CN117698487A - 一种移动充储车电能动态调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种移动充储车电能动态调度方法，涉及移动式车辆充电设备的电能调度技术领域，包括以下步骤：S100：配置电池管理系统的预设参数；S200：电池管理系统读取各部件数据，同时进行通信检测和部件故障检测；S300：电池管理系统根据时间和电价选择电价策略；S400：电池管理系统根据电价策略和PCS当前状态执行调度策略；S500：等待调节频率t；S600：判断电池管理系统是否收到参数配置调整请求，若是，则循环执行S100~S600，若否，则循环执行S200~S600。本发明的移动充储车电能动态调度方法可以结合实时电价和移动充储车的工作状态，在完成配置后自动对移动充储车的电能进行动态调度，提高移动充储车电能调度的效率，提高充电功率稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及移动式车辆充电设备的电能调度技术领域，尤其涉及一种移动充储车电能动态调度方法。
背景技术
移动充储车，是可以存储电能并能够供电动车辆充电的特种车辆，它可以直接通过货车进行改装，通常的移动充储车在其搭载的集装箱式结构内装设有电池仓、充电枪仓、操作舱等，不同的移动充储车中，操作舱内的部件设置不同，但一般都包括电池管理系统（BMS）和储能变流器（PCS），BMS用于对移动充储车内各设备进行控制，PCS用于改变充电、放电状态，即控制电网向电池充电，或控制电池向充电枪及电网放电。
然而，移动充储车在实际使用时由于负载情况、剩余电量情况等经常不断变化，工作人员在接收到状态信息后，需要频繁地对PCS的设置进行调整，最大程度的保障电动车辆有足够的功率进行充电，以便调整PCS的充电、放电状态以及充电、放电功率，工作效率较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种移动充储车电能动态调度方法，可以结合实时电价和移动充储车的工作状态，在完成配置后自动对移动充储车的电能进行动态调度，提高移动充储车电能调度的效率，提高充电功率稳定性。
为了实现本发明的目的，采用以下方案：
一种移动充储车电能动态调度方法，包括以下步骤：
S100：配置电池管理系统的预设参数；
S200：电池管理系统读取各部件数据，同时进行通信检测和部件故障检测；
S300：电池管理系统根据时间和电价选择电价策略；
S400：电池管理系统根据电价策略和PCS当前状态执行调度策略：首先读取PCS当前状态，若PCS当前正在充电，则执行充电调度策略，若PCS当前不充电且不放电，则执行不充不放调度策略，若PCS当前正在放电，则执行放电调度策略；
S500：等待调节频率t；
S600：判断电池管理系统是否收到参数配置调整请求，若是，则循环执行S100~S600，若否，则循环执行S200~S600。
进一步，S100中，预设参数包括调节频率t、放电电价f、放电规则、电网最大功率、富余功率、调节死区、预留功率、最大尝试次数m。
进一步，S200包括：
S210：初始化，设置已尝试次数y=0；
S220：判断有无读取失败，若有，则y=y+1，并执行S230，若无，则执行S240；
S230：判断是否y＜m，若是，则重试读取各部件数据，并返回S220执行，若否，则输出通信异常信息，设备停止工作；
S240：判断有无故障信息，若有，则输出故障信息，并执行S250，若无，则S200结束；
S250：判断是否有关键部件出现故障，若是，设备停止工作，若否，则S200结束。
进一步，S300包括：
S310：获取日期和时间；
S320：根据日期获取当天所使用的单张电价表；
S330：根据时间在单张电价表中获取当前时段的电价d；
S340：判断是否d≤f，若是，则执行S350，若否，则允许PCS充电；
S350：判断放电规则是否预设为允许放电，若是，则允许PCS放电，若否，则不允许PCS放电且不允许PCS充电。
进一步，S400中，充电调度策略包括以下步骤：
A100：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行A200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略；
A200：判断是否空闲功率＞富余功率，其中，空闲功率=电网最大功率-负载功率，若是，则执行A300，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略；
A300：判断是否空闲功率≤PCS最大充电功率，若是，则PCS以空闲功率充电，若否，则PCS以最大充电功率进行充电。
进一步，S400中，不充不放调度策略包括以下步骤：
B100：判断当前是否允许PCS充电或放电，若是，则执行B211，若否，则PCS停止充放电；
B211：判断是否负载功率≤（电网最大功率-富余功率），若是，则执行B212，若否，则执行S221：
B212：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行B213，若否，则结束不充不放调度策略；
B213：判断是否电池管理系统不处于禁充置位且无二级、三级告警，若是，则设置PCS充电，执行充电调度策略，若否，则结束不充不放调度策略；
B221：判断是否负载功率＞（电网最大功率+调节死区），若是，则执行B222，若否，则结束不充不放调度策略；
B222：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行B223，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电；
B223：判断是否电池管理系统不处于禁放置位且无二级、三级告警，若是，设置PCS放电，执行放电调度策略，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电。
进一步，S400中，放电策略包括以下步骤：
C100：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行C200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略，然后降低充电桩输出功率；
C200：判断PCS是否还能加大功率放电，若是，则调节PCS放电功率，使PCS的输出功率=（PCS最大输出功率-预留功率），若否，则降低充电桩输出功率。
本技术方案的有益效果在于：
1、该方法在完成参数配置后，就可以长时间的自动对移动充储车的电能进行动态调度，提高移动充储车电能调度的效率，需要改变参数时，也可发出参数配置调整请求，方便地调整。
2、读取移动充储车工作状态后，使PCS在充电状态、不充不放状态、放电状态之间转换，PCS在这三种状态下时，电池管理系统结合当前电价，使移动充储车采用三种不同的调度策略，且这三种调度策略在不同情况下可以相互转换，调度策略转换时，可以反过来再使PCS的状态改变，具有较高的灵活性，且降低成本。
3、PCS处于充电状态时：在电价较低的前提下，只有在空闲功率大于富余功率时，才进行充电，且富余功率可通过配置进行调整，这样可以在移动充储车需要补充较多电能的情况下向电池充电，以备后面高负载的情况使用，在移动充储车需要补充较少电能的情况下不向电池充电，实现节能。
4、PCS处于不充不放状态时，可以根据负载功率大小对状态进行转换，负载功率较小，且有较多富余时，可以使PCS转为充电，储存电能，负载功率过大时，可以使PCS转为放电，电池和电网共同供电，保证电动车辆较为稳定的充电，其他情况下，保持停止充放电的状态。
5、PCS处于放电状态时：此时通常为负载功率已经超过了电网最大功率，需要通过电池进行功率补充，因此，在电价较低的前提下，移动充储车尽可能地输出较大的功率，且预留功率可通过配置进行调整。
附图说明
图1示出了本申请实施例总体流程图。
图2示出了本申请实施例预设参数内容图。
图3示出了本申请实施例S200流程图。
图4示出了本申请实施例S300流程图。
图5示出了本申请实施例当年电价表和电价表内容图。
图6示出了本申请实施例S400流程图。
图7示出了本申请实施例各调度策略间转换示意图。
图8示出了本申请实施例S400中充电调度策略流程图。
图9示出了本申请实施例S400中不充不放调度策略流程图。
图10示出了本申请实施例S400中放电调度策略流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请的实施方式进行详细说明，但本申请所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实施例中，为方便表示，BMS采用全称电池管理系统，储能变流器采用简称PCS。
如图1~图10所示的移动充储车电能动态调度方法，按以下步骤实施：
S100：配置电池管理系统的预设参数，如图2所示，预设参数包括调节频率t、放电电价f、放电规则、电网最大功率、富余功率、调节死区、预留功率、最大尝试次数m；
如图3所示，S200：电池管理系统读取各部件数据，同时进行通信检测和部件故障检测，包括：
S210：初始化，设置已尝试次数y=0；
S220：判断有无读取失败，若有，则y=y+1，并执行S230，若无，则执行S240；
S230：判断是否y＜m，若是，则重试读取各部件数据，并返回S220执行，若否，则输出通信异常信息，设备停止工作；
S240：判断有无故障信息，若有，则输出故障信息，并执行S250，若无，则S200结束，具体地，故障信息可以通过网络推送给用户，或在移动充储车设置显示单元，进行显示；
S250：判断是否有关键部件出现故障，若是，设备停止工作，若否，则S200结束，具体地，电池管理系统存储有关键部件列表和非关键部件列表，若关键部件列表中有部件发生故障，则判定为有关键部件出现故障，在本实施例中，将移动充储车的储能变流器、电表、充电桩、空调系统、电池系统、消防系统列入关键部件列表中，将移动充储车的照明系统、监控系统等列入非关键部件列表中；
具体地，在S200中，实现了若无法通信或关键部件故障自动停止工作，非关键部件故障仅输出结果，由操作人员决定是否停止的功能；
如图4~图5所示，S300：电池管理系统根据时间和电价选择电价策略，包括：
S310：获取日期和时间；
S320：根据日期获取当天所使用的单张电价表；
S330：根据时间在单张电价表中获取当前时段的电价d；
S340：判断是否d≤f，若是，则执行S350，若否，则允许PCS充电；
S350：判断放电规则是否预设为允许放电，若是，则允许PCS放电，若否，则不允许PCS放电且不允许PCS充电；
具体地，对于S300来说：在一种实施方式中，电池管理系统包括时钟模块和存储模块，当年的i个单张电价表预先手动输入并存在存储模块中，执行S300时，直接从时钟模块获取日期和时间，从存储模块获取当前时段的电价d；在另一种实施方式中，电池管理系统包括通信模块，联网获取时间和当前时段的电价d并执行S300；
具体地，对于S300来说，以我国某地区的电价表为例，每年共有5张电价表，第1张为1月1日到3月31日，第2张为4月1日到6月30日，第3张为7月1日到8月31日，第4张为9月1日到10月31日，第5张为11月1日到12月31日，每日分为48个时段，每30分钟为一个时段，也就是说图5中的i=5，n=48，每个时段的电价分为尖、峰、平、谷四级，价格依次降低，在本实施例中预设放电电价f为平电价，预设放电规则为允许放电，则当前时段的电价d为平电价或谷电价时，允许PCS充电，当前时段的电价d为尖电价或峰电价时，允许PCS放电；
如图6~图10所示，S400：电池管理系统根据电价策略和PCS当前状态执行调度策略：首先读取PCS当前状态，若PCS当前正在充电，则执行充电调度策略，若PCS当前不充电且不放电，则执行不充不放调度策略，若PCS当前正在放电，则执行放电调度策略；
如图8所示，S400中，充电调度策略包括以下步骤：
A100：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行A200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略，具体地，该步骤中的判断结果由S300决定；
A200：判断是否空闲功率＞富余功率，其中，空闲功率=电网最大功率-负载功率，若是，则执行A300，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略；
A300：判断是否空闲功率≤PCS最大充电功率，若是，则PCS以空闲功率充电，若否，则PCS以最大充电功率进行充电；
如图9所示，S400中，不充不放调度策略包括以下步骤：
B100：判断当前是否允许PCS充电或放电，若是，则执行B211，若否，则PCS停止充放电，具体地，该步骤中的判断结果由S300决定；
B211：判断是否负载功率≤（电网最大功率-富余功率），若是，则执行B212，若否，则执行S221：
B212：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行B213，若否，则结束不充不放调度策略；
B213：判断是否电池管理系统不处于禁充置位且无二级、三级告警，若是，则设置PCS充电，执行充电调度策略，若否，则结束不充不放调度策略；
B221：判断是否负载功率＞（电网最大功率+调节死区），若是，则执行B222，若否，则结束不充不放调度策略，调节死区的设置，可以防止因调节造成的充电电震荡，比如反复、快速的在充电放电两个状态来回切换，这样容易损坏设备，比如设定从电表读取到当前功率为102kw，设定的电网最大功率为100kw，设定的调节死区为3kw；此时设备用电显然超过设定的电网最大功率100kw，但由于调节死区设置为3kw，102kw小于103kw所以不进行能量调度，当电表显示当前功率大于103kw后才会进行能量调度；
B222：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行B223，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电；
B223：判断是否电池管理系统不处于禁放置位且无二级、三级告警，若是，设置PCS放电，执行放电调度策略，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电；
如图10所示，S400中，放电策略包括以下步骤：
C100：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行C200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略，然后降低充电桩输出功率，具体地，该步骤中的判断结果由S300决定；
C200：判断PCS是否还能加大功率放电，若是，则调节PCS放电功率，使PCS的输出功率=（PCS最大输出功率-预留功率），若否，则降低充电桩输出功率；
具体地，常见的电池管理系统都具有三级告警功能，一级告警为提示级别（可继续运行），二级告警为一般告警级别（系统认为危险的级别），三级告警为严重告警级别（系统任务已经不能再继续工作）；
结合S300和S400举例，若运行在平电价或低电价时，供电主力为电网，假设电网最大功率为100KW，此时有120kw的用电需求，则有20kw的用电需求空缺，若开启了平价/低价电时，允许电池供电的功能，则可用电池电量补充空缺的20kw电量，以此达到动态扩容的效果；
S500：等待调节频率t；
S600：判断电池管理系统是否收到参数配置调整请求，若是，则循环执行S100~S600，若否，则循环执行S200~S600。
优选地，每次切换时段时，记录移动充储车整机用电量和充电桩给车充电使用电量，根据两个用电量计算上一时段的收益（收益有正负之分，正盈利，负亏损），4使用上一时段的收益更新时段收益表、天收益表、月收益表、年收益表，便于工作人员随时优化和调整预设参数。
以上仅为本申请列举的部分实施例，并不用于限制本申请。
Claims (9)
1.一种移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：配置电池管理系统的预设参数；
S200：电池管理系统读取各部件数据，同时进行通信检测和部件故障检测；
S300：电池管理系统根据时间和电价选择电价策略；
S400：电池管理系统根据电价策略和PCS当前状态执行调度策略：首先读取PCS当前状态，若PCS当前正在充电，则执行充电调度策略，若PCS当前不充电且不放电，则执行不充不放调度策略，若PCS当前正在放电，则执行放电调度策略；
S500：等待调节频率t；
S600：判断电池管理系统是否收到参数配置调整请求，若是，则循环执行S100~S600，若否，则循环执行S200~S600。
2.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S100中，预设参数包括调节频率t、放电电价f、放电规则、电网最大功率、富余功率、调节死区、预留功率、最大尝试次数m。
3.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S200包括：
S210：初始化，设置已尝试次数y=0；
S220：判断有无读取失败，若有，则y=y+1，并执行S230，若无，则执行S240；
S230：判断是否y＜m，若是，则重试读取各部件数据，并返回S220执行，若否，则输出通信异常信息，设备停止工作；
S240：判断有无故障信息，若有，则输出故障信息，并执行S250，若无，则S200结束；
S250：判断是否有关键部件出现故障，若是，设备停止工作，若否，则S200结束。
4.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S300包括：
S310：获取日期和时间；
S320：根据日期获取当天所使用的单张电价表；
S330：根据时间在单张电价表中获取当前时段的电价d；
S340：判断是否d≤f，若是，则执行S350，若否，则允许PCS充电；
S350：判断放电规则是否预设为允许放电，若是，则允许PCS放电，若否，则不允许PCS放电且不允许PCS充电。
5.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S400中，充电调度策略包括以下步骤：
A100：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行A200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略；
A200：判断是否空闲功率＞富余功率，其中，空闲功率=电网最大功率-负载功率，若是，则执行A300，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略；
A300：判断是否空闲功率≤PCS最大充电功率，若是，则PCS以空闲功率充电，若否，则PCS以最大充电功率进行充电。
6.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S400中，不充不放调度策略包括以下步骤：
B100：判断当前是否允许PCS充电或放电，若是，则执行B211，若否，则PCS停止充放电；
B211：判断是否负载功率≤（电网最大功率-富余功率），若是，则执行B212，若否，则执行S221：
B212：判断当前是否允许PCS充电，若是，则执行B213，若否，则结束不充不放调度策略；
B213：判断是否电池管理系统不处于禁充置位且无二级、三级告警，若是，则设置PCS充电，执行充电调度策略，若否，则结束不充不放调度策略；
B221：判断是否负载功率＞（电网最大功率+调节死区），若是，则执行B222，若否，则结束不充不放调度策略；
B222：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行B223，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电；
B223：判断是否电池管理系统不处于禁放置位且无二级、三级告警，若是，设置PCS放电，执行放电调度策略，若否，则降低充电桩输出功率，PCS停止充放电。
7.根据权利要求1所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，S400中，放电策略包括以下步骤：
C100：判断当前是否允许PCS放电，若是，则执行C200，若否，则PCS停止充放电，执行不充不放调度策略，然后降低充电桩输出功率；
C200：判断PCS是否还能加大功率放电，若是，则调节PCS放电功率，使PCS的输出功率=（PCS最大输出功率-预留功率），若否，则降低充电桩输出功率。
8.根据权利要求2所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，放电规则包括允许放电和不允许放电两个状态。
9.根据权利要求3所述的移动充储车电能动态调度方法，其特征在于，电池管理系统存储有关键部件列表和非关键部件列表，若关键部件列表中有部件发生故障，则判定为有关键部件出现故障。
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