一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统与流程

本发明涉及电网管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统。

背景技术：

电动汽车以电代油，是解决能源和环境问题的重要手段。为了大规模电动汽车能够更好的接入电网，需要解决一下两个问题：首先，对电动汽车充电站进行科学合理的布局规划；其次，对电动汽车进行有序充电控制，以消除或减少其大规模接入电网给电力系统带来的影响。

电动汽车的电池和驱动技术以及智能电网的快速发展，为电动汽车未来快速发展和普及提供了强大动力。由于充电桩的功能类似于加油机，其用途的特殊性决定了充电桩建设的特点是被测点多、分散、覆盖面广、通信距离远，并且随着新能源汽车的急速发展，电动汽车大量无序、随机充电可能会加剧电网负荷波动，充电负荷与原有峰值叠加，将形成新的负荷，对配电网带来巨大影响，使电网能量损耗和经济效益恶化。国家激励政策和分段电价，引导大量用户利用晚间低谷进行夜间充电或延迟充电，避开高峰时段，这一方法在近期可有效实现大量充电负荷的转移，但存在一定局限性，电动汽车对电网负荷状态并不了解，同时，电网充电控制中心也不了解充电汽车的充电信息，无法做到根据电网实时状态，兼顾客户的充电需求，结合区域电网分时电价机制和控制策略建立具备有序充电智能管理。

技术实现要素：

本发明提供一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统，解决现有电动汽车与电网充电控制中心存在缺少信息交互，易因随机充电造成电网负荷波动，使电网能量损耗增大的问题，能使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种电动汽车智能有序充电的控制方法，包括：

获取区域内的电动汽车数量，并根据所述电动汽车数量计算得到该区域内每日电动汽车的日充电需求；

获取区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价，并根据所述日充电需求、所述短期预测负荷和所述峰谷电价制定相应的谷价时段；

通过区域内的充电桩采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息，并根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定电动汽车的预充电需求；

根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，使待充电的电动汽车按所述充电指导信息进行有序充电。

优选的，还包括：

获取区域内充电站的地理位置和当前可用充电功率，并根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电；

获取小区或停车场的充电桩的充电功率，并根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电。

优选的，还包括：

获取区域内电动汽车的位置和数量，并估算该区域的动态充电需求；

根据该区域电网的负荷和所述动态充电需求，控制该区域内的充电站和充电桩的充电功率。

优选的，所述根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定该电动汽车的预充电需求，包括：

根据电动汽车的车载电池型号、电池荷电状态、电池电压和电池电流确定电动汽车剩余里程数；

根据所述剩余里程数和所述历史充电信息，估算电动汽车下一次的充电时间和充电地点。

优选的，所述根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，包括：

根据所述充电地点确定电动汽车的充电站或充电桩的位置范围；

根据所述谷价时段和所述充电时间确定电动汽车的充电时段。

优选的，所述根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电，包括：

获取电动汽车的剩余电量和位置信息，并确定电动汽车能进行充电的充电站；

根据充电站的地理位置和当前可用充电功率判断该充电站是否能为电动汽车进行充电，如果可以，则推送所述地理位置给待充电的电动汽车。

优选的，所述根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电，包括：

获取所述小区或停车场的电动汽车数量，并根据充电桩的充电功率判断该小区或停车场的充电桩是否满足待充电的电动汽车的充电需求，如果否，则推送其它小区或停车场给待充电的电动汽车。

本发明还提供一种电动汽车智能有序充电的控制系统，包括：

日充电需求计算单元，用于获取区域内的电动汽车数量，并根据所述电动汽车数量计算得到该区域内每日电动汽车的日充电需求；

谷价时段确定单元，用于获取区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价，并根据所述日充电需求、所述短期预测负荷和所述峰谷电价制定相应的谷价时段；

预充电需求确定单元，用于通过区域内的充电桩采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息，并根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定电动汽车的预充电需求；

充电指导单元，用于根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，使待充电的电动汽车按所述充电指导信息进行有序充电。

优选的，还包括：

快速充电单元，用于获取区域内充电站的地理位置和当前可用充电功率，并根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电；

慢速充电单元，用于获取小区或停车场的充电桩的充电功率，并根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电。

优选的，还包括：

充电功率控制单元，用于获取区域内电动汽车的位置和数量，并估算该区域的动态充电需求，并根据该区域电网的负荷和所述动态充电需求，控制该区域内的充电站和充电桩的充电功率。

本发明提供一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统，通过采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息确定预充电需求，并根据区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价确定谷价时段，进而确定充电指导信息，以指导待充电的电动汽车进行有序充电。解决现有电动汽车与电网充电控制中心存在缺少信息交互，易因随机充电造成电网负荷波动，使电网能量损耗增大的问题，能使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本发明提供的一种电动汽车智能有序充电的控制方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前电动汽车充电的随机性，造成电网负荷大、能量损耗大的问题。本发明提供一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统，通过采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息确定预充电需求，并根据区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价确定谷价时段，进而确定充电指导信息，以指导待充电的电动汽车进行有序充电。解决现有电动汽车与电网充电控制中心存在缺少信息交互，易因随机充电造成电网负荷波动，使电网能量损耗增大的问题，能使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。

如图1所示，一种电动汽车智能有序充电的控制方法，包括：

s1：获取区域内的电动汽车数量，并根据所述电动汽车数量计算得到该区域内每日电动汽车的日充电需求；

s2：获取区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价，并根据所述日充电需求、所述短期预测负荷和所述峰谷电价制定相应的谷价时段；

s3：通过区域内的充电桩采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息，并根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定电动汽车的预充电需求；

s4：根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，使待充电的电动汽车按所述充电指导信息进行有序充电。

具体地，区域内电动汽车数量，由区域的车辆总数和电动汽车渗透率(电动汽车数量占汽车总量的比例)，可大约计算出该区域内的电动汽车数量。日充电需求，由该区域内的电动汽车数量计算可得到该区域内每日电动汽车总的充电需求，计算公式为：ed＝e0*s*nev，其中，ed为该区域内总的充电电量，e0为电动汽车每百公里的电耗，s为电动汽车的日均行驶里程，nev为该区域中电动汽车的数量。需要注意的是，电池信息包括：车载电池型号、荷电状态soc、电池故障信息、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度等。充电指导信息包括：充电站或充电桩的地理位置、充电功率、待充电的电动汽车数量、谷价时段等。

从电网角度看，要避开电网常规负荷的高峰时期，合理分散电动汽车充电负荷，减少其对电网其他负荷的冲击及不必要的发配电的建设成本，确保电动汽车与电网的协调发展，达到削峰填谷的效果，就必须对电动汽车充电进行有效引导或控制，即在满足电动汽车日耗电量需求的基础上，运用实际有效的经济或者技术手段引导电动汽车进行有序充电，这就是有序充电的概念。在实际应用中，不仅可以通过电价政策引导用户主动调整充电行为，以调控电动汽车的充电负荷，进而保证电动汽车的有序充电。在实行分时电价后，可以通过峰谷电价政策引导充电站在夜晚等符合低谷期进行充电行为，实现有序充电控制，有效削峰填谷，减少对配网运行的影响。因此，在不影响电动汽车实际使用需求的前提下，利用智能化充电设备自动调节控制电动汽车的充电行为，根据充电需求的缓急排序或统一调度延时充电方式响应电网的需求，保证电网侧与电动汽车充电的供需平衡。

进一步，该方法还包括：

s5：获取区域内充电站的地理位置和当前可用充电功率，并根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电；

s6：获取小区或停车场的充电桩的充电功率，并根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电。

在实际应用中，慢速充电模式包括小区、大型停车场的充电桩充电和“集中充电、统一配送”模式中的电池充电。对于大型停车场或者小区而言，还需要考虑充电功率是否超过配电变压器所能提供的功率问题。如果超出，则需要由有序充电控制装置进行切负荷或者是降低充电功率进行处理，待充电的电动汽车需要按照先后顺序进行排队等待。换电站采用“集中充电、统一配送”模式，其中集中充电站主要采用慢速充电方式进行充电。但是与小区内的充电桩相比，集中充电的充电负荷较大，对配电网影响较大，所以需要对其进行有序充电控制。另外，结合现有的电网调度理论方法和实际调研工作，提出了电动汽车“三方联动”的快速充电有序控制策略。“三方联动”机制是指有序充电控制中心、快速充电站以及电动汽车三方的联动。借助现有3g、4g、gprs或者北斗导航系统和通信网络，电动汽车行驶时，可以保证与有序充电控制中心和充电站进行实时通讯。

更进一步，该方法还包括：

s7：获取区域内电动汽车的位置和数量，并估算该区域的动态充电需求；

s8：根据该区域电网的负荷和所述动态充电需求，控制该区域内的充电站和充电桩的充电功率。

所述根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定该电动汽车的预充电需求，包括：根据电动汽车的车载电池型号、电池荷电状态、电池电压和电池电流确定电动汽车剩余里程数；根据所述剩余里程数和所述历史充电信息，估算电动汽车下一次的充电时间和充电地点。

所述根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，包括：根据所述充电地点确定电动汽车的充电站或充电桩的位置范围；根据所述谷价时段和所述充电时间确定电动汽车的充电时段。

所述根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电，包括：获取电动汽车的剩余电量和位置信息，并确定电动汽车能进行充电的充电站；根据充电站的地理位置和当前可用充电功率判断该充电站是否能为电动汽车进行充电，如果可以，则推送所述地理位置给待充电的电动汽车。

所述根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电，包括：获取所述小区或停车场的电动汽车数量，并根据充电桩的充电功率判断该小区或停车场的充电桩是否满足待充电的电动汽车的充电需求，如果否，则推送其它小区或停车场给待充电的电动汽车。

可见，本发明提供一种电动汽车智能有序充电的控制方法，通过采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息确定预充电需求，并根据区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价确定谷价时段，进而确定充电指导信息，以指导待充电的电动汽车进行有序充电。解决现有电动汽车与电网充电控制中心存在缺少信息交互，易因随机充电造成电网负荷波动，使电网能量损耗增大的问题，能使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。

本发明还提供一种电动汽车智能有序充电的控制系统，包括：日充电需求计算单元，用于获取区域内的电动汽车数量，并根据所述电动汽车数量计算得到该区域内每日电动汽车的日充电需求。谷价时段确定单元，用于获取区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价，并根据所述日充电需求、所述短期预测负荷和所述峰谷电价制定相应的谷价时段。预充电需求确定单元，用于通过区域内的充电桩采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息，并根据所述车辆信息、所述电池信息和所述历史充电信息确定电动汽车的预充电需求。充电指导单元，用于根据所述预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，使待充电的电动汽车按所述充电指导信息进行有序充电。

进一步，该系统还包括：快速充电单元，用于获取区域内充电站的地理位置和当前可用充电功率，并根据所述充电指导信息指导待充电的电动汽车进行快速充电。慢速充电单元，用于获取小区或停车场的充电桩的充电功率，并根据所述充电指导信息指导小区或停车场内的待充电的电动汽车进行慢速充电。

更进一步，该系统还包括：充电功率控制单元，用于获取区域内电动汽车的位置和数量，并估算该区域的动态充电需求，并根据该区域电网的负荷和所述动态充电需求，控制该区域内的充电站和充电桩的充电功率。

可见，本发明提供一种电动汽车智能有序充电的控制系统，通过预充电需求确定单元采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息确定预充电需求，并由谷价时段确定单元根据区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价确定谷价时段，进而通过充电指导单元确定充电指导信息，以指导待充电的电动汽车进行有序充电。解决现有电动汽车与电网充电控制中心存在缺少信息交互，易因随机充电造成电网负荷波动，使电网能量损耗增大的问题，能使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。