子时间区间内的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息(型号、位置信息)；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第一功率平衡值缩小至Q1，所述Q1为第二基准线对应负荷值的5％。
作为优选，S6中，采用第二充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第三基准线；确定实时负荷数据与第三基准线的第二差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第二修正值；
通过第二修正值对第二差值进行修正得到第二功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第二子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第二子时间区间的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息(型号、位置信息)；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第二功率平衡值缩小至Q2，所述Q2为第三基准线对应负荷值的5％。
本发明的有益效果：本发明一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，首先根据变压器额定容量的n1％为第一基准线，确定用电谷期和用电非谷期；进而根据用电谷期和用电非谷期的不同电价获取电动车车主的充放电意愿，然后，获取变压器的实时负荷值与当前时区的基准值之间的偏差，结合电动车车主的充放电意愿，以克服偏差为目标，动态的调整电动汽车的充放电策略，既保证电动汽车车主的用车需求，也保证了居民区的用电安全。
附图说明
图1为本发明的一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法流程图。
图2为本发明的台区变压器的历史负荷曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1所示，一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，包括如下步骤：S1、获取台区内变压器的历史负荷数据和居民用电的历史负荷数据，采用长短记忆神经网络预测时间区间段内变压器的第一负荷预测数据和居民用电的第二负荷预测数据并绘制对应的曲线图。
长短时记忆网络(LSTM)是一种能够学习和预测长序列的递归神经网络。LSTMs除了学习长序列外，还可以学习一次多步预测，这对于时间序列的预测非常有用，本实施例采用长短时记忆网络预测未来一段时间内变压器的第一负荷预测数据和居民用电的第二负荷预测数据，可以获得较准确的预测效果，例如，该实施例中的一个时间区间段的长度为15分钟，一天设置有96个时间区间段。
S2、以变压器额定容量的n1％为第一基准线(可例如，设置n1为40)，与变压器的第一负荷预测数据描绘的曲线相交，将供需关系划分为用电谷期和用电非谷期。
具体的，如图2所示，为台区变压器的历史负荷曲线图，其中第一基准线对应的有功功率为600KW，图中，时区A—B和时区C—D对应的是用电谷期，时区B—C对应的是用电非谷期。
S3、电动车车主根据用电谷期和用电非谷期中电动汽车充放电对应的电价选择充放电策略。
S3包括如下步骤：
根据车主的充电意愿将充电模式分为立即充电模式和预约充电模式，所述智能配变终端根据当前电动汽车的电池型号以及电池余量预测电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
根据设定的更新周期依次获取台区内所有电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
统计每个周期内的电动汽车的总耗能信息和居民用电负荷之和得到能量需求子信息；
比较能量需求子信息与第二基准线或第三基准线的差值，确定电动汽车的充放电策略。
在执行步骤S3之前还包括如下步骤：
以变压器额定容量的n1％为第一基准线设定电网正常电价Price；
当电动车车主在用电非谷期选择立即充电时，则电费价格为kH*Price；
当电动车车主选择在用电非谷期预约充电，则电费价格为kM*Price；
当电动车车主在用电非谷期选择允许放电，则电费价格为kc*Price；
当电动车车主在用电谷期选择立即充电，则电费价格为kL*Price；
当电动车车主用电谷期选择预约充电，则电费价格为kLD*Price；
当电动车车主在用电谷期选择允许放电，则电费价格为kd*Price；
其中，kH、kM、kL、kLD、kd、kc均为价格系数由人为设定。
S4、智能配变终端获取台区内的变压器的实时电能数据和充放电片区内电动汽车的充放电状态数据并对供电台区内的电能进行动态调控；
S5、当供电时段处于用电非谷期时，以变压器容量n2％为第二基准线(可例如，设置n2为80)，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第二基准线时，采用第一充放电策略进行电能调控。
S5中，采用第一充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第二基准线；确定实时负荷数据与第二基准线的第一差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第一修正值；
通过第一修正值对第一差值进行修正得到第一功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第一子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第一子时间区间内的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息(其中，属性信息包括有电动汽车的电池型号、位置信息等)；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第一功率平衡值缩小至Q1，所述Q1为第二基准线对应负荷值的5％。
S6、当供电时段处于用电谷期时，以变压器容量n3％为第三基准线(可例如，设置n2为30)，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第三基准线时，采用第二充放电策略进行电能调控。
采用第二充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第三基准线；确定实时负荷数据与第三基准线的第二差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第二修正值；
通过第二修正值对第二差值进行修正得到第二功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第二子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第二子时间区间的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息(型号、位置信息)；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第二功率平衡值缩小至Q2，所述Q2为第三基准线对应负荷值的5％。
本实施例中，首先根据变压器额定容量的n1％为第一基准线，确定用电谷期和用电非谷期；进而根据用电谷期和用电非谷期的不同电价获取电动车车主的充放电意愿，然后，获取变压器的实时负荷值与当前时区的基准值之间的偏差，结合电动车车主的充放电意愿，以克服偏差为目标，动态的调整电动汽车的充放电策略，既保证电动汽车车主的用车需求，也保证了居民区的用电安全。
以上所述之具体实施方式为本发明一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取台区内变压器的历史负荷数据和居民用电的历史负荷数据，采用长短记忆神经网络预测时间区间段内变压器的第一负荷预测数据和居民用电的第二负荷预测数据并绘制对应的曲线图；
S2、以变压器额定容量的n1％为第一基准线，与变压器的第一负荷预测数据描绘的曲线相交，将供需关系划分为用电谷期和用电非谷期；
S3、电动车车主根据用电谷期和用电非谷期中电动汽车充放电对应的电价选择充放电策略；
S4、智能配变终端获取台区内的变压器的实时电能数据和充放电片区内电动汽车的充放电状态数据并对供电台区内的电能进行动态调控；
S5、当供电时段处于用电非谷期时，以变压器容量n2％为第二基准线，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第二基准线时，采用第一充放电策略进行电能调控；
S6、当供电时段处于用电谷期时，以变压器容量n3％为第三基准线，当居民实时负荷数据和电动汽车充电负荷数据之和超过第三基准线时，采用第二充放电策略进行电能调控。
2.根据权利要求1所述的一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，其特征在于，S3包括如下步骤：
根据车主的充电意愿将充电模式分为立即充电模式和预约充电模式，所述智能配变终端根据当前电动汽车的电池型号以及电池余量预测电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
根据设定的更新周期依次获取台区内所有电动汽车的耗能信息和充电时长信息；
统计每个周期内的电动汽车的总耗能信息和居民用电负荷之和得到能量需求子信息；
比较能量需求子信息与第二基准线或第三基准线的差值，确定电动汽车的充放电策略。
3.根据权利要求1所述的一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，其特征在于，
在执行步骤S3之前还包括如下步骤：
以变压器额定容量的n1％为第一基准线设定电网正常电价Price；
当电动车车主在用电非谷期选择立即充电时，则电费价格为kH*Price；
当电动车车主选择在用电非谷期预约充电，则电费价格为kM*Price；
当电动车车主在用电非谷期选择允许放电，则电费价格为kc*Price；
当电动车车主在用电谷期选择立即充电，则电费价格为kL*Price；
当电动车车主用电谷期选择预约充电，则电费价格为kLD*Price；
当电动车车主在用电谷期选择允许放电，则电费价格为kd*Price；
其中，kH、kM、kL、kLD、kd、kc均为价格系数由人为设定。
4.根据权利要求1或2所述的一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，其特征在于，S5中，采用第一充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第二基准线；确定实时负荷数据与第二基准线的第一差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第一修正值；
通过第一修正值对第一差值进行修正得到第一功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第一子时间区间；确定每一第一子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第一子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第一子时间区间内的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第一功率平衡值缩小至Q1，所述Q1为第二基准线对应负荷值的5％。
5.根据权利要求1或2所述的一种台区侧电动汽车双向有序充放电方法，其特征在于，S6中，采用第二充放电策略进行电能调控，包括如下步骤：
获取当前采集周期内的实压器的实时负荷数据和居民用电的负荷数据，若变压器的实时负荷数据大于第三基准线；确定实时负荷数据与第三基准线的第二差值；
获取下一周期内的居民用电的第二负荷预测数据，根据下一周期内第二负荷用电数据与当前周期内居民用电的负荷数据的差值得到第二修正值；
通过第二修正值对第二差值进行修正得到第二功率平衡值；
智能配变终端根据车主的充电意愿，获取预约充电和允许放电的电动汽车的当前电池储能状态；
针对预约充电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
针对允许放电车主，将预约充电时间进行切割成多个第二子时间区间；确定每一个第二子时间区间的起始时刻和结束时刻；
对第二子时间区间进行充放电策略编码，确定每一个第二子时间区间的电动汽车的充电数量、放电数量及其对应的属性信息；
通过动态协调电动汽车的充放电策略将第二功率平衡值缩小至Q2，所述Q2为第三基准线对应负荷值的5％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116896101A (zh) * 2023-04-20 2023-10-17 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 基于电网中台数据的充电桩v2g改造代替台区增容补点方法

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