[發(fā)明專利]適用于大規(guī)模汽車有序充電的充電控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310204692.7
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103259314A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡澤春;徐智威
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種適用于大規(guī)模汽車有序充電的充電控制方法，其特征在于，是在充電機(jī)加裝的客戶端程序，以下簡稱為客戶端，以及電動(dòng)汽車有序充電控制系統(tǒng)的主控機(jī)中依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟（1）：初始化

步驟（1-1）：所述有序充電控制系統(tǒng)的主控機(jī)初始化：

a）所述有序充電控制系統(tǒng)的主控機(jī)中預(yù)置以下參數(shù)：控制所述充電機(jī)數(shù)量N，每臺(tái)所述充電機(jī)i的充電功率大小P_i和控制目標(biāo)類型，其中，i=1,2,3,…,N，

b）輸入當(dāng)日充電負(fù)荷裕度信息和當(dāng)日電價(jià)信息，當(dāng)日充電負(fù)荷裕度信息M_j，其單位為kW，表示在第j個(gè)時(shí)間段電網(wǎng)允許所述有序充電控制系統(tǒng)用來進(jìn)行電動(dòng)汽車充電的最大負(fù)荷功率，j=1,2,3,…,96，采樣間隔為15min，當(dāng)日電價(jià)信息，包括：充電單位成本c_j，其單位為元/kWh，j=1,2,3,…,96，采樣間隔為15min；

步驟（1-2）：客戶端信息初始化：客戶輸入用戶充電需求信息，包括：電動(dòng)汽車的預(yù)期停留時(shí)間t_i以及離開時(shí)期望的電池充電水平其中i為客戶電動(dòng)汽車接入的所述充電機(jī)編號(hào)，電動(dòng)汽車所接入所述充電機(jī)通過訪問電池管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸入客戶電動(dòng)汽車的當(dāng)前電池信息，包括：電池容量B_i，以及電池當(dāng)前充電水平

步驟（2）：當(dāng)客戶電動(dòng)汽車接入所述充電機(jī)i時(shí)，獲取客戶的充電需求信息和電池信息，在匯總所有客戶的充電需求和電池信息后，進(jìn)行有序充電控制策略計(jì)算；

步驟（3）：所述有序充電控制系統(tǒng)接收到管轄范圍內(nèi)所有所述充電機(jī)發(fā)送的客戶信息后，按下述步驟計(jì)算每輛電動(dòng)汽車的充電策略，

步驟（3-1）：根據(jù)當(dāng)前時(shí)間與所述控制系統(tǒng)管轄范圍內(nèi)所有車輛的各自離開時(shí)間設(shè)定值，確定從當(dāng)前時(shí)刻起每輛電動(dòng)汽車的停留時(shí)間段數(shù)和從當(dāng)前時(shí)刻起的所有車輛停留時(shí)間的最大值t_max，得到充電協(xié)調(diào)控制的時(shí)間段數(shù)表示小于x的最大整數(shù)，

步驟（3-2）：根據(jù)所述接入的電動(dòng)汽車各自的當(dāng)前充電水平，期望離開充電水平，電池容量和充電功率，根據(jù)以下公式確定每輛電動(dòng)汽車所需充電時(shí)間段數(shù)I_i：

其中為不小于x的最小整數(shù)，Δt=15min，

步驟（3-3）：構(gòu)造電動(dòng)汽車充電需求排序表A_L×4，共L行4列，其中L表示目前所述有序充電控制系統(tǒng)管轄范圍內(nèi)停靠的電動(dòng)汽車數(shù)量，第一列對應(yīng)電動(dòng)汽車停靠所述充電機(jī)的編號(hào)i，第二列表示該電動(dòng)汽車所需充電時(shí)間段數(shù)I_i，第三列表示該電動(dòng)汽車停靠時(shí)間段數(shù)J_i，第四列表示該電動(dòng)汽車停靠時(shí)間段數(shù)與所需充電時(shí)間段數(shù)之差J_i-I_i與該所述充電機(jī)充電功率P_i之比，即(J_i-I_i)/P_i，電動(dòng)汽車充電需求排序表A_L×4的行以第四列的數(shù)值大小從小到大排序，系統(tǒng)計(jì)算有序充電策略時(shí)安排優(yōu)先級(jí)高的電動(dòng)汽車先進(jìn)行充電，

步驟（3-4）：初步判斷能否為新接入電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)，找到新接入電動(dòng)汽車所在電動(dòng)汽車充電需求表的對應(yīng)行，若該新接入的電動(dòng)汽車對應(yīng)的J_i-I_i值小于0，則表示控制系統(tǒng)無法在該電動(dòng)汽車停留時(shí)間內(nèi)滿足其充電需求，將該車的充電時(shí)間段數(shù)設(shè)置為其停靠時(shí)間段數(shù)，

步驟（3-5）：從充電負(fù)荷裕度和電價(jià)信息中，抽取從現(xiàn)在時(shí)刻算起，J個(gè)時(shí)間段內(nèi)的充電負(fù)荷裕度M_j和J個(gè)時(shí)間段內(nèi)的用電電價(jià)c_j，j=1,2,3,…,J，

步驟（3-6）：構(gòu)造電動(dòng)汽車所述充電機(jī)啟停控制矩陣C_N×J，C_ij表示第i個(gè)所述充電機(jī)從當(dāng)前時(shí)刻算起的第j個(gè)時(shí)間段內(nèi)的控制決策，C_ij=1，表示充電機(jī)開啟，C_ij=0，表示充電機(jī)關(guān)閉，

步驟（3-7）：從充電需求排序表中充電優(yōu)先級(jí)最高的車輛開始安排充電，設(shè)正在安排充電的車輛停靠充電機(jī)編號(hào)為k，若有序充電控制系統(tǒng)中用戶設(shè)置其控制目標(biāo)為負(fù)荷波動(dòng)最小，則在這J個(gè)時(shí)間段的前J_k個(gè)時(shí)間段內(nèi)，選取充電負(fù)荷裕度最大的前I_k個(gè)時(shí)間段，安排該電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，若充電負(fù)荷裕度最大的I_k個(gè)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)充電負(fù)荷裕度變?yōu)樨?fù)值，則說明系統(tǒng)無法安排新接入電動(dòng)汽車的充電，跳至步驟（3-9），若系統(tǒng)設(shè)置其控制目標(biāo)為充電成本最小化，則在這J個(gè)時(shí)間段的前J_k個(gè)時(shí)間段，選取充電電價(jià)最低且對應(yīng)時(shí)段充電負(fù)荷裕度大于該電動(dòng)汽車充電功率P_i的前I_k個(gè)時(shí)間段，安排該電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，若系統(tǒng)在前J_k個(gè)時(shí)間段不存在I_k時(shí)間段充電負(fù)荷裕度大于該電動(dòng)汽車充電功率P_i，則也說明系統(tǒng)無法安排新接入電動(dòng)汽車充電，跳至步驟（3-9），否則，安排好該電動(dòng)汽車的有序充電計(jì)劃后，選取電動(dòng)汽車所述充電機(jī)啟停控制矩陣C_N×J的第k行，將安排該電動(dòng)汽車充電的時(shí)間段對應(yīng)的列元素的值置為1，

步驟（3-8）：根據(jù)新安排電動(dòng)汽車的充電計(jì)劃，更新從現(xiàn)在時(shí)刻算起，第J個(gè)時(shí)間段內(nèi)的充電負(fù)荷裕度M_j，在相應(yīng)的時(shí)間段減去計(jì)劃充電的充電功率P_i，回到步驟（3-7），逐步安排充電需求排序表中未安排充電計(jì)劃的電動(dòng)汽車，

步驟（3-9）：將新接入電動(dòng)汽車的對應(yīng)充電時(shí)間段數(shù)I_i減1，回到步驟（3-3），重新生成電動(dòng)汽車充電需求排序表并重新計(jì)算步驟（3-5）至（3-8），

步驟（3-10）安排完充電需求排序表中所有電動(dòng)汽車充電計(jì)劃后，此時(shí)系統(tǒng)能滿足新進(jìn)入電動(dòng)汽車離開時(shí)期望的最大為：

SOCiD,max=Ii′PiΔtBi+SOCiA]]>

其中，是調(diào)整后的充電時(shí)間段數(shù)，若此時(shí)其中為用戶最初設(shè)定的期望離開則提示用戶能夠滿足客戶充電需求，否則，提示客戶無法滿足其充電需求，并提示系統(tǒng)最大限度能滿足其離開時(shí)期望為用戶根據(jù)需要自行選擇是否接受充電服務(wù)；

步驟（4）：根據(jù)步驟（3-7）和（3-8）迭代求出的充電機(jī)啟停控制策略矩陣C_N×J，控制站內(nèi)電動(dòng)汽車的充電機(jī)的啟停，實(shí)現(xiàn)有序充電。