TW202109435A - 電動車充電站電能管理方法 - Google Patents

電動車充電站電能管理方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202109435A
TW202109435A TW108129199A TW108129199A TW202109435A TW 202109435 A TW202109435 A TW 202109435A TW 108129199 A TW108129199 A TW 108129199A TW 108129199 A TW108129199 A TW 108129199A TW 202109435 A TW202109435 A TW 202109435A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electric vehicle
electric
time point
state
current time
Prior art date
Application number
TW108129199A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI706366B (zh
Inventor
楊宏澤
廖建棠
馬安 祖
Original Assignee
大陸商萬幫數字能源股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商萬幫數字能源股份有限公司 filed Critical 大陸商萬幫數字能源股份有限公司
Priority to TW108129199A priority Critical patent/TWI706366B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI706366B publication Critical patent/TWI706366B/zh
Publication of TW202109435A publication Critical patent/TW202109435A/zh

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

一種電動車充電站電能管理方法，適用於管理停放於一充電站之所有電動車的充放電狀態，每一電動車對應於一電動車資訊，該充電站設置有一電能儲存裝置，該電動車充電站電能管理方法藉由一處理單元來實施並包含以下步驟：(A)根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、一電價資訊、相關於該電能儲存裝置的電能資訊，及相關於該充電站的一最大供給電功率，該電能資訊包含該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、一最小荷電狀態與一最大荷電狀態，利用一線性規劃獲得每一電動車在一當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率。

Description

電動車充電站電能管理方法
本發明是有關於一種停車場電能管理方法，特別是指一種用於電動車的電動車充電站電能管理方法。
隨著電動車之需求量日益增長，為了因應大量電動車的充電需求對電網所帶來的衝擊，電動車充電站的電能管理以及價格策略是亟待解決的問題。在電動車充電站引進用戶群代表(Aggregator)商業模式，可使電動車充電站不僅只是單純作為電動車充電使用(亦即，Grid-to-vehicle，簡稱G2V)，還可以藉由V2G(Vehicle-to-grid)模式來引導電動車將電能銷售給電網，然而，如何建立電動車充放電策略使得電能銷售的利潤極大化並滿足電動車用戶的充電需求是各界業者與學者致力研究之課題。
現有技術如，「An Optimal Charging/Discharging Strategy for Smart Electrical Car Parks」此篇論文所提出之方法係根據電動車的當前的荷電狀態、電價、期望的荷電狀態，及電網需求來建立電動車充放電策略，然而上述方法仍有改良之處。
因此，本發明的目的，即在提供一種同時考量停放於充電站中之所有電動車與設置於充電站之電能儲存裝置的電能需求，以提供更完善之充放電策略的電動車充電站電能管理方法。
於是，本發明電動車充電站電能管理方法，適用於管理停放於一充電站之所有電動車的充放電狀態，每一電動車對應於一電動車資訊，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一入場時間、一離場時間、入場時的一入場電池荷電狀態、一期望的離場電池荷電狀態、一最小電池荷電狀態，與一最大電池荷電狀態，該充電站設置有一電能儲存裝置，該電動車充電站電能管理方法藉由一處理單元來實施並包含以下步驟：
(A)根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於一停放於該充電站之所有電動車中之一最早入場的電動車所對應之一最早入場時間與停放於該充電站之所有電動車中之一最晚離場的電動車所對應之一最晚離場時間之間的電價資訊、相關於該電能儲存裝置的電能資訊，及相關於該充電站的一最大供給電功率，該電能資訊包含該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、一最小荷電狀態與一最大荷電狀態，利用一線性規劃獲得每一電動車在一當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率。
本發明的功效在於：藉由該處理單元同時考量該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、該最小荷電狀態與該最大荷電狀態，及該充電站的最大供給電功率來進行線性規劃，可使所規劃出之充放電策略不僅符合電動車用戶的需求，也使該電能儲存裝置可自電網買電以儲存電能，或提供電能給電網以賣電，更進一步符合充電站業者之需求。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2，本發明電動車充電站電能管理方法的一第一實施例適用於管理停放於一充電站之所有電動車(圖未示)的充放電狀態，並藉由一運算裝置1來實施。該充電站設置有一用於儲存電能並與該運算裝置1電連接的電能儲存裝置(圖未示)，與一用於產生電能並與該運算裝置1電連接的太陽能模組(圖未示)。
該運算裝置1包含一輸入單元11、一連接至一通訊網路的通訊單元12，及一電連接該輸入單元11與該通訊單元12的處理單元13。在本實施例中，該運算裝置1例如為一電腦、一伺服器或一智慧型手機等。
每一電動車對應於一電動車資訊，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一入場時間、一離場時間、入場時的一入場電池荷電狀態、一期望的離場電池荷電狀態、一最小電池荷電狀態、一最大電池荷電狀態、一最大的充電電功率、一最大的放電電功率，與一電池劣化成本。
值得一提的是，該電動車資訊中的該入場時間、該離場時間、該入場電池荷電狀態、該離場電池荷電狀態、該最小電池荷電狀態、該最大電池荷電狀態、該最大的充電電功率、該最大的放電電功率，與該電池劣化成本可由所對應之電動車的用戶利用該運算裝置1之輸入單元11進行輸入操作而產生，該入場電池荷電狀態也可藉由裝設於該充電站，並與該運算裝置1電連接的一電量檢測器(圖未示)測量該電動車之電池的荷電狀態後傳送至該運算裝置1而獲得。在其他實施方式中，該電動車資訊也可藉由所對應之電動車的用戶利用其所持有之使用端(圖未示) 進行輸入操作而產生後，該使用端將所產生的該電動車資訊經由該通訊網路傳送至該運算裝置1，然並不以此為限。
該電能儲存裝置例如為一儲能系統(Energy Storage System，簡稱ESS)。該電能儲存裝置對應於一電能資訊，該電能資訊包含該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、一最小荷電狀態與一最大荷電狀態。該太陽能模組例如包含一太陽電池模板，及一用於測量該太陽電池模板所產生之太陽能電功率的檢測計。用戶群代表可將該電能儲存裝置所儲存之電能與該太陽能模組所產生之電能供應給該電網，也可提供給該充電站自行使用。
值得一提的是，該電能資訊中的該最小荷電狀態與該最大荷電狀態係由一管理者利用該運算裝置1之輸入單元11進行輸入操作而產生，該電能資訊中之前一時間點t-1的荷電狀態可藉由該電量檢測器(圖未示)測量該電能儲存裝置之荷電狀態後傳送至該運算裝置1而獲得。該太陽能模組的檢測計在測量到該太陽電池模板所產生之太陽能電功率後，即會將所測量到的太陽能電功率傳送至該運算裝置1。
參閱圖1與圖2，本發明電動車充電站電能管理方法的一第一實施例包含以下步驟。
在步驟201中，該運算裝置1之處理單元13獲得停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於一停放於該充電站之所有電動車中之一最早入場的電動車所對應之一最早入場時間與停放於該充電站之所有電動車中之一最晚離場的電動車所對應之一最晚離場時間之間的電價資訊、相關於該電能儲存裝置的電能資訊、該太陽能模組在一當前時間點t所產生的一太陽能電功率，及相關於該充電站的一最大供給電功率。其中，該電價資訊係由一電力公司所提供。
在步驟202中，該運算裝置1之處理單元13根據每一台電動車所對應之電動車資訊、該電價資訊、該電能資訊、該充電站的該最大供給電功率，及在該當前時間點t所產生該太陽能電功率，利用一線性規劃，獲得每一電動車在該當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率，及該電能儲存裝置在該當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率。其中，該線性規劃的一目標函數可被表示成下列公式(1)，且該目標函數所滿足的該等限制條件如下列限制條件1~限制條件8。
Figure 02_image001
…(1) 其中，
Figure 02_image003
Figure 02_image005
。 限制條件1：
Figure 02_image007
。 限制條件2：
Figure 02_image009
。 限制條件3：
Figure 02_image011
。 限制條件4：
Figure 02_image013
。 限制條件5：
Figure 02_image015
。 限制條件6：
Figure 02_image017
。 限制條件7：狀態
Figure 02_image019
。 限制條件8：
Figure 02_image021
。
其中，
Figure 02_image023
為停放於該充電站之所有電動車中之最早入場的該電動車所對應之該最早入場時間，
Figure 02_image025
為停放於該充電站之所有電動車中之最晚離場的該電動車所對應之該最晚離場時間，
Figure 02_image027
代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
Figure 02_image029
代表一單位時間，例如5分鐘，
Figure 02_image031
代表停放於該充電站之所有電動車的數量，
Figure 02_image033
代表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
Figure 02_image035
代表第i台電動車在該當前時間點t處於充電狀態，
Figure 02_image037
代表第i台電動車在該當前時間點t非處於充電狀態，當
Figure 02_image039
代表第i台電動車在該當前時間點t的充電電功率，當
Figure 02_image041
代表第i台電動車在該當前時間點t的放電電功率，
Figure 02_image043
代表提供給該電能儲存裝置之一預設的充電電功率，
Figure 02_image045
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的充電電功率，
Figure 02_image047
，
Figure 02_image049
代表該充電站的該最大供給電功率，
Figure 02_image051
代表該電能儲存裝置的該最大荷電狀態，
Figure 02_image053
代表該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態，
Figure 02_image055
代表該電能儲存裝置的該最小荷電狀態，
Figure 02_image057
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
Figure 02_image059
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於充電狀態，
Figure 02_image061
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於充電狀態，
Figure 02_image063
代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
Figure 02_image065
指示出第i台電動車在該當前時間點t進行一放電模式的一意願程度，
Figure 02_image067
表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
Figure 02_image069
代表第i台電動車在該當前時間點t處於放電狀態，
Figure 02_image071
代表第i台電動車在該當前時間點t非處於放電狀態，
Figure 02_image073
代表該太陽能模組在該當前時間點t所能供應給該電網的該太陽能電功率，
Figure 02_image075
代表該太陽能模組在該當前時間點t所產生的太陽能電功率，
Figure 02_image077
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
Figure 02_image079
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於放電狀態，
Figure 02_image081
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於放電狀態，
Figure 02_image083
代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的放電電功率，
Figure 02_image085
指示出用戶群代表決定供應給該電網的一總電功率，
Figure 02_image087
、
Figure 02_image067
、
Figure 02_image077
、
Figure 02_image057
、
Figure 02_image089
、
Figure 02_image083
為該目標函數的決策變數，
Figure 02_image091
為一負數，指示出第i台電動車之該最大的充電電功率，
Figure 02_image093
為一正數，指示出第i台電動車之該最大的放電電功率，
Figure 02_image095
代表第i台電動車的該最小電池荷電狀態，
Figure 02_image097
代表第i台電動車的該最大電池荷電狀態，
Figure 02_image099
代表第i台電動車入場時的該入場電池荷電狀態，
Figure 02_image101
代表第i台電動車期望的該離場電池荷電狀態，
Figure 02_image103
代表第i台電動車的一滿充容量(Fully Charge Capacity，簡稱FCC)，
Figure 02_image105
代表第i台電動車的該入場時間，
Figure 02_image107
代表第i台電動車的該離場時間。
值得特別說明的是，當
Figure 02_image109
時，代表該充電站的該最大供給電功率全部都供應給停放於該充電站之電動車，由於充電站需先滿足停放於該充電站之電動車的充電需求，當已滿足停放於該充電站之電動車的充電需求後，還有剩餘的供給電功率時，才考量將剩餘的供給電功率提供給該電能儲存裝置充電，因此，若該最大供給電功率全部都供應給停放於該充電站之電動車，則
Figure 02_image111
，亦即，不對該電能儲存裝置充電。此外，當
Figure 02_image113
時，代表該電能儲存裝置已達該最大荷電狀態，亦即，該電能儲存裝置已充滿電，故
Figure 02_image111
。另外，
Figure 02_image065
指示出第i台電動車在該當前時間點t進行該放電模式的該意願程度，在本實施例中，
Figure 02_image065
係根據該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一賣電價格
Figure 02_image115
，與第i台電動車的該電池劣化成本
Figure 02_image117
，利用以下公式(2)而獲得，當賣電價格
Figure 02_image115
越高，則進行該放電模式的該意願程度也隨之越高。然而，在其他實施例中，該意願程度亦可由所對應之電動車的用戶利用該運算裝置1之輸入單元11或其所持有之使用端自行輸入其有無意願讓其所擁有的電動車進行該放電模式，當該意願程度設為0，即代表無意願讓其所擁有的電動車進行該放電模式；當該意願程度設為1，即代表有意願讓其所擁有的電動車進行該放電模式。
Figure 02_image119
…(2)
此外，
Figure 02_image085
指示出用戶群代表決定供應給該電網的一總電功率，
Figure 02_image121
與
Figure 02_image123
之值係由用戶群代表所決定出，
Figure 02_image125
為該電能儲存裝置所儲存之電能與該太陽能模組所產生之電能供應給該電網後剩餘的電功率，剩餘的電功率即可提供給該充電站自行使用。在電動車充電站引進用戶群代表(Aggregator)之商業模式下，該電能儲存裝置也可藉由在電價便宜時，進行充電，而在電價昂貴時，進行放電以將電能銷售給電網，本發明之第一實施例藉由該處理單元13同時考量每一電動車的電能狀態、該電能儲存裝置的電能儲存狀態，及該太陽能模組所產生之電能，可使所規劃出之充放電策略不僅符合電動車用戶的需求，也可符合充電站業者之需求，達成電動車用戶與充電站業者之雙贏。
又，值得一提的是，限制條件8之限制式係由以下公式(3)配合限制條件2而推導出。
Figure 02_image127
…(3)
參閱圖1與圖3，本發明電動車充電站電能管理方法的一第二實施例大致上是與該第一實施例相同，相同之處不在贅言，其中不同之處在於：該充電站並無設置與該運算裝置1電連接的太陽能模組。因而，在步驟301中，該運算裝置1之處理單元13無須獲得該太陽能模組在該當前時間點t所產生的該太陽能電功率。此外，在步驟302中，該運算裝置1之處理單元13無須根據在該當前時間點t所產生該太陽能電功率來獲得每一電動車在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率，及該電能儲存裝置在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率。故在該第二實施例中所採用的一目標函數中的
Figure 02_image129
不會考慮在該當前時間點t所產生該太陽能電功率，該第二實施例中的
Figure 02_image129
被表示為以下公式(4)。
Figure 02_image131
Figure 02_image133
…(4)
其中，
Figure 02_image135
指示出用戶群代表決定供應給該電網的一總電功率。
參閱圖1與圖4，本發明電動車充電站電能管理方法的一第三實施例大致上是與該第二實施例相同，相同之處不在贅言，其中不同之處在於：該運算裝置1之處理單元13更進一步考量了每一台電動車充電的優先權重，而該電價資訊包含多筆分別對應不同優先權重的電價資料，及一筆對應於該電能儲存裝置的電價資料。因而，在步驟401中，該運算裝置1之處理單元13所獲得的該電價資訊包含多筆分別對應不同優先權重的電價資料，及一筆對應於該電能儲存裝置的電價資料。此外，該第三實施例還包含了一優先權重計算步驟，而在獲得每一電動車在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率，及該電能儲存裝置在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率時，該運算裝置1之處理單元13還根據每一台電動車所對應之優先權重所對應的電價資料來獲得。
值得特別說明的是，該電價資訊係藉由將由該電力公司所提供的電價資料進行調整而獲得，在本實施例中，對應於該電能儲存裝置的該電價資料為該電力公司所提供的原始電價資料，而對應不同優先權重的電價資料係藉由調整該電力公司所提供的原始電價資料而獲得，圖5示例出對應於一第一優先權重的電價資料，圖6示例出對應於一第二優先權重的電價資料，圖7示例出對應於一第三優先權重的電價資料。比較不同優先權重所對應的電價資料可知，對應於該第一優先權重的電價資料在一第一期間C1、一第二期間C2與一第三期間C3之初期的價格最低，而在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之中期的價格相對於初期的價格較高，且在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之末期的價格最高；對應於該第二優先權重的電價資料在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之中期的價格最低，而在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之初期與末期的價格相對於中期的價格較高；對應於該第三優先權重的電價資料在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之初期的價格最高，而在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之中期的價格相對於初期的價格較低，且在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之末期的價格最低。
該優先權重計算步驟如步驟402所示，在步驟402中，對於停放於該充電站內的每一台電動車，該運算裝置1之處理單元13根據該電動車所對應之電動車資訊，獲得該電動車的一優先權重。
值得一提的是，參閱圖1與圖8，步驟402包含以下子步驟。
在子步驟801中，該處理單元13根據第i台電動車所對應之電動車資訊中的該入場電池荷電狀態
Figure 02_image099
、該離場電池荷電狀態
Figure 02_image101
、該入場時間
Figure 02_image105
與該離場時間
Figure 02_image107
利用以下公式(5)獲得第i台電動車的優先數值
Figure 02_image137
，i=1~M。
Figure 02_image139
…(5)
在子步驟802中，該處理單元13根據每一台電動車的優先數值獲得每一台電動車的優先排序。其中若優先數值越大，則優先排序越優先。
在子步驟803中，該處理單元13根據每一台電動車的優先排序獲得每一台電動車的優先權重。在本實施例中，該處理單元13係將對應有優先順位為3的倍數+1之順位的電動車（如，第1、4、7…等順位的電動車）之優先權重設為1，並將對應有優先順位為3的倍數+2之順位的電動車（如，第2、5、8…等順位的電動車）之優先權重設為2，且將對應有優先順位為3的倍數之順位的電動車（如，第3、6、9…等順位的電動車）之優先權重設為3。
接著，繼續參閱圖1與圖4，在步驟403中，該運算裝置1之處理單元13根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之優先權重，獲得每一台電動車所對應之電價資料。
最後，在步驟404中，該運算裝置1之處理單元13根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於該最早入場時間與該最晚離場時間之間之每一台電動車所對應的電價資料、該電能資訊、對應於該電能儲存裝置且介於該最早入場時間與該最晚離場時間之間的該電價資料，及該充電站的該最大供給電功率，利用該線性規劃獲得每一電動車在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率，及該電能儲存裝置在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率。其中，在該第三實施例中所採用的一目標函數中的
Figure 02_image129
大致上於該第二實施例中所採用的目標函數中的
Figure 02_image129
相同，其差別在於，不同優先權重的電動車，所對應的電價資料也隨之不同，該第三實施例中的目標函數中的
Figure 02_image129
可被表示成下列公式(6)，且該目標函數所滿足的該等限制條件如與第一及第二實施例的限制條件1~限制條件8相同。
Figure 02_image141
Figure 02_image143
…(6)
其中，
Figure 02_image145
代表第i台電動車之電價資料在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
Figure 02_image147
代表該電能儲存裝置之電價資料在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
Figure 02_image149
代表第i台電動車之電價資料在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
Figure 02_image151
代表該電能儲存裝置之電價資料在該當前時間點t所指示出的一賣電價格。
由於不同優先權重的對電動車所對應的電價資料也隨之不同，在進行線性規劃時，為了使
Figure 02_image153
的值最小化，對應有第一優先權重的電動車，由於其電價資料指示出其在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之初期的充電價格最低，故其線性規劃結果會盡可能讓對應有第一優先權重的電動車在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之初期充電。類似地，對應有第二優先權重的電動車，由於其電價資料指示出其在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之中期的充電價格最低，故其線性規劃結果會盡可能讓對應有第二優先權重的電動車在該第一期間C1、該第二期間C2與該第三期間C3之中期充電，以此類推。如此一來，理想上，對應有第一優先權重的電動車享有最先充電之優勢，對應有第三優先權重的電動車會最晚充電，將電動車分成不同優先權而錯開電動車的充電時期可使得該充電站所能提供的該最大供給電功率在每一時期都盡可能滿足停放於該充電站之所有電動車的充電需求，以避免所有電動車都集中在某一特定時期進行充電，因而導致該充電站所能提供的該最大供給電功率無法支援欲在該特定時期充電之電動車的充電需求。
綜上所述，本發明電動車充電站電能管理方法，藉由該處理單元13同時考量該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、該最小荷電狀態與該最大荷電狀態，及該充電站的最大供給電功率來進行線性規劃，可使所規劃出之充放電策略不僅符合電動車用戶的需求，也使該電能儲存裝置可自電網買電以儲存電能，或提供電能給電網以賣電，更進一步符合充電站業者之需求，且所規劃出之
Figure 02_image153
的值近似或等同一最小值，而能在滿足該充電站的最大供給電功率的條件下，使每一電動車與該電能儲存裝置盡量在電價低時充電，而在電價高時放電，以讓電動車用戶與充電站業者的獲利最大化，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:運算裝置 11:輸入單元 12:通訊單元 13:處理單元 201~202:步驟 301~302:步驟 401~404:步驟 801~803:子步驟 C1:第一期間 C2:第二期間 C3:第三期間
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一方塊圖，說明實施本發明電動車充電站電能管理方法之一第一實施例的一運算裝置； 圖2是一流程圖，說明本發明電動車充電站電能管理方法之該第一實施例； 圖3是一流程圖，說明本發明電動車充電站電能管理方法之一第二實施例 圖4是一流程圖，說明本發明電動車充電站電能管理方法之一第三實施例； 圖5是一示意圖，說明對應於一第一優先權重的電價資料； 圖6是一示意圖，說明對應於一第二優先權重的電價資料； 圖7是一示意圖，說明對應於一第三優先權重的電價資料；及 圖8是一流程圖，說明如何獲得一電動車的一優先權重。
201~202:步驟

Claims (10)

  1. 一種電動車充電站電能管理方法，適用於管理停放於一充電站之所有電動車的充放電狀態，每一電動車對應於一電動車資訊，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一入場時間、一離場時間、入場時的一入場電池荷電狀態、一期望的離場電池荷電狀態、一最小電池荷電狀態，與一最大電池荷電狀態，該充電站設置有一電能儲存裝置，該電動車充電站電能管理方法藉由一處理單元來實施並包含以下步驟： (A)根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於一停放於該充電站之所有電動車中之一最早入場的電動車所對應之一最早入場時間與停放於該充電站之所有電動車中之一最晚離場的電動車所對應之一最晚離場時間之間的電價資訊、相關於該電能儲存裝置的電能資訊，及相關於該充電站的一最大供給電功率，該電能資訊包含該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態、一最小荷電狀態與一最大荷電狀態，利用一線性規劃獲得每一電動車在一當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率。
  2. 如請求項1所述的電動車充電站電能管理方法，其中，在步驟(A)中，該處理單元還利用該線性規劃進一步獲得該電能儲存裝置在該當前時間點t的一充電電功率或一放電電功率。
  3. 如請求項1所述的電動車充電站電能管理方法，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一最大的充電電功率與一最大的放電電功率，其中，在該步驟(A)中，該線性規劃的一目標函數及該目標函數所滿足的多個限制條件，可被表示為：
    Figure 03_image001
    ，
    Figure 03_image131
    Figure 03_image133
    ， 限制條件1：
    Figure 03_image007
    ， 限制條件2：
    Figure 03_image009
    ， 限制條件3：
    Figure 03_image011
    ， 限制條件4：
    Figure 03_image013
    ， 限制條件5：
    Figure 03_image015
    ， 限制條件6：
    Figure 03_image017
    ， 限制條件7：狀態
    Figure 03_image019
    ， 限制條件8：
    Figure 03_image021
    ， 其中，
    Figure 03_image155
    為停放於該充電站之所有電動車中之最早入場的該電動車所對應之該最早入場時間，
    Figure 03_image157
    為停放於該充電站之所有電動車中之最晚離場的該電動車所對應之該最晚離場時間，
    Figure 03_image159
    代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
    Figure 03_image161
    代表一單位時間，
    Figure 03_image163
    代表停放於該充電站之所有電動車的數量，
    Figure 03_image165
    代表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image167
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image169
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於充電狀態，當
    Figure 03_image171
    代表第i台電動車在該當前時間點t的充電電功率，當
    Figure 03_image173
    代表第i台電動車在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image175
    代表提供給該電能儲存裝置之一預設的充電電功率，
    Figure 03_image177
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的充電電功率，
    Figure 03_image179
    ，
    Figure 03_image181
    代表該充電站的該最大供給電功率，
    Figure 03_image183
    代表該電能儲存裝置的該最大荷電狀態，
    Figure 03_image185
    代表該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態，
    Figure 03_image187
    代表該電能儲存裝置的該最小荷電狀態，
    Figure 03_image189
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image191
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image193
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於充電狀態，
    Figure 03_image195
    代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
    Figure 03_image197
    指示出第i台電動車在該當前時間點t進行一放電模式的一意願程度，
    Figure 03_image199
    表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image201
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image203
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image205
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image207
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image209
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image211
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image213
    指示出用戶群代表決定供應給一電網的一總電功率，
    Figure 03_image215
    、
    Figure 03_image217
    、
    Figure 03_image219
    、
    Figure 03_image189
    、
    Figure 03_image221
    、
    Figure 03_image211
    為該目標函數的決策變數，
    Figure 03_image091
    為一負數，指示出第i台電動車之該最大的充電電功率，
    Figure 03_image223
    為一正數，指示出第i台電動車之該最大的放電電功率，
    Figure 03_image095
    代表第i台電動車的該最小電池荷電狀態，
    Figure 03_image225
    代表第i台電動車的該最大電池荷電狀態，
    Figure 03_image227
    代表第i台電動車入場時的該入場電池荷電狀態，
    Figure 03_image229
    代表第i台電動車期望的該離場電池荷電狀態，
    Figure 03_image231
    代表第i台電動車的一滿充容量，
    Figure 03_image233
    代表第i台電動車的該入場時間，
    Figure 03_image235
    代表第i台電動車的該離場時間。
  4. 如請求項3所述的電動車充電站電能管理方法，每一電動車資訊包含一電池劣化成本，其中，在步驟(A)中，第i台電動車在該當前時間點t的該意願程度
    Figure 03_image197
    係根據該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一賣電價格
    Figure 03_image237
    ，與第i台電動車的該電池劣化成本
    Figure 03_image239
    ，利用以下公式而獲得：
    Figure 03_image119
    。
  5. 如請求項1所述的電動車充電站電能管理方法，該充電站還設置有一太陽能模組，其中，在步驟(A)中，該處理單元不僅根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於該最早入場時間與該最晚離場時間之間的電價資訊、相關於該電能儲存裝置的電能資訊，及相關於該充電站的該最大供給電功率，還根據該太陽能模組在該當前時間點t所產生的一太陽能電功率，利用該線性規劃獲得每一電動車在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率。
  6. 如請求項5所述的電動車充電站電能管理方法，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一最大的充電電功率與一最大的放電電功率，其中，在該步驟(A)中，該線性規劃的一目標函數及該目標函數所滿足的多個限制條件，可被表示為：
    Figure 03_image001
    ，
    Figure 03_image131
    Figure 03_image005
    ， 限制條件1：
    Figure 03_image007
    ， 限制條件2：
    Figure 03_image009
    ， 限制條件3：
    Figure 03_image011
    ， 限制條件4：
    Figure 03_image013
    ， 限制條件5：
    Figure 03_image015
    ， 限制條件6：
    Figure 03_image017
    ， 限制條件7：狀態
    Figure 03_image019
    ， 限制條件8：
    Figure 03_image021
    ， 其中，
    Figure 03_image155
    為停放於該充電站之所有電動車中之最早入場的該電動車所對應之該最早入場時間，
    Figure 03_image157
    為停放於該充電站之所有電動車中之最晚離場的該電動車所對應之該最晚離場時間，
    Figure 03_image159
    代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
    Figure 03_image161
    代表一單位時間，
    Figure 03_image163
    代表停放於該充電站之所有電動車的數量，
    Figure 03_image165
    代表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image167
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image169
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於充電狀態，當
    Figure 03_image171
    代表第i台電動車在該當前時間點t的充電電功率，當
    Figure 03_image173
    代表第i台電動車在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image175
    代表提供給該電能儲存裝置之一預設的充電電功率，
    Figure 03_image177
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的充電電功率，
    Figure 03_image179
    ，
    Figure 03_image181
    代表該充電站的該最大供給電功率，
    Figure 03_image183
    代表該電能儲存裝置的該最大荷電狀態，
    Figure 03_image185
    代表該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態，
    Figure 03_image187
    代表該電能儲存裝置的該最小荷電狀態，
    Figure 03_image189
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image191
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image193
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於充電狀態，
    Figure 03_image195
    代表該電價資訊在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
    Figure 03_image197
    指示出第i台電動車在該當前時間點t進行一放電模式的一意願程度，
    Figure 03_image217
    表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image201
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image203
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image241
    代表該太陽能模組在該當前時間點t所能供應給該電網的該太陽能電功率，
    Figure 03_image243
    代表該太陽能模組在該當前時間點t所產生的太陽能電功率，
    Figure 03_image219
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image207
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image209
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image211
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image245
    指示出用戶群代表決定供應給該電網的一總電功率，
    Figure 03_image215
    、
    Figure 03_image217
    、
    Figure 03_image219
    、
    Figure 03_image189
    、
    Figure 03_image221
    、
    Figure 03_image211
    為該目標函數的決策變數，
    Figure 03_image091
    為一負數，指示出第i台電動車之該最大的充電電功率，
    Figure 03_image223
    為一正數，指示出第i台電動車之該最大的放電電功率，
    Figure 03_image095
    代表第i台電動車的該最小電池荷電狀態，
    Figure 03_image225
    代表第i台電動車的該最大電池荷電狀態，
    Figure 03_image227
    代表第i台電動車入場時的該入場電池荷電狀態，
    Figure 03_image229
    代表第i台電動車期望的該離場電池荷電狀態，
    Figure 03_image231
    代表第i台電動車的一滿充容量，
    Figure 03_image233
    代表第i台電動車的該入場時間，
    Figure 03_image235
    代表第i台電動車的該離場時間。
  7. 如請求項1所述的電動車充電站電能管理方法，在步驟(A)之前，還包含以下步驟： (B) 對於停放於該充電站內的每一台電動車，根據該電動車所對應之電動車資訊，獲得該電動車的一優先權重； 其中，步驟(A)包含以下子步驟， (A-1)該電價資訊包含多筆分別對應不同優先權重的電價資料，及一筆對應於該電能儲存裝置電價資料，該處理單元根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之優先權重，獲得每一台電動車所對應之電價資料，及 (A-2) 該處理單元根據停放於該充電站內每一台電動車所對應之電動車資訊、介於該最早入場時間與該最晚離場時間之間之每一台電動車所對應的電價資料、該電能資訊、對應於該電能儲存裝置且介於該最早入場時間與該最晚離場時間之間的該電價資料，及該充電站的該最大供給電功率，利用該線性規劃獲得每一電動車在該當前時間點t的該充電電功率或該放電電功率。
  8. 如請求項7所述的電動車充電站電能管理方法，每一電動車資訊包含所對應之電動車的一最大的充電電功率與一最大的放電電功率，其中，在該步驟(A-2)中，該線性規劃的一目標函數及該目標函數所滿足的多個限制條件，可被表示為：
    Figure 03_image001
    ，
    Figure 03_image141
    Figure 03_image247
    ， 限制條件1：
    Figure 03_image007
    ， 限制條件2：
    Figure 03_image009
    ， 限制條件3：
    Figure 03_image011
    ， 限制條件4：
    Figure 03_image013
    ， 限制條件5：
    Figure 03_image015
    ， 限制條件6：
    Figure 03_image017
    ， 限制條件7：狀態
    Figure 03_image019
    ， 限制條件8：
    Figure 03_image021
    ， 其中，
    Figure 03_image155
    為停放於該充電站之所有電動車中之最早入場的該電動車所對應之該最早入場時間，
    Figure 03_image157
    為停放於該充電站之所有電動車中之最晚離場的該電動車所對應之該最晚離場時間，
    Figure 03_image249
    代表第i台電動車之電價資料在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
    Figure 03_image161
    代表一單位時間，
    Figure 03_image163
    代表停放於該充電站之所有電動車的數量，
    Figure 03_image165
    代表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image167
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image169
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於充電狀態，當
    Figure 03_image171
    代表第i台電動車在該當前時間點t的充電電功率，當
    Figure 03_image173
    代表第i台電動車在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image251
    代表該電能儲存裝置之電價資料在該當前時間點t所指示出的一用電價格，
    Figure 03_image175
    代表提供給該電能儲存裝置之一預設的充電電功率，
    Figure 03_image177
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的充電電功率，
    Figure 03_image179
    ，
    Figure 03_image181
    代表該充電站的該最大供給電功率，
    Figure 03_image183
    代表該電能儲存裝置的該最大荷電狀態，
    Figure 03_image185
    代表該電能儲存裝置於前一時間點t-1的荷電狀態，
    Figure 03_image187
    代表該電能儲存裝置的該最小荷電狀態，
    Figure 03_image189
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於充電狀態，
    Figure 03_image191
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於充電狀態，
    Figure 03_image193
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於充電狀態，
    Figure 03_image253
    代表第i台電動車之電價資料在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
    Figure 03_image197
    指示出第i台電動車在該當前時間點t進行一放電模式的一意願程度，
    Figure 03_image217
    表第i台電動車在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image201
    代表第i台電動車在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image203
    代表第i台電動車在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image255
    代表該電能儲存裝置之電價資料在該當前時間點t所指示出的一賣電價格，
    Figure 03_image219
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t時是否處於放電狀態，
    Figure 03_image207
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t處於放電狀態，
    Figure 03_image209
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t非處於放電狀態，
    Figure 03_image211
    代表該電能儲存裝置在該當前時間點t的放電電功率，
    Figure 03_image213
    指示出用戶群代表決定供應給該電網的一總電功率，
    Figure 03_image215
    、
    Figure 03_image217
    、
    Figure 03_image219
    、
    Figure 03_image189
    、
    Figure 03_image221
    、
    Figure 03_image211
    為該目標函數的決策變數，
    Figure 03_image091
    為一負數，指示出第i台電動車之該最大的充電電功率，
    Figure 03_image223
    為一正數，指示出第i台電動車之該最大的放電電功率，
    Figure 03_image095
    代表第i台電動車的該最小電池荷電狀態，
    Figure 03_image225
    代表第i台電動車的該最大電池荷電狀態，
    Figure 03_image227
    代表第i台電動車入場時的該入場電池荷電狀態，
    Figure 03_image229
    代表第i台電動車期望的該離場電池荷電狀態，
    Figure 03_image231
    代表第i台電動車的一滿充容量，
    Figure 03_image233
    代表第i台電動車的該入場時間，
    Figure 03_image235
    代表第i台電動車的該離場時間。
  9. 如請求項7所述的電動車充電站電能管理方法，其中，在步驟(B)中，每一台電動車的優先權重係根據所對應之電動車的該入場電池荷電狀態、該離場電池荷電狀態、該入場時間與該離場時間而獲得。
  10. 如請求項9所述的電動車充電站電能管理方法，其中，步驟(B)包含以下子步驟： (B-1)該處理單元根據第i台電動車的該入場電池荷電狀態
    Figure 03_image227
    、該離場電池荷電狀態
    Figure 03_image229
    、該入場時間
    Figure 03_image233
    與該離場時間
    Figure 03_image235
    利用以下公式獲得第i台電動車的優先數值
    Figure 03_image257
    ，i=1~M，
    Figure 03_image139
    ； (B-2)該處理單元根據每一台電動車的優先數值獲得每一台電動車的優先排序； (B-3)該處理單元根據每一台電動車的優先排序獲得每一台電動車的優先權重。
TW108129199A 2019-08-16 2019-08-16 電動車充電站電能管理方法 TWI706366B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108129199A TWI706366B (zh) 2019-08-16 2019-08-16 電動車充電站電能管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108129199A TWI706366B (zh) 2019-08-16 2019-08-16 電動車充電站電能管理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI706366B TWI706366B (zh) 2020-10-01
TW202109435A true TW202109435A (zh) 2021-03-01

Family

ID=74103630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108129199A TWI706366B (zh) 2019-08-16 2019-08-16 電動車充電站電能管理方法

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI706366B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112389255B (zh) * 2019-08-16 2024-04-16 万帮数字能源股份有限公司 电动车充电站电能管理方法
TWI769074B (zh) * 2021-09-01 2022-06-21 大陸商國創移動能源創新中心（江蘇）有限公司 利用區塊鏈的電動車充電站管理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201615454A (zh) * 2014-10-21 2016-05-01 行政院原子能委員會核能研究所 電動車最佳化充電排程系統
JP2019078616A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 東芝メモリ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム
US10737585B2 (en) * 2017-11-28 2020-08-11 International Business Machines Corporation Electric vehicle charging infrastructure
ES2837001T3 (es) * 2017-11-30 2021-06-29 Einride Ab Método de planificación de transporte para optimización del paquete de baterías
JP2019113998A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 給電車両の運行管理システム
US20190217737A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-18 Nader Lotfy Autonomous robotic chargers and electric vehicle charging system
CN110110941A (zh) * 2019-05-20 2019-08-09 浙江工商大学 交流充电桩的有序充电管理系统及有序充电方法
CN110046773B (zh) * 2019-05-30 2023-04-07 东北大学 综合能源系统多主体合作优化运行与成本效益分配方法
CN110097237A (zh) * 2019-06-14 2019-08-06 广东电网有限责任公司 一种基于电动汽车和多能源的主配网协调调度优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI706366B (zh) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11993171B2 (en) Method and apparatus for charging a battery using local power grid topology information
Zheng et al. A novel real-time scheduling strategy with near-linear complexity for integrating large-scale electric vehicles into smart grid
Zhang et al. A Monte Carlo simulation approach to evaluate service capacities of EV charging and battery swapping stations
CN111095721B (zh) 聚合能量资源
Mukherjee et al. A review of charge scheduling of electric vehicles in smart grid
US11321789B2 (en) V2G system, server apparatus, and transport machine
Honarmand et al. Optimal scheduling of electric vehicles in an intelligent parking lot considering vehicle-to-grid concept and battery condition
Zhou et al. Modeling of the cost of EV battery wear due to V2G application in power systems
David et al. EVs for frequency regulation: cost benefit analysis in a smart grid environment
Heilmann et al. Factors influencing the economic success of grid-to-vehicle and vehicle-to-grid applications—A review and meta-analysis
Li et al. Optimizing the performance of vehicle-to-grid (V2G) enabled battery electric vehicles through a smart charge scheduling model
US11498450B2 (en) Forecast of electric vehicle state of charge and energy storage capacity
TWI706366B (zh) 電動車充電站電能管理方法
US20230019914A1 (en) Control system and power balancing method
Fan et al. Cost-benefit analysis of optimal charging strategy for electric vehicle with V2G
US20230046454A1 (en) Methods and systems for managing vehicle-grid integration
KR20150078749A (ko) 전기 자동차용 배터리팩을 이용한 전력 운용 방법
KR101197569B1 (ko) 지능형 전원충전 시스템 및 그 제어방법
CN116780595A (zh) 电动汽车微电网能源管理方法、系统、设备及存储介质
Li et al. Case study of power allocation strategy for a grid‐side lead‐carbon battery energy storage system
CN112389255B (zh) 电动车充电站电能管理方法
Murali et al. Optimal battery swapping operations using reinforcement learning
Gan et al. A two-stage model for capacity planning of centralized charging station and ordered discharging
CN108944517A (zh) 电动汽车在线充电方法
Yousuf et al. An in-depth exploration of electric vehicle charging station infrastructure: a comprehensive review of challenges, mitigation approaches, and optimization strategies