充電控制裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種充電控制裝置，配置在以可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的電力為主要電源的微網(wǎng)中，其中，充電控制裝置包括：信息采集裝置，對(duì)可再生能源發(fā)電的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的其他負(fù)載用電的用電信息、以及電動(dòng)汽車的?？啃畔⒑碗姵匦畔⑦M(jìn)行采集；以及，充電機(jī)控制裝置，根據(jù)采集的發(fā)電信息和用電信息，計(jì)算可再生能源發(fā)電的盈余功率，以規(guī)定的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電功率，并且按照將單位充電功率用盡于對(duì)電動(dòng)汽車的充電方式對(duì)電動(dòng)汽車分配單位充電功率，來(lái)計(jì)算出充電控制計(jì)劃，充電機(jī)，根據(jù)充電計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒖稍偕茉串a(chǎn)生的電能中的盈余功率用盡于對(duì)電動(dòng)汽車的充電。
【專利說(shuō)明】充電控制裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在微網(wǎng)內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電控制裝置和方法，特別是采 用以太陽(yáng)能等可再生新能源發(fā)電作為主要電源的微網(wǎng)內(nèi)的充電控制裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在所有的車輛當(dāng)中，有90%以上的乘用車輛平均每天行駛時(shí)間1小時(shí)左 右，并且有95%的時(shí)間處于閑置狀態(tài)。對(duì)于電動(dòng)汽車EV而言更是如此，由于其每日的行駛 距離受電池容量等因素的制約，所以其行駛、充電等相對(duì)也具有固定的規(guī)律，基本上是夜晚 在家庭或白天在辦公所在的建筑內(nèi)部停車場(chǎng)內(nèi)充電。另一方面，由以太陽(yáng)能等可再生新能 源發(fā)電構(gòu)成的建筑微電網(wǎng)，由于電源受環(huán)境等因素的影響造成的輸出不穩(wěn)定性會(huì)造成用電 和發(fā)電并不完全同步，從而在一定程度上使得能源無(wú)法得到充分利用。
[0003] 專利文獻(xiàn)1 "電動(dòng)汽車有序充電控制方法及系統(tǒng)"中提出了一種協(xié)調(diào)電網(wǎng)負(fù)載與 電動(dòng)汽車的能源需求的電動(dòng)汽車有序充電控制方法?？赏ㄟ^(guò)其設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)先分 配充電機(jī)的輸出功率給優(yōu)先級(jí)高的車輛。而車輛充電的優(yōu)先級(jí)是依據(jù)車輛需要的能量大小 生成，即需求能量越大的車輛優(yōu)先級(jí)越高。
[0004] 事實(shí)上，首先充電機(jī)的輸出功率以及電動(dòng)汽車的充電功率的調(diào)整范圍有限，而根 據(jù)該專利中的優(yōu)先級(jí)得到的每臺(tái)電動(dòng)汽車的充電功率都可能不同并且該范圍比較大，因此 該方法對(duì)充電機(jī)和電動(dòng)汽車的充電功率有較高的要求。
[0005] 專利文獻(xiàn)2 "一種電動(dòng)汽車充電站及一種為電動(dòng)汽車充電的方法"中提出了一種 利用太陽(yáng)能發(fā)電配以儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)輸入提供電動(dòng)汽車穩(wěn)定充電功率的方法。該方法中太 陽(yáng)能發(fā)電輸出和電網(wǎng)輸入同時(shí)接入儲(chǔ)能系統(tǒng)，然后再通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)向電動(dòng)汽車提供充電功 率。事實(shí)上，首先該方法并沒(méi)有考慮電動(dòng)汽車充電的需求，其次，當(dāng)電動(dòng)汽車充電的功率需 求范圍變化比較大的時(shí)候，儲(chǔ)能系統(tǒng)所需要配置的電池?cái)?shù)量將要求比較大方能滿足電動(dòng)汽 車充電功率的變化。
[0006] 因此，當(dāng)使用微網(wǎng)電源作為主要電源時(shí)，如果最大化的利用可再生新能源發(fā)電的 輸出，最大化滿足電動(dòng)汽車充電的需求，同時(shí)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池配置數(shù)量是實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)內(nèi) 電動(dòng)汽車充電控制的難點(diǎn)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)
[0008] 專利文獻(xiàn)1中國(guó)201010521514. 3號(hào)專利申請(qǐng)
[0009] 專利文獻(xiàn)2中國(guó)201010232050. 4號(hào)專利申請(qǐng)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種微網(wǎng)內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電控制裝置和方法，用 于微網(wǎng)內(nèi)以太陽(yáng)能等可再生新能源發(fā)電作為主要電源的電動(dòng)汽車充電控制系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)對(duì) 可再生能源的最優(yōu)化利用和電動(dòng)汽車充電效率的提升的同時(shí)，降低儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池的配置 數(shù)量。 toon] 本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種充電控制裝置，配置在以可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的電 力為主要電源的微網(wǎng)中，通過(guò)充電機(jī)對(duì)?？吭诖潆妳^(qū)域的電動(dòng)汽車的充電進(jìn)行控制，其 中，所述充電控制裝置包括：信息采集裝置，對(duì)可再生能源發(fā)電的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的其他 負(fù)載用電的用電信息、以及所述電動(dòng)汽車的停靠信息和電池信息進(jìn)行采集；以及，充電機(jī)控 制裝置，根據(jù)采集的所述發(fā)電信息和所述用電信息，計(jì)算可再生能源發(fā)電的盈余功率，以規(guī) 定的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電功率，并且按照將所述單位充電 功率用盡于對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電方式對(duì)所述電動(dòng)汽車分配所述單位充電功率，來(lái)計(jì)算出 充電控制計(jì)劃，所述充電機(jī)，根據(jù)所述充電計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。
[0012] 本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種充電控制方法，在以可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的電力 為主要電源的微網(wǎng)中，通過(guò)充電機(jī)對(duì)?？吭诖潆妳^(qū)域的電動(dòng)汽車的充電進(jìn)行控制，包括： 對(duì)可再生能源發(fā)電的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的其他負(fù)載用電的用電信息、以及所述電動(dòng)汽車的 ?？啃畔⒑碗姵匦畔⑦M(jìn)行采集的步驟；根據(jù)采集的所述發(fā)電信息和所述用電信息，計(jì)算可 再生能源發(fā)電的盈余功率，以規(guī)定的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電 功率，并且按照將所述單位充電功率用盡于對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電方式對(duì)所述電動(dòng)汽車分 配所述單位充電功率，來(lái)計(jì)算出充電控制計(jì)劃的步驟；以及，通過(guò)所述充電機(jī)，根據(jù)所述充 電計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的步驟。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒖稍偕茉串a(chǎn)生的電能中的盈余功率用盡于對(duì)電動(dòng)汽車的充 電，最大化的利用可再生新能源發(fā)電的輸出，最大化滿足電動(dòng)汽車充電的需求，同時(shí)降低儲(chǔ) 能系統(tǒng)的電池配置數(shù)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明的充電控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016] 圖3是本發(fā)明的充電控制設(shè)備5實(shí)施的充電控制的流程圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明的電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元524計(jì)算電動(dòng)汽車充電計(jì)劃的流程 圖。
[0018] 圖5表示用于說(shuō)明太陽(yáng)能發(fā)電功率盈余狀況的示意圖。
[0019] 圖6表示對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電功率的盈余進(jìn)行單位化分組的示意圖。
[0020] 圖7表示將該充電計(jì)劃時(shí)間表重疊在圖6的太陽(yáng)能發(fā)電盈余的單位化分組上進(jìn)行 表示的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0022] 應(yīng)用本發(fā)明的充電控制設(shè)備的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中，設(shè)想可再生能源作為微網(wǎng)內(nèi) 主要的電力電源。這里，微網(wǎng)，例如是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和 保護(hù)裝置組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可 以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。再生能源發(fā)電系統(tǒng)發(fā)的電可以提供給微網(wǎng)中的 各種負(fù)載使用，而電網(wǎng)輸入作為備用的電源，當(dāng)再生能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率未達(dá)到預(yù)期 時(shí)，以電網(wǎng)輸入替代再生能源發(fā)電系統(tǒng)來(lái)提供電能；當(dāng)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率大 于微網(wǎng)中各種負(fù)載的需求時(shí)，將盈余的電能提供給電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。電動(dòng)汽車的充電過(guò) 程由本發(fā)明的充電控制設(shè)備進(jìn)行控制，通過(guò)充電機(jī)對(duì)電動(dòng)汽車實(shí)施充電。
[0023] 本發(fā)明的技術(shù)思想在于，通過(guò)對(duì)可再生能源發(fā)電功率以及微網(wǎng)負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測(cè) 并結(jié)合電動(dòng)汽車的?？咳粘獭⒊潆娦枨?，來(lái)制定最優(yōu)的充電計(jì)劃，使得盡可能滿足電動(dòng)汽車 各自的充電需求并且最大化利用可再生能源的出力。
[0024] 圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括可再 生能源發(fā)電系統(tǒng)1，電網(wǎng)輸入模塊2,配電系統(tǒng)3,微網(wǎng)負(fù)載4,充電控制設(shè)備5,充電機(jī)模塊6 以及電動(dòng)汽車7。
[0025] 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1，包含有光伏太陽(yáng)能電池101、PCS逆變器102以及儲(chǔ)能裝置 103。
[0026] 其中光伏太陽(yáng)能電池 101，是用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，由于太陽(yáng)能的利 用效率會(huì)因氣候等環(huán)境因素變化，因此太陽(yáng)能光伏電池的發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性的特 點(diǎn)。
[0027] PCS逆變器102,對(duì)光伏太陽(yáng)能電池101產(chǎn)生的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而滿足用戶的 交流電源系統(tǒng)的要求。
[0028] 儲(chǔ)能系統(tǒng)103,用來(lái)儲(chǔ)存經(jīng)由PCS逆變器102變換得到的電能。在后述的充電控制 設(shè)備5中的太陽(yáng)能發(fā)電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元522對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的出力預(yù)測(cè)出現(xiàn)偏差時(shí)，可以 作為緩沖器來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的出力，以彌補(bǔ)預(yù)測(cè)的誤差。
[0029] 電網(wǎng)輸入2,是可以視為不間斷供電的電源，例如可以是市電接入，能夠?qū)ε潆娤?統(tǒng)3持續(xù)供給電能。
[0030] 配電系統(tǒng)3,為負(fù)載提供電源切換和保護(hù)功能。電源切換指依據(jù)充電控制指令為負(fù) 載選擇太陽(yáng)能發(fā)電的電源或是電網(wǎng)輸入的電源。保護(hù)功能指為防止配電線路上的過(guò)載等故 障而采取的保護(hù)動(dòng)作。
[0031] 微網(wǎng)負(fù)載4,為處于微網(wǎng)內(nèi)除電動(dòng)汽車外其他用電的負(fù)載，例如照明、動(dòng)力設(shè)備等。
[0032] 充電控制設(shè)備5，用于生成和下達(dá)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電控制指令。充電控制 設(shè)備5,包含信息采集裝置51、充電機(jī)控制裝置52。
[0033] 信息米集裝置51，對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1、電網(wǎng)輸入2、配電系統(tǒng)3、微網(wǎng)負(fù)載4、充電 機(jī)6以及電動(dòng)汽車7的信息進(jìn)行采集。特別是對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的 微網(wǎng)負(fù)載4用電的用電信息、以及電動(dòng)汽車7的?？啃畔⒑碗姵匦畔⑦M(jìn)行采集，并將這些信 息提供給充電機(jī)控制裝置52。
[0034] 充電機(jī)控制裝置52,根據(jù)由信息采集置51采集的發(fā)電信息和用電信息，計(jì)算太陽(yáng) 能發(fā)電的盈余功率，以規(guī)定的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電功率， 并且按照將單位充電功率用盡于對(duì)電動(dòng)汽車7的充電的方式，對(duì)電動(dòng)汽車7分配單位充電 功率，來(lái)計(jì)算出充電控制計(jì)劃，并將充電控制計(jì)劃下達(dá)給充電機(jī)6。
[0035] 充電機(jī)6，根據(jù)由充電機(jī)控制裝置52計(jì)算出的充電計(jì)劃，對(duì)電動(dòng)汽車7進(jìn)行充電。
[0036] 圖2為本發(fā)明的充電控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，充電控制設(shè)備5的信息 采集裝置51，包括太陽(yáng)能發(fā)電信息采集單元511、負(fù)載用電信息采集單元512、電動(dòng)汽車信 息采集單元513。
[0037] 太陽(yáng)能發(fā)電信息采集單元511，對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1的運(yùn)行工況、室外的環(huán)境等影 響太陽(yáng)能發(fā)電的參數(shù)進(jìn)行采集、保存，作為未來(lái)一個(gè)設(shè)定周期內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電功率預(yù)測(cè)的基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0038] 負(fù)載用電信息采集單元512,對(duì)用電負(fù)載的用電信息、用電計(jì)劃等影響用電負(fù)載功 率的參數(shù)進(jìn)行采集、保存，作為未來(lái)一個(gè)設(shè)定周期內(nèi)負(fù)載用電功率預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0039] 電動(dòng)汽車信息采集單元513,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息和電池信息的采集，采集的信息包 括：車輛的?？繒r(shí)間以及電池的容量、電池的荷電狀態(tài)等。車輛的停靠時(shí)間可以通過(guò)車載信 息終端獲得用戶輸入其車輛使用的計(jì)劃；另外也可以由停車場(chǎng)的控制中心根據(jù)對(duì)車輛的長(zhǎng) 期行駛記錄做出該車輛?？繒r(shí)間的預(yù)測(cè)值。
[0040] 充電控制設(shè)備5的充電機(jī)控制裝置52,包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元521、太陽(yáng)能發(fā)電功率數(shù) 據(jù)預(yù)測(cè)單元522、負(fù)載用電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元523、電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元524以及充 電機(jī)充電控制執(zhí)行單元525。
[0041] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元521，用來(lái)存儲(chǔ)采集模塊實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。
[0042] 太陽(yáng)能發(fā)電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元522,根據(jù)本地區(qū)歷史氣象數(shù)據(jù)以及太陽(yáng)能發(fā)電裝 置的運(yùn)行工況，預(yù)測(cè)未來(lái)設(shè)定周期內(nèi)的太陽(yáng)能發(fā)電的功率輸出值。
[0043] 負(fù)載用電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元523,可以結(jié)合采集到的室外環(huán)境參數(shù)，根據(jù)負(fù)荷的歷 史用電數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)設(shè)定周期內(nèi)的負(fù)載用電功率值。
[0044] 電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元524,從太陽(yáng)能發(fā)電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元522和負(fù)載用 電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元523接收預(yù)測(cè)結(jié)果，并據(jù)此計(jì)算出未來(lái)一個(gè)設(shè)定周期內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電功 率的盈余功率，并經(jīng)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元521根據(jù)由電動(dòng)汽車信息采集單元513采集的車輛信 息和電池信息，按照將盈余功率用盡于對(duì)電動(dòng)汽車7的充電的方式計(jì)算出電動(dòng)汽車充電計(jì) 劃。后文中對(duì)于電動(dòng)汽車充電計(jì)劃的計(jì)算方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0045] 充電控制執(zhí)行單元525,根據(jù)電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元524計(jì)算出的電動(dòng)汽車 充電計(jì)劃，對(duì)充電機(jī)6進(jìn)行控制從而對(duì)電動(dòng)汽車7進(jìn)行充電。
[0046] 圖3是本發(fā)明的充電控制設(shè)備5實(shí)施的充電控制的流程圖。該流程包括以下步 驟：
[0047] 步驟S501，由信息采集裝置51的太陽(yáng)能發(fā)電信息采集單元511以設(shè)定的頻率采集 太陽(yáng)能發(fā)電的數(shù)據(jù)以及影響太陽(yáng)能發(fā)電功率的參數(shù)；由信息采集裝置51的負(fù)載用電信息 采集單元512采集微網(wǎng)內(nèi)負(fù)載的用電功率以及影響負(fù)載用電功率的參數(shù)。信息采集裝置51 對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，構(gòu)成之后進(jìn)行預(yù)測(cè)的太陽(yáng)能發(fā)電歷史數(shù)據(jù)和用電功率歷史數(shù)據(jù)。
[0048] 步驟S502,由步驟S501得到的太陽(yáng)能發(fā)電歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)太 陽(yáng)能發(fā)電的功率曲線。
[0049] 步驟S503,由步驟S051得到的用電功率歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)負(fù)載 用電的功率曲線。
[0050] 步驟S504,基于步驟S502和步驟S503得到的未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電的 功率曲線和負(fù)載用電的功率曲線，計(jì)算得出未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)的太陽(yáng)能發(fā)電功率盈余狀 況，并根據(jù)充電機(jī)6的每個(gè)端口的額定功率輸出，將太陽(yáng)能發(fā)電功率盈余進(jìn)行單位化分組， 分組后的結(jié)果TP作為為電動(dòng)汽車制定充電計(jì)劃的基礎(chǔ)。
[0051] 所謂單位化分組，可以理解為將盈余功率以規(guī)定的單位（例如，充電機(jī)每個(gè)端口 的額定功率）劃分為多個(gè)不同時(shí)間長(zhǎng)度的能量塊。另外，由于充電機(jī)每個(gè)端口的額定功率 是固定的，而劃分出的各個(gè)能量塊應(yīng)該能讓一個(gè)端口在一定期間內(nèi)以額定功率穩(wěn)定進(jìn)行充 電，因此對(duì)于不足的部分可通過(guò)電網(wǎng)輸入6進(jìn)行彌補(bǔ)。
[0052] 圖5表示用于說(shuō)明太陽(yáng)能發(fā)電功率盈余狀況的示意圖。圖6表示對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電功 率的盈余進(jìn)行單位化分組的示意圖。其中單位充電功率的集合TP = {TP1，TP2, TP3…}。
[0053] 步驟S505,由信息采集裝置51的電動(dòng)汽車信息采集單元513,采集每臺(tái)電動(dòng)汽車 的電池相關(guān)信息和車輛停靠信息，統(tǒng)計(jì)所有電動(dòng)汽車的充電需求，并計(jì)算出電動(dòng)汽車的充 電時(shí)間冗余度。在后文中，結(jié)合表2對(duì)充電需求和充電時(shí)間冗余度進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0054] 這里，設(shè)采集的電動(dòng)汽車的電池信息包括電池荷電狀態(tài)S0C、電池容量Q、充電功 率P，車輛的停靠信息包括?？繒r(shí)間TK。其中TK= [ts，te]為充電開始時(shí)刻％，結(jié)束時(shí)刻 的時(shí)間區(qū)間。電池的信息可以由電動(dòng)汽車信息采集單元513通過(guò)車載的信息終端讀取并 傳輸至本系統(tǒng)，車輛的?？啃畔⒖梢杂呻妱?dòng)汽車信息采集單元513通過(guò)車載終端中的人機(jī) 交互系統(tǒng)獲取用戶的輸入。LTK為?？繒r(shí)長(zhǎng)；通過(guò)算式L TC = Q*(目標(biāo)S0C-當(dāng)前S0C ? )/P 計(jì)算出充電時(shí)長(zhǎng)。這里，將每臺(tái)車的充電需求，用數(shù)據(jù)項(xiàng)Xi(TK，LT。）來(lái)表達(dá)。
[0055] 另外，定義每臺(tái)電動(dòng)汽車的充電冗余度為R = LTK/LT。。這里，充電冗余度指用戶的 充電過(guò)程被允許切分成多個(gè)時(shí)間片的程度，即某臺(tái)車輛的充電冗余度R值越大，其充電過(guò) 程被切分調(diào)度的裕度越高。按照R從小到大的順序建立電動(dòng)汽車的充電需求的集合X = {XpXyXf}作為列表，保證冗余度小的車輛將被優(yōu)先安排充電。計(jì)算冗余度的理由在于， 由于車輛的冗余度決定了該車輛接收充電調(diào)度計(jì)劃的自由度，冗余度越大表示該車輛的充 電時(shí)間可以被切分的粒度越小，安排充電計(jì)劃的自由度越大，因此利用單位充電功率的靈 活性越好。通過(guò)計(jì)算冗余度并優(yōu)先對(duì)冗余度小的車輛分配單位充電功率，能夠確保單位充 電功率被用盡于對(duì)電動(dòng)汽車7的充電。不過(guò)，計(jì)算冗余度只是其中的一種實(shí)現(xiàn)方式，也可以 使用任何公知的方式來(lái)確保單位充電功率被用盡于對(duì)電動(dòng)汽車7。
[0056] 步驟S506,根據(jù)電動(dòng)汽車的充電需求X，按照太陽(yáng)能發(fā)電功率盈余的單位化分組 的結(jié)果的單位充電功率TP被用盡于對(duì)電動(dòng)汽車7的充電的方式，逐一計(jì)算得出每臺(tái)電動(dòng)汽 車的充電時(shí)間TC，最終生成電動(dòng)汽車充電時(shí)間表。在后文中，結(jié)合表4對(duì)電動(dòng)汽車充電時(shí)間 表進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0057] 步驟S507,根據(jù)由步驟S506生成的電動(dòng)汽車充電時(shí)間表，由充電機(jī)充電控制執(zhí)行 單元對(duì)充電機(jī)進(jìn)行控制，以相應(yīng)的充電機(jī)端口按照時(shí)間表進(jìn)行充電。
[0058] 圖4為本發(fā)明的電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元524計(jì)算電動(dòng)汽車充電計(jì)劃的流程 圖。該流程包括以下步驟：
[0059] 步驟S601，從電動(dòng)汽車的充電需求的集合列表中取出要計(jì)算的充電需求參數(shù) Xi(TK，LT。）；其中TK表示該電動(dòng)汽車的預(yù)計(jì)?？繒r(shí)間；Lrc表示該電動(dòng)汽車充電時(shí)長(zhǎng)；定義該 電動(dòng)汽車的充電時(shí)間為TC，并且設(shè)置TC的初始值為空。
[0060] 步驟S602,從單位化分組TP的列表中取第一個(gè)分組TP1 ;
[0061] 步驟S603,計(jì)算該電動(dòng)汽車的有效充電時(shí)間TKP。其中車輛停靠時(shí)間TK與當(dāng)前已 經(jīng)為車輛安排的充電時(shí)間TC的差，為還需要為車輛充電進(jìn)行安排的時(shí)間。其與分組TPj的 交集為能夠滿足在分組TPj中車輛充電進(jìn)行安排的時(shí)間TKP。
[0062] 步驟S604,判斷該電動(dòng)汽車的有效充電時(shí)長(zhǎng)LTKP是否能夠滿足該電動(dòng)汽車的需要 充電時(shí)長(zhǎng)LT。；如果L TKP > Lrc則表示可以滿足，進(jìn)入步驟S605,否則，如果LTKP < LT。則表示 不能滿足進(jìn)入步驟S606 ;
[0063] 步驟S605,從有效充電時(shí)間TKP中任意選擇長(zhǎng)度為L(zhǎng)TC的時(shí)間段TQ將該時(shí)間TQ 加入到該車的充電計(jì)劃集合TC中。同時(shí)，更新對(duì)應(yīng)的單位化分組TPj，即從TPj中去除分配 出去的該車的時(shí)間段TCi。至此算出該車的充電計(jì)劃為TC= {TCpTCy ···}
[0064] 步驟S606,有效充電時(shí)間TKP作為本次為該車分配的充電時(shí)間TQ，并將TQ加入 到該車充電計(jì)劃集合TC中；同時(shí)，更新該車的充電需求時(shí)長(zhǎng)L rc，即需求時(shí)長(zhǎng)Lrc去除本次分 配的時(shí)長(zhǎng)Lrci，另外，更新對(duì)應(yīng)的單位化分組TP」，即從TP」中去除分配出去的有效充電時(shí)間 TKP。
[0065] 步驟S607,判斷是否可以從單位化分組的列表中選擇下一個(gè)分組TPj+1，如果可以 擇重復(fù)步驟S603 ;
[0066] 步驟S608,由配電系統(tǒng)3將電源切換至電網(wǎng)輸入2。
[0067] 步驟S609,判斷是否還有其他電動(dòng)汽車充電的需求要計(jì)算，如果沒(méi)有則計(jì)算完畢， 至此算出所有電動(dòng)汽車的充電計(jì)劃時(shí)間表。
[0068] 為了便于理解，結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)電動(dòng)汽車充電計(jì)劃的計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明。
[0069] 首先，設(shè)對(duì)圖6表示的太陽(yáng)能發(fā)電功率的盈余的單位化分組的結(jié)果如表1所示。 [0070]【表1】
[0071]

【權(quán)利要求】
1. 一種充電控制裝置，配置在以可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的電力為主要電源的微網(wǎng)中，通 過(guò)充電機(jī)對(duì)?？吭诖潆妳^(qū)域的電動(dòng)汽車的充電進(jìn)行控制，其中， 所述充電控制裝置包括：信息采集裝置，對(duì)可再生能源發(fā)電的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的其他 負(fù)載用電的用電信息、以及所述電動(dòng)汽車的?？啃畔⒑碗姵匦畔⑦M(jìn)行采集；以及， 充電機(jī)控制裝置，根據(jù)采集的所述發(fā)電信息和所述用電信息，計(jì)算可再生能源發(fā)電的 盈余功率，以規(guī)定的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電功率，并且按照 將所述單位充電功率用盡于對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電方式對(duì)所述電動(dòng)汽車分配所述單位充 電功率，來(lái)計(jì)算出充電控制計(jì)劃， 所述充電機(jī)，根據(jù)所述充電計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述信息采集裝置，包括：可再生能源發(fā)電信息采集單元、負(fù)載用電信息采集單元、和 電動(dòng)汽車信息采集單元， 所述可再生能源發(fā)電信息采集單元，對(duì)所述可再生能源發(fā)電的運(yùn)行工況、發(fā)電環(huán)境參 數(shù)進(jìn)行采集作為所述發(fā)電信息， 所述負(fù)載用電信息采集單元，對(duì)所述用電負(fù)載功率的用電歷史、用電計(jì)劃進(jìn)行采集作 為所述用電信息， 所述電動(dòng)汽車信息采集單元，對(duì)所述電動(dòng)汽車的所述?？科陂g進(jìn)行采集作為所述停靠 信息，對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電目標(biāo)以及荷電狀態(tài)進(jìn)行采集作為所述電池信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述充電機(jī)控制裝置，還包括可再生能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)單元、負(fù)載用電功率預(yù)測(cè)單元、 電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元以及充電機(jī)充電控制執(zhí)行單元， 所述可再生能源發(fā)電功率數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元，根據(jù)所述發(fā)電信息預(yù)測(cè)未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi) 的發(fā)電功率曲線， 所述負(fù)載用電功率預(yù)測(cè)單元，根據(jù)所述用電信息預(yù)測(cè)所述未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)的所述 其他負(fù)載的用電功率曲線， 所述電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元，根據(jù)所述發(fā)電功率曲線和所述用電功率曲線的差 值，計(jì)算得出所述未來(lái)一個(gè)單位周期內(nèi)的盈余功率，并以規(guī)定的功率單位對(duì)所述盈余功率 進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得所述單位充電功率，并計(jì)算出所述充電控制計(jì)劃， 所述充電機(jī)充電控制執(zhí)行單元，根據(jù)所述電動(dòng)汽車充電計(jì)劃計(jì)算單元計(jì)算出的充電控 制計(jì)劃，對(duì)所述充電機(jī)進(jìn)行控制從而對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述充電機(jī)控制裝置，根據(jù)所述電動(dòng)汽車的充電期間、與所述電動(dòng)汽車的能用所述單 位充電功率進(jìn)行充電的有效停靠期間的比值，計(jì)算出表示對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電期間進(jìn)行 切分來(lái)實(shí)施調(diào)度的裕度的充電冗余度，并按照對(duì)充電冗余度小的電動(dòng)車輛優(yōu)先分配所述單 位充電功率的方式，計(jì)算出所述充電控制計(jì)劃。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的功率單位是所述充電機(jī)的一個(gè)端口的額定輸出功率， 所述充電期間，通過(guò)將基于所述充電需求得到的充電電量除以所述額定輸出功率來(lái)確 定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述有效?？科陂g，是所述電動(dòng)汽車的所述?？科陂g中與所述單位充電功率所處的期 間重疊的期間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述微網(wǎng)還與商用電網(wǎng)連接， 所述充電機(jī)控制裝置，以來(lái)自所述商用電網(wǎng)的電能對(duì)所述微網(wǎng)的電力進(jìn)行補(bǔ)充，來(lái)進(jìn) 行對(duì)所述盈余功率的單位化分組和充電控制計(jì)劃的計(jì)算。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述可再生能源發(fā)電包括太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的至少一個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述充電目標(biāo)是所述電池的上限容量、或者由電動(dòng)汽車的使用者設(shè)定的指定容量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電控制裝置，其特征在于， 所述充電機(jī)控制裝置，在所述充電冗余度小于1的情況下，計(jì)算能讓充電冗余度達(dá)到1 的?？科陂g，并提示給所述電動(dòng)汽車的使用者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電控制裝置，其特征在于， 還包括：誘導(dǎo)信息發(fā)布裝置，發(fā)布用于吸引電動(dòng)汽車來(lái)進(jìn)行充電的充電誘導(dǎo)信息， 充電機(jī)控制裝置，在計(jì)算出的所述充電控制計(jì)劃沒(méi)有用盡所述單位充電功率的情況 下，通過(guò)所述誘導(dǎo)信息發(fā)布裝置發(fā)布所述充電誘導(dǎo)信息。
12. -種充電控制方法，在以可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的電力為主要電源的微網(wǎng)中，通過(guò)充 電機(jī)對(duì)停靠在待充電區(qū)域的電動(dòng)汽車的充電進(jìn)行控制，包括： 對(duì)可再生能源發(fā)電的發(fā)電信息、微網(wǎng)中的其他負(fù)載用電的用電信息、以及所述電動(dòng)汽 車的停靠信息和電池信息進(jìn)行采集的步驟； 根據(jù)采集的所述發(fā)電信息和所述用電信息，計(jì)算可再生能源發(fā)電的盈余功率，以規(guī)定 的功率單位對(duì)盈余功率進(jìn)行單位化分組來(lái)獲得單位充電功率，并且按照將所述單位充電功 率用盡于對(duì)所述電動(dòng)汽車的充電方式對(duì)所述電動(dòng)汽車分配所述單位充電功率，來(lái)計(jì)算出充 電控制計(jì)劃的步驟；以及， 通過(guò)所述充電機(jī)，根據(jù)所述充電計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的步驟。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK104124724SQ201310155713
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】李超, 葉濤, 張志霞 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所