電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時(shí)接受配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實(shí)時(shí)功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日用電計(jì)劃，配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率指令優(yōu)先于調(diào)度計(jì)劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機(jī)做出響應(yīng)。本發(fā)明能協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車用戶、充電站運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)管理者之間。本發(fā)明管理方法簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是一種電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，屬于電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理方法的改造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力需求側(cè)管理指電網(wǎng)通過(guò)采取一定激勵(lì)和措施，改善電力用戶的用電特性，提高終端用電效率，在滿足用戶需求的同時(shí)，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境及提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。電動(dòng)汽車充電站為電動(dòng)汽車提供電能補(bǔ)給服務(wù)，將電動(dòng)汽車充電站納入電網(wǎng)需求側(cè)管理的范疇是使電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)有序充電的重要形式，即電動(dòng)汽車在需求側(cè)管理框架下實(shí)現(xiàn)充電負(fù)荷的動(dòng)態(tài)調(diào)整電動(dòng)汽車充電站通過(guò)本地的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)站內(nèi)的充電負(fù)荷進(jìn)行管理，目前，電動(dòng)汽車的有序充電主要集中于充電站的本地管理，缺乏從電網(wǎng)角度出發(fā)對(duì)電動(dòng)汽車充電站進(jìn)行有效管理的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車用戶、充電站運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)管理者之間的關(guān)系的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法。本發(fā)明管理方法簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性強(qiáng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時(shí)接受配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實(shí)時(shí)功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日“用電計(jì)劃”，配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率指令優(yōu)先于調(diào)度計(jì)劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機(jī)做出響應(yīng)。
[0005]上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的接口及對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)的接口，充電站監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)接受電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)的管理。
[0006]上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊、有序充電模塊,數(shù)據(jù)采集模塊采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊，將充電設(shè)施和車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊，車載控制器將車載充電機(jī)、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向有序充電模塊發(fā)送用電計(jì)劃，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)向該模塊發(fā)送實(shí)時(shí)功率限制指令，有序充電模塊向配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)發(fā)送充電站的實(shí)時(shí)用電信息，有序充電模塊將充電站的實(shí)時(shí)用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器，充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器。
[0007]本發(fā)明針對(duì)電網(wǎng)、充電站運(yùn)營(yíng)商、電動(dòng)汽車用戶三方的協(xié)調(diào)，提供了一種包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器的管理系統(tǒng)的管理方法。充電站同時(shí)接受配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，其中配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)以實(shí)時(shí)功率限制對(duì)充電站負(fù)荷進(jìn)行管理，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)充電站進(jìn)行管理，配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率指令優(yōu)先于調(diào)度計(jì)劃。充電站監(jiān)控系統(tǒng)在電網(wǎng)管理下根據(jù)各用戶的需求對(duì)接入的電動(dòng)汽車進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制，各用戶通過(guò)車載控制器對(duì)充電站的管理做出響應(yīng)。本發(fā)明的管理方法能協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車用戶、充電站運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)管理者之間的關(guān)系。本發(fā)明是一種簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性強(qiáng)的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站管理方法的示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明充電站監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例:
[0011]本發(fā)明電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站管理方法的示意圖如圖1所示，包括有
[0012]圖1為電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站管理方法示意圖。如圖1所示，充電站監(jiān)控系統(tǒng)111具備對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101接口及配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102接口，同時(shí)接受二者的管理。所述充電站監(jiān)控系統(tǒng)111包括數(shù)據(jù)采集模塊112、充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊113、有序充電模塊114，但并不局限于上述模塊。數(shù)據(jù)采集模塊111采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊112，將充電設(shè)施和車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊114。車載控制器122將車載充電機(jī)、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器121。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101向有序充電模塊114發(fā)送用電計(jì)劃，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102向該模塊發(fā)送實(shí)時(shí)功率限制指令。有序充電模塊114向配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102發(fā)送充電站的實(shí)時(shí)用電信息。有序充電模塊114將充電站的實(shí)時(shí)用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器121。充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器122。
[0013]所述電網(wǎng)調(diào)度系101統(tǒng)對(duì)充電站實(shí)施日前用電計(jì)劃，步驟如下:
[0014]I)每日18:00前從充電站獲得該站的下一日負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，該負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果時(shí)間精度可根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)要求設(shè)定為5min或15min，如以5min為時(shí)間精度的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果由288個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)組成，定義為{Pep(0)，...，Pep(287)}；
[0015]2)根據(jù)電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)、充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果制定充電站的下一日用電計(jì)劃，如果以5min為時(shí)間精度，該用電計(jì)劃可定義為(Ptff(O)Pop (287)} ; (3)每日的24:00之前向充電站下發(fā)用電計(jì)劃。
[0016]所述配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102對(duì)充電站實(shí)施實(shí)時(shí)功率控制，步驟如下:
[0017]11)測(cè)量采集第t時(shí)刻充電站所在配電線路或公共變壓器的功率I\(t)，讀取充電站上報(bào)的第t時(shí)刻充電站實(shí)際功率Pc (t)；
[0018]12)計(jì)算第t+Ι時(shí)刻充電站功率限值Pd (t+Ι):
[0019]Pd(t+1) =Pmax(t+1)-Pl(t) +Pc(t),其中 P_(t+1)為配電線路或公共變壓器的在 t+1時(shí)刻的最大允許功率，由t時(shí)刻的溫度、設(shè)備的狀態(tài)決定；
[0020]13)向充電站下發(fā)t+Ι時(shí)刻允許功率限值Pd (t+1)。[0021 ] 所述有序充電模塊114是根據(jù)電網(wǎng)管理信息及站內(nèi)充電信息進(jìn)行充電站內(nèi)車輛充電功率管理的模塊。其需要的充電設(shè)施和車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息包括:當(dāng)前t時(shí)刻充電設(shè)施可提供的最大功率PEi(t)，各接入車輛的剩余停駛時(shí)間Ti(t)、剩余電量需求Ei (t)，i=l...N, N為當(dāng)前充電站在線的車輛數(shù)量。當(dāng)配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)102下發(fā)的實(shí)時(shí)功率限制PD(t)不大于電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101下達(dá)的用電計(jì)劃Ptff (t)時(shí)，“有序充電”模塊選擇Pd (t)為充電站在t時(shí)刻的最大允許充電負(fù)荷Ps (t)，反之，以P^Xt)作為最大允許充電負(fù)荷Ps (t)?！坝行虺潆姟蹦K綜合上述信息，將計(jì)算得到的t時(shí)刻各車輛的分配充電功率Ut)下發(fā)給車輛。
[0022]所述充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊113根據(jù)充電站的歷史數(shù)據(jù)對(duì)充電站一日的充電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，其步驟如下:
[0023]21)根據(jù)充電站的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定一日各時(shí)段車輛充電功率和充電時(shí)間的
期望值；
[0024]22)根據(jù)到達(dá)充電站進(jìn)行充電的車輛歷史數(shù)據(jù)建立模型預(yù)測(cè)下一日各時(shí)段的車輛達(dá)到數(shù)量；
[0025]23)計(jì)算各時(shí)段充電站的充電功率的期望值，并以此作為預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0026]所述數(shù)據(jù)采集模塊112通過(guò)位于站內(nèi)充電設(shè)施的量測(cè)和通訊終端對(duì)充電設(shè)施和電動(dòng)汽車的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。
[0027]所述充電樁控制器121指充電設(shè)施內(nèi)部的測(cè)量、通訊、控制和保護(hù)系統(tǒng)，其提供了車輛與充電站監(jiān)控系統(tǒng)111之間的通訊接口。對(duì)于直流充電設(shè)施，其還將按照充電站監(jiān)控系統(tǒng)111和車載控制器122的指令對(duì)其輸出功率進(jìn)行調(diào)制。
[0028]所述車載控制器122 指對(duì)車輛的充電過(guò)程進(jìn)行管理的系統(tǒng)，其提供了車輛與外部系統(tǒng)的通訊接口，并向用戶提供互動(dòng)接口，用戶通過(guò)車載控制器輸入目標(biāo)充電電量、預(yù)期停駛時(shí)間等需求信息。車載控制器122綜合用戶需求、電池管理系統(tǒng)(BMS)信息和充電站的功率限制，做出充電功率決策。其根據(jù)充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的分配功率Pc^t)，對(duì)車輛擬將采用的充電功率進(jìn)行決策，將充電回執(zhí)功率Pfi(t)和回執(zhí)屬性入七)反饋給充電站監(jiān)控系統(tǒng)。其中充電回執(zhí)功率Pfi (t)表示該時(shí)段車輛將采用的充電功率；λ i(t)=0表示不參加下一時(shí)段充電站有序充電，λ JO=I表示參加。
[0029]圖2為充電站監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程示意圖。如圖2所示，所述充電站監(jiān)控系統(tǒng)111在配電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度管理下執(zhí)行有序充電的步驟如下:
[0030]31)讀取當(dāng)取當(dāng)前時(shí)段充電站的用電計(jì)劃P^^t)，讀取配電網(wǎng)管理系統(tǒng)下發(fā)的實(shí)時(shí)功率限制Pd⑴。
[0031]32)讀取當(dāng)前各接入車輛及所在充電設(shè)施的狀態(tài)信息，包括:車輛需要補(bǔ)充的電量Ei (t)、充電設(shè)施允許功率PEi (t)、剩余停駛時(shí)間Ti (t)。
[0032]33)判斷min (Pcp (t)，Pd (t))是否大于充電站當(dāng)前的需用功率Pn (t),當(dāng)min (Pcp (t), Pd (t))不大于充電站的額定功率時(shí)退出計(jì)算流程,等待下一計(jì)算時(shí)段。其中，Pn(t)為當(dāng)前處于工作狀態(tài)的充電設(shè)施的額定功率總和。
[0033]34)計(jì)算各車輛的分配功率:
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時(shí)接受配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實(shí)時(shí)功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日用電計(jì)劃，配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率指令優(yōu)先于調(diào)度計(jì)劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機(jī)做出響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的接口及對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)的接口，充電站監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)接受電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)的管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊、有序充電模塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)模塊，將充電設(shè)施和車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊，車載控制器將車載充電機(jī)、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向有序充電模塊發(fā)送用電計(jì)劃，配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)向該模塊發(fā)送實(shí)時(shí)功率限制指令，有序充電模塊向配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)發(fā)送充電站的實(shí)時(shí)用電信息，有序充電模塊將充電站的實(shí)時(shí)用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器，充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)充電站實(shí)施日前用電計(jì)劃的控制包括如下步驟: 1)每日18:00前從充電站獲得該站的下一日負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果； 2)根據(jù)電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)、充電站負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果制定充電站的下一日“用電計(jì)劃”，每日的24:00之前向充電站下發(fā)用電計(jì)劃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述配電網(wǎng)負(fù)荷管理系統(tǒng)對(duì)充電站實(shí)施實(shí)時(shí)功率控制包括如下步驟: 21)測(cè)量采集第t時(shí)刻充電站所在配電線路或公共變壓器的功率PJt)，讀取充電站上報(bào)的第t時(shí)刻充電站實(shí)際功率P。(t)； 22)計(jì)算第t+Ι 時(shí)刻充電站功率限值 PD(t+l):PD(t+1) =Pmax(t+1)-Pl(t)+Pc(t),其中Pmax (t+1)為配電線路或公共變壓器的在t+Ι時(shí)刻的最大允許功率； 23)向充電站下發(fā)t+Ι時(shí)刻允許功率限值Pd(t+1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述電站監(jiān)控系統(tǒng)在配電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度管理下執(zhí)行有序充電的控制包括如下步驟: 31)讀取當(dāng)前時(shí)段充電站的用電計(jì)劃P^Xt)，讀取配電網(wǎng)管理系統(tǒng)下發(fā)的實(shí)時(shí)功率限制Pd⑴; 32)讀取當(dāng)前各接入車輛及所在充電設(shè)施的狀態(tài)信息，包括:車輛需要補(bǔ)充的電量Ei⑴、充電設(shè)施允許充電功率PEi (t)、剩余停駛時(shí)間Ti (t)； 33)當(dāng)PD(t))不大于充電站當(dāng)前的需用功率PN(t)時(shí)退出計(jì)算流程,等待下一計(jì)算時(shí)段，其中Pn(t)為當(dāng)前處于工作狀態(tài)的充電設(shè)施的額定功率總和； 34)計(jì)算各車輛的分配功率:
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK103559567SQ201310303475
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】張樂(lè)平, 董旭柱, 郭曉斌, 許愛東, 張明明, 林偉斌, 賴宇陽(yáng) 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司