KR20150103407A - Efficient electric vehicles charging algorithm with priority index method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 전기자동차의 효과적인 충전을 위한 전기자동차 충전 알고리즘에 관한 것이다.Embodiments of the invention relate to an electric vehicle charging algorithm for effective charging of an electric vehicle.
최근 세계적인 환경규제 강화 및 에너지 비용 절감 추세에 따라 환경 친화적인 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 대한 요구가 증가되고 있다.In recent years, demand for environmentally friendly electric vehicles (EVs) has been increasing due to the strengthening of global environmental regulations and the reduction of energy costs.
세계 각국 정부의 자동차 연비 및 배기가스 규제가 갈수록 강화되면서 전기자동차의 보급이 의무화되고 있는 상황이며, 국내에서도 저탄소 녹색성장의 일환으로 그린카(친환경 자동차)에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다.As the governments around the world are strengthening regulations on automobile fuel consumption and emissions, it is becoming increasingly necessary to supply electric vehicles. In Korea, interest and research on green cars have been actively pursued as part of low carbon green growth.
플러그인(Plug-in) 전기자동차의 보급이 확대되기 위해서는 전기자동차의 전원을 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이다.Plug-in In order for electric vehicles to expand in popularity, it is essential to build a charging infrastructure that can charge electric vehicles.
이러한 전기자동차의 충전 방법에 관한 기술로, 한국등록특허 제10-1220809호(등록일 2013년 01월 03일) "전기자동차 비접촉 충전 장치 및 이를 이용하는 전기자동차 비접촉 충전 서비스 제공 방법"에는 주차구역에 설치되는 카스토퍼(Car Stopper)를 이용하여 비접촉 충전 스테이션을 간편하게 설치하고 비접촉 충전 서비스를 제공하는 기술이 개시되어 있다.As a technique related to the charging method of such electric vehicle, Korean Registered Patent No. 10-1220809 (filed on Jan. 03, 2013) entitled " Electric vehicle noncontact charging apparatus and method for providing noncontact electric charging service using electric vehicle " A non-contact charging station can be easily installed by using a car stopper, and a non-contact charging service is provided.
전력이 제한되는 상황에서 충전전력을 공평하게 배분할 수 있는 전기자동차 충전 방법 및 시스템을 제공한다.An electric vehicle charging method and system capable of equally distributing charging electric power in a situation where power is limited.
실제 획득할 수 있는 최소한의 정보를 이용하여 최적에 근사한 해를 찾아 충전전력을 공급할 수 있는 전기자동차 충전 방법 및 시스템을 제공한다.Provided is a method and system for charging an electric vehicle, which can supply charging power by finding an optimal approximate solution using the minimum information that can actually be obtained.
컴퓨터로 구현되는 전기자동차 충전 방법에 있어서, 전기자동차의 전체 차량 대수에 따라 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하는 단계; 및 상기 전기자동차 별 충전 우선순위에 따라 상위 일정 대수의 전기자동차에 충전전력을 공급하는 단계를 포함하는 전기자동차 충전 방법을 제공한다.A computer-implemented method for charging an electric vehicle, the method comprising: calculating a charging priority for each electric vehicle according to the total vehicle number of the electric vehicle; And supplying charging electric power to the electric vehicles of a predetermined constant number in accordance with the charging priorities of the electric vehicles.
일 측면에 따르면, 상기 계산하는 단계는, 전기자동차 각각에 대하여 수학식 1을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the calculating step may calculate a priority index using Equation (1) for each electric vehicle, and then determine a charge priority for each EV according to the priority index.
수학식 1:Equation 1:
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(kWh)/잔여 충전시간(min)Priority index = remaining charge (kWh) / remaining charge time (min)
다른 측면에 따르면, 상기 계산하는 단계는, 전기자동차 각각에 대하여 수학식 2를 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the calculating step may calculate a priority index for each electric vehicle using Equation (2), and then determine a charge priority for each EV according to the priority index.
수학식 2:Equation 2:
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(min)Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (min)
또 다른 측면에 따르면, 상기 계산하는 단계는, 전기자동차 각각에 대하여 수학식 3을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the calculating step may calculate a priority index for each electric vehicle using Equation (3), and then determine a charge priority for each EV according to the priority index.
수학식 3:Equation (3)
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(%)Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (%)
또 다른 측면에 따르면, 상기 계산하는 단계는, 상기 전체 차량 대수가 정해진 최대 충전 대수를 초과하는 경우 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하고, 상기 공급하는 단계는, 상기 충전 우선순위 순으로 상기 최대 충전 대수에 포함되는 전기자동차에 상기 충전전력을 공급할 수 있다.According to another aspect, the calculating step may calculate the charge priority for each electric vehicle when the total number of vehicles exceeds a predetermined maximum charge number, and the supplying step may calculate the charge priority for each electric vehicle, The charging electric power can be supplied to the electric vehicle included in the charging number.
또 다른 측면에 따르면, 상기 공급하는 단계는, 상기 최대 충전 대수에 포함되지 않은 전기자동차의 경우 상기 전기자동차 별 충전 우선순위가 업데이트 되기 이전까지 상기 충전전력이 공급되지 않는 상태를 유지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the case of an electric vehicle not included in the maximum charge number, the supplying step may maintain the state in which the charge electric power is not supplied until the charge priority for each electric vehicle is updated.
또 다른 측면에 따르면, 상기 충전전력을 공급하는 배전계통에서 정해진 수요관리 시간대에 상기 최대 충전 대수에 포함되지 않은 전기자동차의 충전을 제한할 수 있다.According to another aspect of the present invention, charging of an electric vehicle not included in the maximum charging number can be restricted in a demand management time zone set in a power distribution system that supplies the charging electric power.
또 다른 측면에 따르면, 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 주기적으로 계산하여 순위가 바뀌는 시점에 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method may further include periodically calculating charge priorities of the electric vehicles, and updating the charge priorities of the electric vehicles at a time when the electric vehicles are changed in ranking.
또 다른 측면에 따르면, 설정 주기 마다 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method may further include updating the charging priority for each electric vehicle at each set period.
적어도 하나의 프로그램이 로딩된 메모리; 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 프로그램의 제어에 따라, 전기자동차의 전체 차량 대수에 따라 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하는 과정; 및 상기 전기자동차 별 충전 우선순위에 따라 상위 일정 대수의 전기자동차에 충전전력을 공급하는 과정을 처리하는 전기자동차 충전 시스템을 제공한다.At least one program loaded memory; And at least one processor, wherein the at least one processor calculates the charge priority for each electric vehicle according to the total vehicle number of the electric vehicle under the control of the program; And supplying charging electric power to the electric vehicles of a predetermined constant number according to the charging priorities of the electric vehicles.
전력이 제한되는 상황에서 충전전력을 공평하게 배분할 수 있는 전기자동차 충전 방법 및 시스템을 제공한다.An electric vehicle charging method and system capable of equally distributing charging electric power in a situation where power is limited.
실제 획득할 수 있는 최소한의 정보를 이용하여 최적에 근사한 해를 찾아 충전전력을 공급할 수 있는 전기자동차 충전 방법 및 시스템을 제공한다.Provided is a method and system for charging an electric vehicle, which can supply charging power by finding an optimal approximate solution using the minimum information that can actually be obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 충전 우선순위를 이용한 전기자동차 충전 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 충전 우선순위를 이용한 전기자동차 충전 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서, 충전 관리를 위한 데이터 입력 화면을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4 내지 도 11은 본 발명에 따른 충전 우선순위 계산 알고리즘의 충전전력 배분 효율을 기존 방식과 비교하기 위한 충전 프로파일 출력 화면을 도시한 것이다.1 is a view for explaining an electric vehicle charging system using a charging priority in an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an electric vehicle charging method using a charging priority in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 exemplarily shows a data input screen for charge management in an embodiment of the present invention.
4 to 11 show a charge profile output screen for comparing the charge power allocation efficiency of the charge priority calculation algorithm according to the present invention with the conventional scheme.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 전기자동차 충전소는 주로 배전계통에 연계되어 건설되며, 일반 건물의 주차장에 충전 케이블을 연결하여 추가하는(add-on) 형태로 설치되고 있다.Generally, electric vehicle charging stations are mainly constructed in connection with the distribution system, and are installed in a form of add-on by connecting a charging cable to a parking lot of a general building.
전기자동차 충전소는 배전계통에 연계되므로 배전회사의 수요관리 대상에 포함되며, 이때 현재 충전 케이블의 정격은 대략 3kW(kilowatt)이다.The electric car charging station is connected to the distribution system and is therefore included in the demand management of the distribution company, where the rated charging cable is approximately 3 kW (kilowatt).
충전소에서 수십여 대의 차를 전력수요 피크 시간대에 충전하는 것은 배전망에 큰 영향을 미칠 수 있다. 즉, 배전망이 방사형 구조이기 때문에 주로 저전압 문제로 인해 하위 노드의 정전을 유발할 수 있다.Charging dozens of cars at the peak of power demand at the charging station can have a big impact on the distribution. In other words, since the power distribution scheme is radial, it can cause power failure of lower nodes mainly due to low voltage problem.
이러한 문제를 해결하기 위해서 배전회사와 충전소는 수요관리 계약을 통해 피크 시간대에 최대 소비전력을 제한하는 방식으로 운영될 수 있으며, 이에 본 발명에서는 수요관리 시간대의 충전전력을 효율적으로 배분하는 기술을 제안한다.In order to solve such a problem, the distribution company and the charging station can be operated in a manner of limiting the maximum power consumption at the peak time through the demand management contract. Thus, the present invention proposes a technology for efficiently allocating the charging power in the demand management time zone do.
예를 들어, 충전을 요청한 차는 10대인데, 수요관리에 의해 6대 분의 전력만 서비스가 가능한 상황이 발생할 수 있다. 이때, 충전소 운영자는 배터리 수명을 고려하여 충전 정격을 3kW로 유지하면서 적절한 순환(rotation)을 통해 공평하게 전력을 배분해야 한다.For example, there are 10 cars that have requested charging, and there may be situations where only 6 units of electric power can be serviced by demand management. At this time, the charging station operator must distribute the power equally through proper rotation while maintaining the charge rating at 3 kW in consideration of battery life.
충전소 운영자가 모든 미래의 정보를 알 수 있다고 가정할 때 수학식 1과 같이 정의된 이차 이진 정수 계획법(quadratic binary integer programming)으로 문제를 수식화 할 수 있고 이를 통해 최적 해에 해당되는 충전 스케줄링 경로(optimal scheduling path)(표 1- ex. 10대의 차량에 대한 최적 스케줄링)를 도출할 수 있다.Assuming that the charging station operator knows all future information, the problem can be formulated with quadratic binary integer programming defined as
[수학식 1][Equation 1]
[표 1][Table 1]
그러나, 수학식 1에 필요한 정보들은 실제 데이터가 아닌 불확실한 변수이기 때문에 실제로는 최적 해를 구하는 것이 불가능하다. 이에, 본 발명에서는 최적의 충전전력을 배분하기 위한 최적 해를 대체할 수 있는 알고리즘을 제안한다.However, since the information required in Equation (1) is an uncertain variable, not actual data, it is practically impossible to obtain an optimal solution. Accordingly, the present invention proposes an algorithm that can replace the optimal solution for distributing the optimum charging power.
본 발명에 따른 전기자동차 충전 알고리즘의 요구조건은 다음과 같다.The requirements of the electric vehicle charging algorithm according to the present invention are as follows.
첫 번째, 특정 시간 동안 충전소가 제공할 수 있는 전력이 제한되는 상황에서 충전 전력을 "공평하게" 배분해야 한다. 이때, '공평하다'는 것은 개별 소비자가 적어도 자신이 입력한 출자 시간에 100%에 근접한 충전량을 가지게 되는 것을 의미한다. 즉, 100%부터 벌어지는 오차의 제곱의 총합(충전의 분산값)을 최소화 하는 것을 공평하다고 정의할 수 있다.First, charge power must be "fairly" distributed in a situation where the power that the charging station can provide for a certain amount of time is limited. At this time, 'fair' means that each individual consumer has at least a charge amount close to 100% of their investment time. That is, it can be fairly defined that the sum of the squares of the errors from 100% (the variance of the charge) is minimized.
두 번째, 충전소 운영자는 실시간으로 제한된 정보만을 이용하여 최적에 근사한 해를 찾아야 한다. 전기자동차가 주차장에 들어와서 충전 시스템에 연결된 후에야 초기 에너지량, 출차 시간, 전체 배터리 용량 등을 알 수 있기 때문에 실시간의 정보만을 이용하여 최적의 충전전력을 배분할 수 있다.Second, the charging station operator must find the best approximate solution using only limited information in real time. Since the electric vehicle enters the parking lot and is connected to the charging system, the initial energy amount, the exit time, and the total battery capacity can be known, so that the optimum charging power can be allocated using only real time information.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 충전 우선순위를 이용한 전기자동차 충전 시스템을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an electric vehicle charging system using a charging priority in an embodiment of the present invention.
전기자동차 충전 시스템(100)은 지정 장소(예컨대, 주차장)에 설치된 다수의 충전단(charging slots)(충전단_1, ..., 충전단_N)(101)으로 해당 장소에 연결된 배전계통(미도시)의 전력이 공급되도록 제어한다.The electric
예컨대, 배전계통은 변전소(substation), 전력거래소, 통합 운영 센터, 신재생 에너지원(renewable sources), 또는 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system) 등과 같은 스마트 그리드 관련 시스템을 포함할 수 있다. 상기 신재생 에너지원은 풍력, 태양력, 지열, 또는 폐기물 등을 이용한 에너지원이다. 이러한 배전계통은 전기자동차 충전 시스템(100)의 제어에 의해 충전단(101)에 정격 전력 범위 내의 전력을 공급할 수 있다.For example, the distribution system may include a smart grid-related system such as a substation, a power exchange, an integrated operations center, renewable sources, or an energy storage system (ESS). The renewable energy source is an energy source using wind, solar, geothermal, or waste. Such a power distribution system can supply power within the rated power range to the
특히, 전기자동차 충전 시스템(100)은 전력 부하 제어기(load aggregator)로서 전력이 제한되는 상황에서 충전단(101)을 통해 전기자동차(EV_1, ..., EV_n)(102)로 공급되는 충전전력을 배전계통의 요구를 만족시키는 조건으로 분배하는 역할을 할 수 있다.In particular, the electric
이를 위하여, 전기자동차 충전 시스템(100)은 충전단(101)과의 유/무선 통신을 통해 전기자동차(102)가 충전단(101)에 연결된 충전 시작 시간(도착 시간, arrival time)과 사용자의 충전 요구 시간(출차 희망 시간, departure time) 등을 입력 받을 수 있으며, 전기자동차(102)의 배터리 용량, 배터리 충전 상태(SoC, state of charge)와 같은 실시간 정보를 수집할 수 있다.To this end, the electric
전기자동차 충전 시스템(100)은 상기한 입력 정보와 실시간 정보를 바탕으로 전기자동차(102)의 충전 우선순위를 계산할 수 있으며 이를 통해 수요관리 시간대에 전기자동차(102)에 대한 공평한 전력 배분을 실현할 수 있다.The electric
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 충전 우선순위를 이용한 전기자동차 충전 방법을 도시한 순서도이다. 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 방법은 도 1을 통해 설명한 전기자동차 충전 시스템에 의해 각각의 단계가 수행될 수 있다.2 is a flowchart illustrating an electric vehicle charging method using a charging priority in an embodiment of the present invention. The electric vehicle charging method according to one embodiment can be performed by the electric vehicle charging system described with reference to FIG.
단계(S201)에서 전기자동차 충전 시스템은 현재 충전할 전기자동차의 전체 차량 대수가 허용 가능한 최대 충전 대수를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 전력을 공급하는 배전계통에서는 정해진 특정 시간대, 즉 수요관리 시간대의 충전 규격으로 동시에 충전 가능한 최대 충전 대수(예컨대, 6대)가 설정될 수 있다. 특정 시점의 전체 차량 대수는 충전단에 연결된 전기자동차의 대수에 변화가 생길 때마다 업데이트 할 수 있다.In step S201, the electric vehicle charging system can determine whether the total vehicle number of the electric vehicle to be charged currently exceeds the maximum allowable charge number. In the power distribution system that supplies power, the maximum number of chargeable batteries (for example, six batteries) can be set at a predetermined specific time period, that is, the charging standard for the demand management time period. The total number of vehicles at a particular point in time can be updated each time there is a change in the number of electric vehicles connected to the charge stage.
단계(S202)에서 전기자동차 충전 시스템은 현재 충전할 전체 차량 대수가 최대 충전 대수 이하인 경우 전체 차량 대수에 포함된 모든 전기자동차에 충전전력을 공급할 수 있다. 다시 말해, 전기자동차 충전 시스템은 전체 차량 대수가 최대 충전 규격을 초과하지 않으면 항상 충전 정격(예컨대, 3kW)을 유지하면서 모든 전기자동차를 충전한다.In step S202, the electric vehicle charging system can supply the charging electric power to all the electric vehicles included in the total vehicle number when the total number of vehicles to be currently charged is less than the maximum charging number. In other words, the electric vehicle charging system always charges all the electric vehicles while maintaining the charge rating (for example, 3 kW) unless the total number of vehicles exceeds the maximum charging standard.
단계(S203)에서 전기자동차 충전 시스템은 현재 충전할 전기자동차의 전체 차량 대수가 허용 가능한 최대 충전 대수를 초과하는 경우 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산할 수 있다.In step S203, the electric vehicle charging system can calculate the charging priority for each electric vehicle when the total vehicle number of the electric vehicle to be charged currently exceeds the maximum allowable charging number.
(1) 알고리즘 1: 전기자동차 충전 시스템은 전기자동차 각각에 대하여 수학식 1을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 우선순위 인덱스가 높은 순으로 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.(1) Algorithm 1: The electric vehicle charging system can calculate the priority indexes for each electric vehicle through Equation (1), and then determine the charge priorities for the electric vehicles in descending order of priority index.
[수학식 1][Equation 1]
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(kWh)/잔여 충전시간(min)Priority index = remaining charge (kWh) / remaining charge time (min)
(2) 알고리즘 2: 전기자동차 충전 시스템은 전기자동차 각각에 대하여 수학식 2를 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 우선순위 인덱스가 높은 순으로 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.(2) Algorithm 2: The electric vehicle charging system can calculate the priority indexes for each electric vehicle through Equation (2), and then determine the charge priorities for each electric vehicle in descending order of the priority index.
[수학식 2]&Quot; (2) "
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(min)Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (min)
(3) 알고리즘 3: 전기자동차 충전 시스템은 전기자동차 각각에 대하여 수학식 3을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 우선순위 인덱스가 높은 순으로 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정할 수 있다.(3) Algorithm 3: The electric vehicle charging system can calculate the priority indexes for each electric vehicle through Equation (3), and then determine the charging priority for each electric vehicle in the order of the highest priority index.
[수학식 3]&Quot; (3) "
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(%)Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (%)
상기한 수학식에서 잔여 충전량(kWh), 잔여 충전시간(min), 잔여 충전량(%), 및 잔여 충전시간(%)은 수학식 4 내지 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.The remaining charge amount (kWh), the remaining charge time (min), the remaining charge amount (%), and the remaining charge time (%) in the above equation can be defined by the following equations (4) to (7).
[수학식 4]&Quot; (4) "
잔여 충전량(kWh) = 완전 충전 상태 용량(full SOC)(kWh) - 현재 충전 상태 에너지량(kWh)Residual charge (kWh) = full charge capacity (full SOC) (kWh) - current charge energy (kWh)
여기서, 완전 충전 상태 용량과 현재 충전 상태 에너지량은 전기자동차로부터 실시간 정보로 수집 가능하며, 완전 충전 상태 용량의 경우 각 전기자동차가 가지고 있는 고유의 스펙에 해당된다.Here, the fully charged state capacity and the presently charged state energy amount can be collected as real-time information from the electric vehicle, and in the case of the fully charged state capacity, it corresponds to the specific specification possessed by each electric vehicle.
[수학식 5]&Quot; (5) "
잔여 충전시간(min) = 사용자가 입력한 출차 시간(min) - 현재 시각(min)Remaining Charging Time (min) = Departure Time Entered by User (min) - Current Time (min)
[수학식 6]&Quot; (6) "
잔여 충전량(%) = 잔여 충전량(kWh) / (완전 충전 상태 용량(full SOC)(kWh) - 충전 시작 상태 에너지량(initial SOC)(kWh)) × 100Residual charge amount (%) = remaining charge amount (kWh) / (full SOC) (kWh) - initial SOC charge (kWh)) × 100
[수학식 7]&Quot; (7) "
잔여 충전시간(%) = 잔여 충전시간(min) / (사용자가 입력한 출차 시간(min) - 충전 시작 시간(min)) × 100Remaining Charging Time (%) = Remaining Charging Time (min) / (Outgoing Time (min) - Charging Start Time (min)) × 100
본 발명에서는 (1) 내지 (3)의 알고리즘 중 어느 하나를 이용하여 전기자동차의 충전 우선순위를 계산할 수 있다. 이때, 충전 우선순위를 계산하는데 적용할 알고리즘은 충전소 운영자에 의해 옵션으로 선택 가능하다.In the present invention, the charging priority order of the electric vehicle can be calculated using any one of the algorithms (1) to (3). At this time, the algorithm to be used for calculating the charge priority can be optionally selected by the charging station operator.
단계(S204)에서 전기자동차 충전 시스템은 전체 차량 대수 중 최대 충전 대수의 전기자동차에 충전전력을 공급하고 나머지 전기자동차의 경우 충전전력 공급을 제한할 수 있다. 이때, 충전전력 공급 대상이 되는 최대 충전 대수의 전기자동차는 충전 우선순위로 결정될 수 있다. 예를 들어, 최대 충전 대수가 6대이고 전체 차량 대수가 6대를 초과하는 경우 충전 우선순위가 1위인 전기자동차부터 6위인 전기자동차까지만 충전을 진행할 수 있다. 한편, 우선순위가 7 이상인 나머지 전기자동차는 충전 우선순위가 업데이트 되기 이전까지는 충전이 되지 않는 상태를 유지한다. 다음 충전 우선순위 업데이트 시각까지는 전기자동차의 충전량이 일정하게 유지될 수 있다.In step S204, the electric vehicle charging system may supply the charging electric power to the electric vehicle with the maximum number of electric vehicles among the total number of electric vehicles and restrict the charging electric power supply in case of the remaining electric vehicles. At this time, the electric vehicle having the maximum number of chargeable electric power supply objects can be determined as the charge priority order. For example, if the maximum number of charges is six and the total number of vehicles exceeds six, charging can be carried out only from the electric car having the first priority to the electric car having the sixth priority. On the other hand, the remaining electric vehicles having a priority of 7 or more maintain a state in which charging can not be performed until the charging priority is updated. The charge amount of the electric vehicle can be kept constant until the next charge priority update time.
따라서, 전기자동차 충전 시스템은 수요관리 시간대에 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산한 후 충전 우선순위에 따라 충전 대상으로 선정되지 않은 일부 전기자동차의 충전을 제한할 수 있다.Accordingly, the electric vehicle charging system can calculate the charging priority for each electric vehicle in the demand management time zone, and then limit the charging of some electric vehicles not selected as charging objects according to the charging priority.
추가적으로, 본 발명에서는 전기자동차 별 충전 우선순위의 업데이트 주기를 옵션에 따라 선택 가능하다. 일 예로, 전기자동차 충전 시스템은 주어진 설정 주기(예컨대, 5분, 15분, 30분 등) 마다 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 할 수 있다(고정 주기 방식). 다른 예로, 전기자동차 충전 시스템은 전기자동차 별 충전 우선순위를 주기적으로 계산하다가 이전 우선순위와 비교하여 순위가 바뀌는 시점에(per rank change) 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 할 수 있다(순위 변경 방식). 예컨대, 1분 마다 충전 우선순위를 계속 계산은 하되, 순위가 바뀌는 순간 비정기적으로 전기자동차 별 충전 우선순위에 대한 업데이트를 실시할 수 있다.In addition, in the present invention, the update period of the charge priorities for each electric vehicle can be selected according to the option. As an example, the electric vehicle charging system may update the charge priorities per electric car for a given set period (e.g., 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, etc.) (fixed cycle mode). As another example, the electric vehicle charging system may periodically calculate the charge priority for each electric vehicle, and update the charge priority for each electric vehicle at a time when the rank is changed by comparing with the previous priority (Rank Change Method ). For example, the charging priority is continuously calculated every minute, but the charge priority for each electric vehicle can be updated irregularly as the ranking is changed.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서, 충전 관리를 위한 데이터 입력 화면을 예시적으로 도시한 것이다.FIG. 3 exemplarily shows a data input screen for charge management in an embodiment of the present invention.
데이터 입력 화면에는 배전계통의 요구에 따른 최대 충전 대수(301)와 정격 전압(kW)(302)이 표시될 수 있으며, 아울러 충전단에 연결된 전기자동차 별 실시간 정보(303)가 표시될 수 있다. 이때, 데이터 입력 화면에는 전기자동차 별 충전 우선순위의 업데이트 주기를 설정하기 위한 주기 설정 메뉴(304)와, 충전 우선순위를 계산하는데 적용할 알고리즘을 설정하기 위한 알고리즘 설정 메뉴(305) 등이 포함될 수 있다.The data input screen can display the maximum number of charged
도 4 내지 도 10에서 알 수 있듯이, 본 발명의 충전 우선순위 계산 알고리즘에 따른 전기자동차의 충전전력 배분 효율이 기존 방식보다 효율적임을 알 수 있다. 상기한 알고리즘 (1) 내지 (3)의 대조군으로는 충전소에 들어와 충전단에 연결되는 순서대로 충전 우선순위가 설정되는 알고리즘(알고리즘 0)이 이용된다.As can be seen from FIGS. 4 to 10, the charge power allocation efficiency of the electric vehicle according to the charge priority calculation algorithm of the present invention is more efficient than the conventional method. As a control group of the above-described algorithms (1) to (3), an algorithm (algorithm 0) is used in which the charging priority is set in the order in which the charging station is connected to the charging station.
도 4는 순위 업데이트 옵션으로 순위 변경 방식(per rank change)을 이용하는 알고리즘 0에 따른 충전 프로파일 출력 화면을 도시한 것이다. 알고리즘 0의 경우 고정 주기 방식에서도 동일한 결과의 충전 프로파일을 보인다.Figure 4 shows a charge profile output screen according to
한편, 도 5는 순위 업데이트 옵션으로 순위 변경 방식(per rank change)을 이용하는 알고리즘 1에 따른 충전 프로파일 출력 화면을, 도 6은 순위 업데이트 옵션으로 고정 주기 방식(per 5min)을 이용하는 알고리즘 1에 따른 충전 프로파일 출력 화면을 도시한 것이다. 도 7은 순위 업데이트 옵션으로 순위 변경 방식(per rank change)을 이용하는 알고리즘 2에 따른 충전 프로파일 출력 화면을, 도 8은 순위 업데이트 옵션으로 고정 주기 방식(per 5min)을 이용하는 알고리즘 2에 따른 충전 프로파일 출력 화면을 도시한 것이다. 도 9는 순위 업데이트 옵션으로 순위 변경 방식(per rank change)을 이용하는 알고리즘 3에 따른 충전 프로파일 출력 화면을, 도 10은 순위 업데이트 옵션으로 고정 주기 방식(per 5min)을 이용하는 알고리즘 3에 따른 충전 프로파일 출력 화면을 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 5 shows a charge profile output screen according to the
상기한 알고리즘 0에 따른 충전전력 배분 방식과 알고리즘 2에 따른 충전전력 배분 방식의 충전 결과를 비교한 도 11을 보면, 알고리즘 2의 경우 전기자동차의 충전량이 알고리즘 0의 충전 결과에 비해 100%에 가까운 수준으로 수렴되는 것을 볼 수 있다.11, which compares the charging power allocation method according to the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 수요관리 시간대에 효율적인 충전전력 배분을 통해 배전계통의 요구와 사용자의 요구를 모두 만족시키는 충전 서비스를 운영할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to operate the charging service that satisfies both the demand of the power distribution system and the demand of the user through efficient charging power allocation in the demand management time zone.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 전기자동차 충전 시스템
101: 충전단(charging slot)
102: 전기자동차(EV)100: electric vehicle charging system
101: charging slot
102: electric vehicle (EV)
Claims (10)
전기자동차의 전체 차량 대수에 따라 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하는 단계; 및
상기 전기자동차 별 충전 우선순위에 따라 상위 일정 대수의 전기자동차에 충전전력을 공급하는 단계
를 포함하는 전기자동차 충전 방법.A computer-implemented electric vehicle charging method,
Calculating a charging priority for each electric vehicle according to the total vehicle number of the electric vehicle; And
A step of supplying charging electric power to an electric vehicle of a predetermined constant number in accordance with the charging priorities of the electric vehicles
And an electric motor.
상기 계산하는 단계는,
전기자동차 각각에 대하여 수학식 1을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.
수학식 1:
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(kWh)/잔여 충전시간(min)The method according to claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating priority indexes for each of the electric vehicles through Equation (1), and determining the charge priorities for the electric vehicles in the order of the priority indexes
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
Equation 1:
Priority index = remaining charge (kWh) / remaining charge time (min)
상기 계산하는 단계는,
전기자동차 각각에 대하여 수학식 2를 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.
수학식 2:
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(min)The method according to claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
A priority index is calculated for each electric vehicle through Equation (2), and a charge priority order for each electric vehicle is determined in the order of the priority indexes
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
Equation 2:
Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (min)
상기 계산하는 단계는,
전기자동차 각각에 대하여 수학식 3을 통해 우선순위 인덱스를 계산한 후 상기 우선순위 인덱스 순으로 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 결정하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.
수학식 3:
우선순위 인덱스 = 잔여 충전량(%)/잔여 충전시간(%)The method according to claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating priority indexes for each electric vehicle through Equation (3), and determining the charge priorities for the electric vehicles in the order of the priority indexes
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
Equation (3)
Priority index = remaining charge (%) / remaining charge time (%)
상기 계산하는 단계는,
상기 전체 차량 대수가 정해진 최대 충전 대수를 초과하는 경우 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하고,
상기 공급하는 단계는,
상기 충전 우선순위 순으로 상기 최대 충전 대수에 포함되는 전기자동차에 상기 충전전력을 공급하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.The method according to claim 1,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a charge priority for each electric vehicle when the total number of vehicles exceeds a predetermined maximum charge number,
Wherein the supplying step comprises:
Supplying the charging electric power to the electric vehicle included in the maximum charging number in the order of charging priority
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
상기 공급하는 단계는,
상기 최대 충전 대수에 포함되지 않은 전기자동차의 경우 상기 전기자동차 별 충전 우선순위가 업데이트 되기 이전까지 상기 충전전력이 공급되지 않는 상태를 유지하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the supplying step comprises:
In the case of an electric vehicle not included in the maximum charge number, the state in which the charge electric power is not supplied is maintained until the charge priority for each electric vehicle is updated
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
상기 충전전력을 공급하는 배전계통에서 정해진 수요관리 시간대에 상기 최대 충전 대수에 포함되지 않은 전기자동차의 충전을 제한하는 것
을 특징으로 하는 전기자동차 충전 방법.6. The method of claim 5,
Limiting charging of the electric vehicle not included in the maximum charge count in a demand management time period set in a distribution system for supplying the charging electric power
Wherein the electric vehicle is charged with electricity.
상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 주기적으로 계산하여 순위가 바뀌는 시점에 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 하는 단계
를 더 포함하는 전기자동차 충전 방법.The method according to claim 1,
Periodically calculating the charging priority for each electric vehicle and updating the charge priority for each electric vehicle at a time when the ranking is changed
And charging the electric vehicle.
설정 주기 마다 상기 전기자동차 별 충전 우선순위를 업데이트 하는 단계
를 더 포함하는 전기자동차 충전 방법.The method according to claim 1,
Updating the charging priority for each electric vehicle at each setting cycle
And charging the electric vehicle.
적어도 하나의 프로세서
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 프로그램의 제어에 따라,
전기자동차의 전체 차량 대수에 따라 전기자동차 별 충전 우선순위를 계산하는 과정; 및
상기 전기자동차 별 충전 우선순위에 따라 상위 일정 대수의 전기자동차에 충전전력을 공급하는 과정
을 처리하는 전기자동차 충전 시스템.At least one program loaded memory; And
At least one processor
Lt; / RTI >
Wherein the at least one processor, under control of the program,
Calculating a charging priority for each electric vehicle according to the total number of electric vehicles; And
A process of supplying charging electric power to an electric vehicle of a predetermined constant number in accordance with the charging priority for each electric vehicle
Electric vehicle charging system.
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