[發明專利]一種立體式充電站云平臺智能充放電控制系統及方法

在審

• 申請號: 201611123570.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN108183514A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 胡文斌;劉屹東;哈進兵;陳岳賢;呂建國
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J3/32;B60L11/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種立體式充電站云平臺智能充放電控制系統，其特征在于，包括充電終端、數據中心、云平臺服務器、在線監視系統和移動終端，充電終端內的充電樁相互通信形成充電站內網，所述充電終端、在線監視系統和移動終端分別通過數據中心與云平臺服務器進行通信；

所述云平臺服務器包括數據接收模塊、實時計算模塊、Web展示模塊和離線處理模塊，其中數據接收模塊接收電網側和用戶側的數據；實時計算模塊根據所接收的電網側和用戶側數據，確定電網側充電策略和用戶側充電方案；Web展示模塊用于控制移動終端，并對充電方案進行在線展示，同時對充電站進行實時監視；離線處理模塊的功能包括充電負荷預測、充電事件的記錄與查詢。

2.一種立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，采用分層級多目標協調方法，分析電網級、站級充電終端、用戶級的智能充電策略，包括以下步驟：

步驟1，綜合車輛電池到達時刻、電池起始荷電狀態、車輛可調度性、用戶預約情況建立電動汽車充電負荷模型；

步驟2，確定電網級智能充電策略：以最優負荷水平為目標，綜合配電網供電區域內待充電池預測數量及其電量、預測的接入規律、配電網基礎負荷，得到最優整體充電方案；

步驟3，確定站級充電服務單元智能充電策略：根據整體充電接入方案，均衡各充電站接入充電后的傳輸線路負載率；

步驟4，確定用戶級智能充電策略：針對峰谷時采用分時電價，采用用戶激勵和引導策略，以及預約和排隊機制，使用戶充電行為得到優化。

3.如權利要求2所述的立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，步驟1所述車輛電池到達時刻為：有充電需求的電動汽車最后一次出行結束后泊車的時刻，所述車輛電池到達時刻服從正態分布；所述電池起始荷電狀態，與車輛行駛距離相關，根據對電動汽車每日行駛里程的統計分析得到；所述車輛可調度性，根據用戶意愿將用戶采用的充電方式分為接入即充和托管可控充電兩種。

4.如權利要求2所述的立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，步驟2所述預測的接入規律，包括對于電動汽車的最優充電時間預測，采用最小負荷法，具體如下：

根據電動汽車電池的完整充電功率曲線，從其中截取電池起始荷電狀態至電池充滿時間段的曲線，通過功率對時間積分求得充電所需能量；將截取的電池充電功率曲線疊加到背景負荷曲線之上，然后將疊加后的所有功率值作和，求得的即為該段時間充電的電網負荷能量值；運用遍歷方法，將截取的電池充電功率曲線依次后移，疊加到背景負荷曲線，并計算總能量值，最終求得擁有最小能量值的充電時間段。

5.如權利要求2所述的立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，步驟3所述確定站級充電服務單元智能充電策略，具體為：將停車和充電需求相結合，將充電站分為三層，分別停放電量低、中、高的電動汽車，電量低的電動汽車停在上層，隨充電進度向下層移動，使充電需求和充電優先級相平衡。

6.如權利要求2所述的立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，步驟4所述確定用戶級智能充電策略：針對峰谷時采用分時電價，采用用戶激勵和引導策略，以及預約和排隊機制，使用戶充電行為得到優化，具體如下：

用戶能夠選擇充電偏好站點，云平臺服務器將通過移動終端提醒用戶充電站實時狀態；用戶也能夠通過移動終端提前預約，充電站內在線監視系統根據排隊機制智能控制用戶充電次序；

用戶預約機制為，建立雙邊匹配的預約機制，以M/G/k排隊模型為數學依據，基于物聯網信息平臺建立電動汽車調度模式，并增加選擇偏好地點和實時提醒功能。

7.如權利要求3所述的立體式充電站云平臺智能充放電控制方法，其特征在于，所述托管可控充電方式，具體為：用戶將電動汽車接入電網時，需設定出行時間以及出行時電動車所需最小荷電狀態；如果到達該最小荷電狀態所需時間小于停車時間，電動汽車作為儲備電能設備將電能回饋電網。