CN117200453B - 一种基于微网控制器的有序充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配电网自动化技术领域，公开了一种基于微网控制器的有序充电方法，包括以下步骤：微网控制器监测变压器二次侧功率及判断是否发生来车：发生则降低来车所在桩的充电功率上限，随后继续实时监测。判断变压器负载总功率是否超限：是则重新分配各桩的充电功率上限。判断当前时间是否为15分钟整数倍：否重复上述各步；是则以台区负荷功率曲线峰谷差最小、充电花费最少为目标，以变压器负载总功率不超限为约束条件求解多目标优化问题。更新各桩充电功率上限。本发明通过监测变压器二次侧功率及来车情况判断是否更改充电功率上限与固定调用时间驱动实现电网削峰填谷、经济运行，确保变压器安全，提升车主满意度，具备电网友好性与经济性。

Description

一种基于微网控制器的有序充电方法
技术领域
本发明涉及配电网自动化技术领域，尤其涉及一种基于微网控制器的有序充电方法。
背景技术
近年来，随着全球化石能源枯竭、环境污染问题日益严重，世界各国纷纷推出购置新能源汽车优惠政策，鼓励电动汽车的发展和使用，同时电动汽车领域技术不断取得突破，因而全球电动汽车保有量迅猛增长，而绝大多数电车仍采用一种无序的充电模式，大量电车大功率充电时对电网的冲击性非常强，若不进行有序调控，会使电网的峰谷差加大，严重时会威胁到变压器的安全运行。因此，未来对于电动汽车采取有序充电控制是非常必要的。
现有有序充电研究方向的文献、专利大多以削峰填谷、经济运行为目标，优化求解分配给充电桩的功率，但未充分考虑车在快充时充电功率的大幅度变化以及台区其它负载的用电功率突变导致的变压器安全问题，以及新来车辆充电功率的预分配问题，工程落地性较差。
微网控制器能够实时采集微电网运行状态，协调系统运行，通过功率管理、并离网控制、电能质量分析与控制，实现微电网的出力设定控制、电压波动控制、二次频率和电压控制、并离网切换、孤岛运行等功能要求。微网控制器支持同下层分布式直流光伏变换器、充电桩、储能等设备的通讯以及上层能量管理系统的通讯，具有多种通信接口，为适应新型配电系统背景下微电网就地能源管理的要求提供前瞻性解决方案。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于微网控制器的有序充电方法，微网控制器每15分钟固定调用时间驱动，当出现来车或变压器容量即将超限等特殊事件时调用事件驱动，这种时间驱动与事件驱动相结合的有序充电方法，既能保证削峰填谷、经济运行效果，又能确保电网的安全，提升车主的充电满意度。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种基于微网控制器的有序充电方法，包括以下步骤。
S1，微网控制器实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况，判断是否发生来车事件：若未发生，执行S2；若发生，则微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限，随后继续实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况。
S2，判断变压器处的负载总功率是否超出预设阈值：若否，执行S3；若是，则微网控制器调用事件驱动算法，重新分配各个充电桩的输出充电功率上限，确保变压器安全，具体步骤如下。
S21，获取台区除充电桩以外的负载的总功率；采集各充电车辆的需求充电功率。
S22，用变压器容量乘重过载安全系数减去除充电桩以外的负载的总功率得到所有充电桩的总充电功率上限。
S23，根据各充电车辆的需求充电功率加权分配充电桩的总充电功率上限。
S24，跳转S1。
S3，判断当前时间是否为15分钟的整数倍：若否，重复S1~S3；若是，则微网控制器调用时间驱动算法，以台区负荷功率曲线峰谷差最小、车主充电花费最少为目标，以变压器处的负载总功率不超过预设阈值为约束条件，求解多目标优化问题。
根据求解结果更新各个充电桩的输出充电功率上限。
优选地，所述S1中发生来车事件时，微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限的具体运行逻辑如下。
发生来车事件时，计算当前变压器所在台区的负载总功率与分配给新来车所在充电桩的预设低充电功率的加和。
判断所得加和值是否超过变压器容量：若不超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为5kW；若超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为0kW。
优选地，所述S2和S3中的预设阈值即为用变压器容量乘重过载安全系数所得值。
重过载安全系数为0.9。
优选地，所述S23中根据各充电车辆的需求充电功率加权分配充电桩的总充电功率上限的公式如下。
，i=1,2,…,m。
其中Pi为分配给第i个充电桩的输出充电功率上限，为第i个充电桩上充电车 辆的需求充电功率，m为充电桩数量，Q为S22计算得到的所有充电桩的总充电功率上限。
本发明的有益技术效果：微网控制器通过监测变压器二次侧功率值及充电桩来车情况判断是否调用事件驱动算法更改充电桩的输出充电功率上限与每15分钟固定调用时间驱动算法实现电网的削峰填谷、经济运行，这种时间驱动与事件驱动配合的机制可确保变压器安全，提升车主充电满意度，具备电网友好性与经济性。
附图说明
图1为本发明的整体流程图。
图2为本发明在发生变压器容量即将超限情况下调用事件驱动的流程图。
图3为本发明实施例的仿真测试效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例：结合附图1，一种基于微网控制器的有序充电方法，其特征在于，包括以下步骤。
S1，微网控制器实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况，判断是否发生来车事件：若未发生，执行S2；若发生，则微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限为5kW或0kW，随后继续实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况。
其中发生来车事件时，微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限的具体运行逻辑如下。
发生来车事件时，计算当前变压器所在台区的负载总功率与分配给新来车所在充电桩的预设低充电功率的加和。
判断所得加和值是否超过变压器容量：若不超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为5kW；若超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为0kW。
S2，判断变压器处的负载总功率是否超出预设阈值，即变压器容量乘重过载安全系数：若否，执行S3；若是，则微网控制器调用事件驱动算法，重新分配各个充电桩的输出充电功率上限，确保变压器安全，具体步骤如下。
S21，获取台区除充电桩以外的负载的总功率；采集各充电车辆的需求充电功率。
S22，用变压器容量乘重过载安全系数减去除充电桩以外的负载的总功率得到所有充电桩的总充电功率上限，实施例中重过载安全系数设置为0.9。
S23，根据各充电车辆的需求充电功率加权分配充电桩的总充电功率上限；公式为如下。
，i=1,2,…,m。
其中Pi为分配给第i个充电桩的输出充电功率上限，为第i个充电桩上充电车 辆的需求充电功率，m为充电桩数量，Q为S22计算得到的所有充电桩的总充电功率上限。
S24，跳转S1。
S3，判断当前时间是否为15分钟的整数倍：若否，重复S1~S3；若是，则微网控制器调用时间驱动算法，以台区负荷功率曲线峰谷差最小、车主充电花费最少为目标，以变压器处的负载总功率值不超过预设阈值为约束条件，求解多目标优化问题；
根据求解结果更新各个充电桩的输出充电功率上限。
随机选取充电方式为无序充电的某充电站某日的充电订单数据，仿真测试本发明的方法，对比一天24小时内充电站原始峰谷差和使用本专利的有序充电方法后的峰谷差，充电站在无序充电和有序充电情况下的用电功率曲线如附图3所示，可见使用本方法充电站一天内的峰谷差明显降低，充电站峰谷差降低了30%，统计对比每笔充电订单车主在原始无序充电与有序充电情况下的充电费用，平均每笔充电订单费用降低了18%。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1.一种基于微网控制器的有序充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，微网控制器实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况，判断是否发生来车事件：若未发生，执行S2；若发生，则微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限，随后继续实时监测台区变压器二次侧功率值及充电桩来车情况；
发生来车事件时，微网控制器调用事件驱动算法，降低新来车所在充电桩的输出充电功率上限的具体运行逻辑为：
发生来车事件时，计算当前变压器所在台区的负载总功率与分配给新来车所在充电桩的预设低充电功率的加和；
判断所得加和值是否超过变压器容量：若不超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为5kW；若超过则将新来车所在桩输出充电功率上限设置为0kW；
S2，判断变压器处的负载总功率是否超出预设阈值：若否，执行S3；若是，则微网控制器调用事件驱动算法，重新分配各个充电桩的输出充电功率上限，确保变压器安全，具体步骤为：
S21，获取台区除充电桩以外的负载的总功率；采集各充电车辆的需求充电功率；
S22，用变压器容量乘重过载安全系数减去除充电桩以外的负载的总功率得到所有充电桩的总充电功率上限；
S23，根据各充电车辆的需求充电功率加权分配充电桩的总充电功率上限；
根据各充电车辆的需求充电功率加权分配充电桩的总充电功率上限的公式为：
其中Pi为分配给第i个充电桩的输出充电功率上限，Pi need为第i个充电桩上充电车辆的需求充电功率，m为充电桩数量，Q为S22计算得到的所有充电桩的总充电功率上限；
S24，跳转S1；
预设阈值即为用变压器容量乘重过载安全系数所得值；
重过载安全系数为0.9；
S3，判断当前时间是否为15分钟的整数倍：若否，重复S1～S3；若是，则微网控制器调用时间驱动算法，以台区负荷功率曲线峰谷差最小、车主充电花费最少为目标，以变压器处的负载总功率不超过预设阈值为约束条件，求解多目标优化问题；
根据求解结果更新各个充电桩的输出充电功率上限。
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计及电动汽车充电的微网能量优化管理;陈理宁 等;仪表技术;20200215(第02期);10-13 *

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