一种电动汽车有序充电实时控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及电动汽车领域，具体是一种电动汽车有序充电实时控制系统。
【背景技术】
[0002] 能源危机和环境污染在中国已经日益严重，对新能源的开发和利用已经上升到世 界各国的日程。电动汽车取代了传统的汽车使用能源方式，并且不会排放C0 2及其它污染 物，保护环境。
[0003] 传统的控制策略大多为集中控制策略，集中控制策略又称中央控制系统，信息都 流入控制中心，由控制中心集中加工处理，所有的控制指令由控制中心统一下达;分散控制 策略是以微处理机为核心的分散型直接控制策略，它的控制功能分散，管理集中。所以，相 比于集中控制策略，分散控制策略处理信息的时间根本不受并入电网汽车数量的影响，具 有良好的可拓展性。大量的电动汽车无序并入电网将对电网造成冲击，影响电能质量甚至 使电网瘫痪。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动汽车有序充电实时控制系统，使 电动汽车用户充电成本最小、使电网损耗较小，并能使用户根据电价能做出实时反应。
[0005] 本实用新型所采用的技术方案是：
[0006] -种电动汽车有序充电实时控制系统，包括中心调度级、协调控制级、微电网控制 级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连；
[0007] 所述中心调度级包括中心控制器，
[0008] 所述协调控制级包括多个区域控制器，
[0009] 所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多个公共充电站控制器，
[0010] 所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，
[0011] 所述微电网控制器包括多个微电网、每个微电网包括微处理器；
[0012] 所述通讯线用于将数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，中心 控制器处理数据后经通讯线传至区域控制器制定电价；电力线用于将电能从最高级逐级向 低传输直至现场控制级。
[0013] 所述中心控制器用于统计、分析在离散的充电汽车的运行数据。
[0014] 所述区域控制器用于通过中心控制器的数据处理分析来制定电网售电的实时价 格。
[0015] 所述区域控制器用于在公共充电站给电动汽车集中充电的同时，给多个微电网供 电。
[0016] 所述公共充电站控制器用于采集公共充电处的离散的电动汽车运行数据。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型一种电动汽车有序充电实时控制系统，有益效果如 下：不仅能使电动汽车充电成本最小，并能让大量电动汽车并网时给电网带来的影响降至 最低。分散控制策略的应用，让数据传输滞后性大大减弱，使电网能够给出实时电价，所以 实时性很好，基本不受电动汽车并入电网数量的影响。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型的电动汽车有序充电实时控制系统连接图。
【具体实施方式】
[0019] 如图1所示，一种电动汽车有序充电实时控制系统，包括中心调度级、协调控制级、 微电网控制级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连。即：中心调度级、协调控制级、微 电网控制级、现场控制级依次通过电力线和通讯线由上至下连接。
[0020] 所述中心调度级包括中心控制器，中心控制器主要为PC机，采用全分布的网络体 系结构和冗余的计算机硬件配置，主干网络采用1000M/100M以太网交换机组成的双网冗余 构成。计算机硬件采用RISC芯片的HP Alpha/IBM/SUN服务器/工作站分布于网络中；
[0021] 所述协调控制级包括多个区域控制器，区域控制器DSP TM320LF2407A芯片。
[0022] 所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多个公共充电站控制器，
[0023] 微电网控制器采用DSP TM320LF2407A芯片。
[0024] 公共充电站控制器采用单片机MC9S12DP256芯片。
[0025]所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，
[0026] 电动汽车控制器采用单片机MC9S12DG128芯片。
[0027] 所述微电网控制器包括多个微电网、每个微电网包括微处理器；
[0028] 微电网包含分布式发电设备、充电设施、储能设备、电动汽车等用电负荷。
[0029] 微处理器采用ARM STM32F107芯片。
[0030]电力线采用LGJ-70型；通讯线采用的4芯的RS-485线缆。
[0031] 所述通讯线将数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，中心控制 器处理数据后经通讯线传至区域控制器制定电价；电力线用于将电能从最高级逐级向低传 输直至现场控制级。
[0032] 所述中心控制器包括用于统计、分析在离散的充电汽车的运行数据。
[0033] 所述区域控制器用于通过中心控制器的数据处理分析来制定电网售电的实时价 格。
[0034] 所述区域控制器用于在公共充电站给电动汽车集中充电的同时，给多个微电网供 电。
[0035] 所述公共充电站控制器用于采集公共充电处的离散的电动汽车运行数据。
[0036] 即离散的充电电动汽车将运行数据传至微电网，再由微电网处理数据后传至区域 控制器直至控制中心；公共充电站集中的充电电动汽车将运行数据传至区域控制器直至控 制中心，控制中心处理所有的充电电动汽车运行数据后发出指令传至区域控制器，区域控 制器制定充电价格，电动汽车用户再根据制定的充电价格选择最优的回应方式。如：以多大 的充电功率充电、什么时候充电等。
[0037] 以一座城市20KV的配电网为例，提出电动汽车有序充电实时控制方式。假设将一 天时间分为24个时间段，即时间间隔为lh，具体优化控制方式如下：
[0038] 初始化当日配电网负载信息以及当日电价信息。
[0039] 本实施例初始化当日配电网负载信息为：该城市拥有1200辆电动汽车，采用电池 为锂离子电池，耗能为0.5kw.h/km，电池容量为24kw.h.在未并入电动汽车时配电网负荷B (t)是实时变化的，总负荷最高峰为11MW，最低谷为8MW，额定负荷为9.5MW。
[0040] 假设电动汽95%的电动汽车一天平均跑40km，常规充电功率为3kw.h，充电效率为 〇.8,刚充电时平均电池荷电率为45%，并且充电都会将电池充满。当日电价信息采用实时 电价。根据此时刻的?办）』(〇几及以下公式：
[0042] 得出这一时刻的电网电价j (t，Pt);
[0043]电动汽车充电成本根据电价及以下公式选择充电时间：
[0045] 由于大量电动汽车选择在负荷低谷期(低价期)进行充电，所以将影响配电网负荷 分布，导致电价进行新一轮更新，而电动汽车在接收到新一轮电价信息后又改变其充电行 为，如此循环最后趋于稳定求得最优解，得出日最小充电成本为9.5元；
[0046] 在充电期间，电动汽车同时需满足以下约束条件：
[0047] 〇<Pt(t) < Pmaxi
[0048] S0Ci(T-l) = l
[0050]表1为采用本实用新型前后系统配电网负荷率、峰值负荷增加率、网络损耗以及电 动汽车日平均充电成本对比表。
[0052] 表 1
[0053] 由表1可以看出，在所示的电动汽车不采取任何控制策略和采用有序充电两种情 况下，通过优化电动汽车充电行为，电动汽车接入电网有序充电后，充电负荷抑制了负荷波 动，较少了网络损耗，又维护了电动汽车用户的利益。
[0054]上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式 获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1. 一种电动汽车有序充电实时控制系统，其特征在于，包括中心调度级、协调控制级、 微电网控制级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连;所述中心调度级包括中心控制 器，所述协调控制级包括多个区域控制器，所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多 个公共充电站控制器，所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，所述微电网控制器包括 多个微电网、每个微电网包括微处理器。2. 根据权利要求1所述一种电动汽车有序充电实时控制系统，其特征在于，所述通讯线 用于将数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，中心控制器处理数据后经 通讯线传至区域控制器制定电价;电力线用于将电能从最高级逐级向低传输直至现场控制 级。3. 根据权利要求1所述一种电动汽车有序充电实时控制系统，其特征在于，所述区域控 制器用于在公共充电站给电动汽车集中充电的同时，给多个微电网供电。4. 根据权利要求1所述一种电动汽车有序充电实时控制系统，其特征在于，所述公共充 电站控制器用于采集公共充电处的离散的电动汽车运行数据。
【专利摘要】一种电动汽车有序充电实时控制系统，包括中心调度级、协调控制级、微电网控制级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连；所述中心调度级包括中心控制器，所述协调控制级包括多个区域控制器，所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多个公共充电站控制器，所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，所述微电网控制器包括多个微电网、每个微电网包括微处理器；所述通讯线用于使数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，控制中心处理数据后经通讯线传至区域控制器制定电价；电力线用于将电能从最高级逐级向低传输直至现场控制级。本实用新型使电动汽车用户充电成本最小、使电网损耗较小，并能使用户根据电价能做出实时反应。
【IPC分类】B60L11/18, H02J7/00
【公开号】CN205355859
【申请号】CN201620004194
【发明人】黄悦华, 程杉
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月1日