[發明專利]適用于大規模汽車有序充電的充電控制方法

有效

• 申請號: 201310204692.7
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103259314A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 胡澤春;徐智威
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明屬于大規模電動汽車有序充電控制方法領域，具體涉及一種適用于大規模汽車有序充電的充電控制方法。

背景技術

近幾年，國內外電動汽車技術發展迅猛。由于電動汽車具有節能、低排放等特點，世界各國政府均出臺相應的激勵政策大力推動電動汽車技術的發展和市場普及。對于電動汽車用戶而言，汽車充電的便利性是電動汽車使用的重要環節。然而，隨著電動汽車的大量普及，若大規模電動汽車無序接入電網充電，將給電網帶來大量的充電負荷，電網的安全可靠經濟運行將面臨威脅。國內外的廣泛研究發現這些威脅主要包括配電網線路、變壓器過載、電壓、電能質量惡化、配電網負荷峰谷差加劇、電網運行不經濟等。為此，我國已有城市針對電動汽車充電出臺了相關分時電價機制以引導電動汽車參與有序充電，避開用電高峰充電，提高電網運行的安全性和經濟性。另一方面，電動汽車充電服務商或電動汽車用戶通過參與有序充電可以最大限度地降低其運營成本或充電成本。根據我國目前電動汽車充電設施規劃，安裝電動汽車充電機的停車場、電動汽車專用充電站以及在城市中心道路旁安裝的充電機將成為電動汽車補充電能的重要場所。這類充電場所的充電機的啟停控制可通過有線或無線通信的方式由集中的控制系統遠程操控，從而實現電動汽車的有序充電。該種模式的物理結構如圖1所示。有序充電控制中心一方面接收來自電網發送的充電負荷裕度及分時電價信息，另一方面通過通信模塊接收來自用戶在充電機上提交的充電需求信息和電動汽車電池信息，并根據這兩部分的信息智能決策電動汽車的有序充電過程，在滿足客戶充電需求約束下，實現系統負荷波動最小化或充電成本最小化。

清華大學胡澤春等人之前提出了一種適用于電動汽車充電站的協調充電控制方法（專利申請號：201110023668.4），其提出的控制算法依賴于求解線性整數規劃問題，該類問題一般需要由復雜的優化軟件包求解，計算量大，對控制系統要求較高。在系統規模較大，控制車輛數量較多時，該類方法難以在較短的時間內給出最優的控制策略，不適用于大規模電動汽車有序充電控制。本發明則通過建立用戶充電需求排序表提出了一種不依賴于求解復雜數學優化問題的啟發式方法，計算過程簡單、迅速、易于實現，特別適用于大規模電動汽車的有序充電情形。就調研目前國內已安裝的電動汽車充電設施及其監控系統情況來看，并沒有大規模電動汽車有序充電控制方法的運用。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的目的在于提出一種適用于大規模汽車有序充電的充電控制方法，其特征在于，是在充電機加裝的客戶端程序，以下簡稱為客戶端，以及電動汽車有序充電控制系統的主控機中依次按以下步驟實現的：

步驟（1）：初始化

步驟（1-1）：所述有序充電控制系統的主控機初始化：

a）所述有序充電控制系統的主控機中預置以下參數：控制所述充電機數量N，每臺所述充電機i的充電功率大小P_i和控制目標類型，其中，i=1,2,3,…,N，

b）輸入當日充電負荷裕度信息和當日電價信息，當日充電負荷裕度信息M_j，其單位為kW，表示在第j個時間段電網允許所述有序充電控制系統用來進行電動汽車充電的最大負荷功率，j=1,2,3,…,96，采樣間隔為15min，當日電價信息，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：電動汽車的預期停留時間t_i以及離開時期望的電池充電水平，其中i為客戶電動汽車接入的所述充電機編號，電動汽車所接入所述充電機通過訪問電池管理系統中的數據輸入客戶電動汽車的當前電池信息，包括：電池容量B_i，以及電池當前充電水平

步驟（2）：當客戶電動汽車接入所述充電機i時，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，進行有序充電控制策略計算；

步驟（3）：所述有序充電控制系統接收到管轄范圍內所有所述充電機發送的客戶信息后，按下述步驟計算每輛電動汽車的充電策略，

步驟（3-1）：根據當前時間與所述控制系統管轄范圍內所有車輛的各自離開時間設定值，確定從當前時刻起每輛電動汽車的停留時間段數和從當前時刻起的所有車輛停留時間的最大值t_max，得到充電協調控制的時間段數表示小于x的最大整數，