[發(fā)明專利]一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410384226.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN105337324A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云鵬;劉星;臧志華;李巖松;劉洋;許自強(qiáng);仇仔來
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，包括下列步驟：

(1)充電管理系統(tǒng)通過電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲得電網(wǎng)的過去的負(fù)荷變化曲線，并預(yù)測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的某配電變壓器用電負(fù)荷曲線，預(yù)測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度；

(2)充電管理系統(tǒng)通過控制裝置獲得以往電動(dòng)汽車充電數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的該配電變壓器轄區(qū)的電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)、充電總量等；

(3)充電管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)、充電總量、環(huán)境溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化程序自動(dòng)計(jì)算出一天內(nèi)多臺(tái)電動(dòng)汽車的最優(yōu)充電起始充電時(shí)間；

(4)充電管理系統(tǒng)控制調(diào)度車載充電器的控制裝置閉合充電主繼電器，根據(jù)優(yōu)化程序結(jié)果控制電動(dòng)汽車開始充電；

(5)充電管理系統(tǒng)檢測(cè)電動(dòng)汽車電池電量，充電達(dá)到要求后，充電管理系統(tǒng)控制調(diào)度車載充電器的控制裝置，充電器充電主繼電器斷開，結(jié)束充電。

2.如權(quán)利要求1所述的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，步驟(1)中充電管理系統(tǒng)可以通過控制裝置獲取電動(dòng)汽車充電信息和控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間，通過與電網(wǎng)相連獲得電網(wǎng)負(fù)荷等信息；

充電管理系統(tǒng)通過電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲得電網(wǎng)的過去的負(fù)荷變化曲線，采用負(fù)荷預(yù)測(cè)的相關(guān)方法預(yù)測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的某配電變壓器用電負(fù)荷曲線；

獲得從當(dāng)前到未來24小時(shí)的環(huán)境溫度的方法：充電管理系統(tǒng)根據(jù)以往兩年的環(huán)境溫度規(guī)律以及近期氣象部門的環(huán)境溫度預(yù)測(cè)，進(jìn)行綜合分析預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度。

3.如權(quán)利要求1所述的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，步驟(2)中充電管理系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)天日期，結(jié)合未來24小時(shí)的溫度等相關(guān)信息，從歷史數(shù)據(jù)中選擇和當(dāng)天最相近的一天，以最相近的一天的電動(dòng)汽車的充電數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，根據(jù)社會(huì)因素等作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的該配電變壓器管轄范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)、充電總量。

4.如權(quán)利要求1所述的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，步驟(3)中充電管理系統(tǒng)通過粒子群算法，由控制裝置對(duì)電動(dòng)汽車的充電起始時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化控制，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同時(shí)使用戶費(fèi)用和配電變壓器壽命損失最小；

電動(dòng)汽車的類型為單一類型電動(dòng)車，具有相同的電池類型、容量、充電量等參數(shù)，并且充電電流假定為0.2C(C代表電池的容量)，充電功率假定為恒定值，因此充電時(shí)間約為5個(gè)小時(shí)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，步驟(3)中，粒子群算法為整數(shù)的粒子群算法；

電動(dòng)汽車電池的電池荷電狀態(tài)SOC從0到100％，保證電動(dòng)汽車充滿后，充電器充電主繼電器斷開，結(jié)束充電。

6.如權(quán)利要求1所述的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，其特征在于，步驟(3)中，為了減小變壓器壽命損失和用戶費(fèi)用，分別建立壽命損失最小模型和用戶電費(fèi)最小模型，并以此為基礎(chǔ)，建立了考慮峰谷電價(jià)和配電變壓器壽命損失的影響的電動(dòng)汽車多目標(biāo)充電優(yōu)化模型；

(1)目標(biāo)函數(shù)1：壽命損失最小模型

壽命損失優(yōu)化控制智能充電方法，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同時(shí)使得壽命損失最小，優(yōu)化模型如式(1)，變壓器的壽命損失按照IEC標(biāo)準(zhǔn)(2)-(5)進(jìn)行計(jì)算；

minL=Σi=1NV(Σj=1ntj,pi,j,θa,Δti,Li)---(1)]]>

Faa,n=2(θh-98)/6---(2)]]>

Faa,n=exp(15000110+273-15000θh+273)---(3)]]>

FEAQ=Σn=1NFaa,nΔtnΣn=1NΔtn---(4)]]>

%LOL=FEAQ*t*100180000---(5)]]>

其中，t_j是第j輛電動(dòng)汽車的起始充電時(shí)間，也是進(jìn)行優(yōu)化的量，為保證充滿電，范圍為18:00-凌晨2:00；充電時(shí)間6pm到7am被分成N段均勻相等的時(shí)間，被分成N段均勻相等的時(shí)間，i是第i段時(shí)間間隔，j是第j輛接入的電動(dòng)汽車，p_i，j是第j輛電動(dòng)汽車在第i個(gè)時(shí)間間隔的充電功率，是所有接入的電動(dòng)汽車在第i個(gè)時(shí)間間隔中的壽命損失；變壓器的老化和繞組的熱點(diǎn)溫度有關(guān)，F(xiàn)_aa，n是第n個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的加速老化因子，與熱點(diǎn)溫度θ_h成指數(shù)關(guān)系，可用(2)或者(3)；t_n是第n個(gè)時(shí)間間隔，n表示時(shí)間間隔的個(gè)數(shù)N為總的時(shí)間間隔數(shù)，θ_h熱點(diǎn)溫度；F_EAQ為在110℃的參考溫度下給定時(shí)間內(nèi)等效加速老化因子，％LOL為在這段時(shí)間內(nèi)的壽命損失百分?jǐn)?shù)，我們選取變壓器的生命周期為180000小時(shí)(20.55年)；

(2)目標(biāo)函數(shù)2：用戶電費(fèi)最小模型

假設(shè)居民小區(qū)開展居民生活用電峰谷分時(shí)電價(jià)試點(diǎn)工作，用電高峰段為每日8時(shí)至22對(duì)；用電低谷段為22時(shí)至次日8時(shí)；

用戶電費(fèi)最小模型，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同時(shí)使得用戶的電費(fèi)最小，即使(6)成立；

minF=Σi=1NY(Σj=1ntj,pi,j,Δti,t,d)---(6)]]>

d=0.55,8:00≤t≤22:000.35,0≤t≤8:00,22:00≤t≤24:00---(7)]]>

d為電價(jià)，用電高峰期間電價(jià)為每千瓦時(shí)0.55元，用電低谷期間電價(jià)為每千瓦時(shí)0.35元；

是所有接入的電動(dòng)汽車在第i個(gè)時(shí)間間隔中的電費(fèi)；

(3)約束條件

上述兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)需同時(shí)滿足約束條件(8)(9)(10)：

s.t.Σi=1Npi,jΔti=C---(8)]]>

t_min≤t_j≤t_max(9)

0≤t≤24:00(10)

其中，C是每輛電動(dòng)汽車充電容量，t為時(shí)間；

(4)基于峰谷電價(jià)和壽命損失的電動(dòng)汽車多目標(biāo)優(yōu)化智能充電模型

minFF＝(1-p)*L+p*F(11)

式(11)為同時(shí)考慮峰谷電價(jià)和壽命損失的電動(dòng)汽車多目標(biāo)優(yōu)化智能充電模型，使該式最小的解集即為優(yōu)化模型的最優(yōu)解，其中p、1-p為用戶電費(fèi)和壽命損失的權(quán)重，0＜p＜1，可取p＝0.5。