[發(fā)明專利]一種經濟效益優(yōu)化的電動汽車充換電站充換電控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310214606.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103269107A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 路寬;彭茁;張利;劉思;牛新生;薛萬磊;馬志波;史本全;王春義;賈善杰;孫雯雪;安鵬;趙昕;徐楠;劉曉彤;李鈺
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;山東電力集團公司電力經濟技術研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種經濟效益優(yōu)化的電動汽車充換電站充換電控制方法，其特征是，包括：

1)首先通過用戶操作界面裝置將電動汽車自身信息輸入客戶端；這些信息涵蓋車輛到達時間、電池初始電量、預計停靠時間，隨后通過數據發(fā)送和接收裝置傳遞給控制系統(tǒng)；

2)控制系統(tǒng)將這些信息交給信號分析裝置，信號分析裝置將這些信息分類并做出相應優(yōu)化決策；

3）匯總得到的各種分析結果最終傳送給充電控制裝置，充電控制裝置最后負責具體的充電行為；

4）控制系統(tǒng)經過以上的分析和決策后最后在車輛離開前由檢測裝置檢測車輛是否充滿，如果沒充滿就記錄下車輛未充滿的電量，為具體分析打下基礎；車輛經過以上一系列充電過程最終充好并離開充電站。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟2）中的優(yōu)化決策包括：

A.目標函數：

（2）

目標函數包括6部分，每部分解釋如下：

式中，N表示一天中所有充電的車輛數，t表示時段，一天劃分為24個時段；

第1項表示汽車離開時未充滿所對應的懲罰，μ為懲罰系數，為車輛k欠缺的能量，該項反映了充換電站的服務質量；

第2項為充換電站的充電花費，是向電網購電電價與購電電量的乘積，其中i表示電網進行充電的車輛，n為第t個時段內進行電網充電的車輛數；

第3項為車輛間能量交換管理對應的費用，s_o表示單位交換電能即1kWh對應的額外操作費用，表示能量交換管理過程所對應的能量，其中j為參與能量交換過程的車輛，n′為第t個時段內參與能量交換的車輛數；

第4項為換電電池充電花費，電池更換或支援充電后要重新充滿，這時購電電價與消耗的電池容量的乘積構成此部分的花費；

第5項為換電時的操作花費，每更換單位電池容量對應的花費s_o′乘以更換的電池容量

B.充、放電功率限制：

nP‾T≤Σi=1nPG2Vt,i+Σj=1n′PV2V+t,j]]>

nP‾T≥Σi=1nPG2Vt,i+Σj=1n′PV2V+t,j]]>

nP‾V≤Σj=1n′PV2V-t,j≤nP‾tV---(3)]]>

T+V≤1

其中和分別為汽車充放電的功率上下限；變量T、V為開關變量，其中T表示汽車充電狀態(tài)，1：充電，0：未充電，V表示汽車放電狀態(tài)，1：放電，0：未充電；為購電電量，和分別表示供給方提供的電能和接受方獲得的電能；n為第t個時段內進行電網充電的車輛數,n′為第t個時段內參與能量交換的車輛數；

C.換電電池能量平衡：

Σt=124Pbt=Σt=124(Pbst+Σm=1n′′PB2Vt,m)---(4)]]>

換電電池的總耗能為更換電池的總能量與換電電池支援充電過程的電量之和，其中m為參與能量支援過程的車輛，n′′為第t個時段內參與能量支援過程的車輛數；為消耗的電池容量，為更換的電池容量；

D.初始電量平衡：

SOCt+1,k=SOCt,k+PG2Vt,i+PV2V+t,j]]>

+PB2Vt,m-PV2V-t,j---(5)]]>

SOC_t+1,k、SOC_t,k分別表示t+1時段和t時段汽車的初始電量，為購電電量，和分別表示供給方提供的電能和接受方獲得的電能，為換電電池支援充電過程的電量；

此約束反映了兩個連續(xù)時段的汽車初始電量平衡關系；

E.電池壽命保護限制

αSOC0(n+n′+n′′)cU≤Σk=1nSOCt,k---(6)]]>

其中，為供給方允許的放電起始電量比率，c為電動汽車電池容量，U為允許汽車放電指數，n為第t個時段內進行電網充電的車輛數,n′為第t個時段內參與能量交換的車輛數；n′′為第t個時段內參與能量支援過程的車輛數；當初始電量比率高于時，U設為1，否則為0。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟2）中的信息分類和步驟3）中的充電行為包括：

a）信號分析裝置分析車輛的電池初始電量信息，這里有兩種可能性，即車輛初始電量為零和車輛電池還有剩余電量；

b）判斷車輛預計停靠時間段是否包含谷電價時段T_L1；

c）：判斷車輛初始電量比率是否大于允許值，這關系到車輛能否作為供給方進行能量交換管理過程；

d）：根據前兩步的判斷進行能量交換管理，如步驟b)、c)中判斷結果都為“是”，則優(yōu)先作為供給方進行能量交換管理，記錄下此過程交換的能量

如步驟b)判斷結果為“是”，步驟c)判斷結果為“否”，則優(yōu)先進行能量轉移管理,記錄下轉移前后的時段對應的能量變化；

如步驟b)判斷結果為“否”，則優(yōu)先作為能量接受方進行能量交換管理；

e）：對于步驟d)中車輛作為能量接受方進行能量交換管理時，判斷供給方提供的能量是否充足，如果不充足，再進行能量支援管理，記錄下此過程支援的能量P_B2Vt,i；

f）：經過步驟d)、e)的能量管理后，檢測車輛是否充滿，如果沒充滿則記錄下欠缺的能量；

g）：經過以上流程后，繪制出第t個時段內車輛累加后的負荷曲線并結合分時電價做相關分析計算。