一种适用于停车场电动汽车的引导接入及充电优化方法

文档序号:25285401发布日期:2021-06-01 17:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述方法步骤如下:

步骤s1、建立交通路网邻接矩阵;

步骤s2、根据交通路网邻接矩阵,确定电动汽车停车场选取排序;

步骤s3、根据停车场剩余空置充电车位及引导可行性限制条件,确定电动汽车引导接入结果。

2.根据权利要求1所述的适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述步骤s1具体为:

s1.1:基于城市路网空间结构,选取交通网络节点;

s1.2:以不同交通网络节点之间的距离为依据,创建交通网络连通图;

s1.3:建立城市路网邻接矩阵;其中邻接矩阵是将交通网络连通图以邻接矩阵的形式存储在引导中枢服务器中,如果两节点之间存在连接弧,则邻接矩阵中对应的元素为1,否则为0;

s1.4:使用两节点之间的路径长度,代替邻接矩阵中取值为1的位置,同时修改邻接矩阵中所有数据为0的点,设置数值无穷大,将修改后的邻接矩阵作为交通路网邻接矩阵。

3.根据权利要求1所述的适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述步骤s2具体为:基于交通路网邻接矩阵,使用floyd最短路径算法,针对不同交通网络节点分别求取其与各个停车场节点之间的最短路径长度;针对不同交通网络节点,根据最短路径长度,由近及远确定其对应的停车场选取排序;其中,排序过程中的停车场分类包括首选停车场、备选停车场两类。

4.根据权利要求1所述的适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述步骤s3具体为:

s3.1、签约用户提前向引导中枢服务器上传预计抵达时刻、预计离开时刻、电动汽车预计行驶里程以及电动汽车行程结束节点数据以完成预约过程;

s3.2、在收到车主上传预约数据后,引导中枢服务器将根据电动汽车行程结束节点,读取引导中枢服务器中的停车场选取排序,将排序中的首选停车场作为目标停车场;

s3.3、根据停车场剩余空置充电车位及引导可行性限制条件,确定电动汽车引导接入结果。

5.根据权利要求4所述的适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述s3.3具体过程如下:

s3.3.1、目标停车场是否存在空置充电车位:

如果是,直接接入目标停车场;否则f=1,执行s3.3.2;其中,f表示备选停车场;

s3.3.2、备选停车场f是否满足引导可行性限制条件:

如果是,执行s3.3.3;否则接入目标停车场;

s3.3.3、备选停车场f是否存在空置充电车位:

如果是,接入备选停车场f;否则,f=f+1,执行s3.3.2。

6.根据权利要求4所述的适用于停车场电动汽车的引导接入方法,其特征在于:所述引导可行性限制条件包括:

剩余行驶里程条件:

dr(i)≥d(i,k)-d(i,j)

式中:d(i,j)、d(i,k)分别表示电动汽车i的行程结束节点与首选停车场j以及备选停车场k之间的距离,dr(i)表示电动汽车i剩余可行驶里程,可由下式计算得到:

式中:eh(i)、l100(i)分别表示电动汽车i的电池容量及百公里耗电量,socs(i)表示电动汽车i的起始荷电状态,socmin表示电动汽车荷电状态下限,d(i)表示电动汽车i预计行驶里程;

经济性条件:

edem(i,k)[πch_pri-πsub]≤edem(i,j)πch_pri

式中:πch_pri表示不考虑引导补偿时的停车场充电费用单价,πsub为针对引导发生车主的单位充电补偿费用,edem(i,j)、edem(i,k)分别表示电动汽车i接入首选停车场j、备选停车场k时所需获取的计费电量,可分别通过公式如下公式计算得到:

引导里程条件:

lmax(i)≥d(i,k)-d(i,j)

式中:lmax(i)表示电动汽车i的最大可接受引导里程,其数值在签约时由车主预先设定。

7.一种适用于停车场电动汽车的充电优化方法,其特征在于:包括权利要求1-6中任一项所述的方法,还包括:

步骤s4、根据电动汽车引导接入结果,在计及备用补偿基础上,优化停车场充放电功率。

8.根据权利要求7所述的适用于停车场电动汽车的充电优化方法,其特征在于:所述步骤s4具体为:

s4.1、针对接入的电动汽车个体,基于其接入充电车位后各时刻对应电池电量,分别确定其是否满足受控充放电过程参与条件,针对处于受控充放电状态的电动汽车个体,执行步骤s4.2;

s4.2、确定停车场上、下备用申报结果计算模型,具体过程如下:

s4.2.1、针对参与受控充放电过程电动汽车,分别计算对应电动汽车单体电量波动上下界;

s4.2.2、针对每个电动汽车停车场,基于其各时刻参与受控充放电过程电动汽车单体电量波动上下界计算结果,通过累加形式求解对应停车场电量波动上下界;

s4.2.3、针对每个电动汽车停车场,通过累加参与受控充放电过程电动汽车充、放电功率上限方式,计算停车场各时段充电、放电功率上限;其中,充电、放电功率下限默认为0;

s4.2.4、基于停车场充、放电功率上限,以及对应电量波动上下界计算结果,建立停车场上、下备用申报结果计算模型;

s4.3、基于步骤s4.2.4构建的停车场上、下备用申报结果计算模型,选定电动汽车停车场运营商日常利润最大化为目标,在计及备用补偿条件下,针对停车场充放电功率进行优化,具体如下:

目标函数:

式中:πch(i)表示第i个电动汽车的充电费用单价,数值取决于引导是否发生;elb(i)表示第i个电动汽车获取的计费电量,按照预约电量与实际获取电量熟低原则确定;分别表示上、下备用单位补偿费用,分别表示t时段停车场s的上、下备用申报量,πe(t)表示t时段电网售电单价,表示t时段停车场s的充、放电功率,nt表示一天内的电动汽车预约时段个数,nh、ns分别表示电动汽车以及停车场个数;δt表示电动汽车预约时段t的长度;

约束条件:

充电功率约束

式中:表示t时段停车场s的充电功率上限,通过累加所有t时段归属于停车场s的电动汽车对应充电功率上限方式得到;为指代t时段停车场s充电过程发生的二进制变量,数值为1表示t时段停车场s处于充电状态,数值为0表示t时段停车场s处于非充电状态;

放电功率约束

式中:表示t时段停车场s的放电功率上限,通过累加所有t时段归属于停车场s的电动汽车对应放电功率上限方式得到;为指代t时段停车场s放电过程发生的二进制变量,数值为1表示t时段停车场s处于放电状态,数值为0表示t时段停车场s处于非放电状态;

停车场电量波动约束

式中:则分别对应t时段停车场s的电量波动上界、下界,通过累加所有t时段归属于停车场s电动汽车对应电量波动上下界得到,etotal(s,t)表示t时段停车场s的电量波动数值,可通过如下公式求解得到:

式中:表示t时段停车场s的充、放电功率,ηch、ηdis分别表示电动汽车充、放电效率,δt表示电动汽车预约时段t的长度;

避免同时充放电约束

9.根据权利要求8所述的适用于停车场电动汽车的充电优化方法,其特征在于:电动汽车参与受控充放电过程的限制条件包括如下两类:保底电量条件和期望电量条件;只有当电动汽车电池电量不小于保底电量,且同时其期望电量可以得到满足时,电动汽车参与受控充放电过程;否则将处于不受控充电状态;具体分析如下:

如果电动汽车不满足保底电量条件,且不满足期望电量条件时,电动汽车处于不受控充电状态,对应充电功率恒定为最大充电功率,且不参与放电过程;

如果电动汽车满足保底电量条件,但不满足期望电量条件时,电动汽车处于不受控充电状态,对应充电功率恒定为最大充电功率,且不参与放电过程;

如果电动汽车不满足保底电量条件,但满足期望电量条件时,电动汽车先以最大充电功率充电,且不参与放电,直至满足保底电量条件,而后参与受控充放电过程;

如果电动汽车满足保底电量条件,且满足期望电量条件时,则电动汽车将处于受控充放电状态,电动汽车充电功率受停车场运营商控制,可在一定范围内进行调节;同时,电动汽车能参与放电过程,放电过程对应剩余电量下限即为保底电量ems;

所述保底电量条件具体为:

电动汽车i的电池电量达到保底电量ems的对应时刻tms(i)可描述为:

式中:tms(i)表示电动汽车i的电池电量达到保底电量ems的对应时刻,tinj(i)表示电动汽车i的实际接入充电时刻,ems表示预设的保底电量,pchmax(i)表示电动汽车i的最大充电功率,er(i)表示电动汽车i对应的实际接入充电时刻电池电量,可通过如下公式计算得到:

式中:es(i)表示电动汽车i对应的初始电量,d(i)表示电动汽车i预计行驶里程,d(i)表示电动汽车i的行程结束节点与实际接入停车场之间的距离,若电动汽车接入首选停车场,d(i)对应于电动汽车i的行程结束节点与首选停车场j之间的距离d(i,j);若电动汽车接入备选停车场,d(i)对应于电动汽车i的行程结束节点与备选停车场k之间的距离d(i,k);

所述期望电量条件描述为:

pchmax(i)ηch[tdep(i)-tms(i)]≥eexp(i)-ems

式中:eexp(i)表示电动汽车i的期望电量,tdep(i)表示电动汽车i的离开时刻;若电动汽车接入充电时刻电池电量大于ems,则上式中的ems对应调整为其接入充电时刻电池电量er(i),tms(i)对应调整电动汽车实际接入充电时刻。


技术总结
本发明公开了一种适用于停车场电动汽车的引导接入方法,包括:S1、建立交通路网邻接矩阵;S2、根据交通路网邻接矩阵,确定电动汽车停车场选取排序;S3、根据停车场剩余空置充电车位及引导可行性限制条件,确定电动汽车引导接入结果。公开了一种充电优化方法,包括:S4、根据电动汽车引导接入结果,在计及备用补偿基础上,优化停车场充放电功率。本发明通过引入引导可行性限制条件,以获得电动汽车停车场引导接入结果,引导发生后,停车场各时刻对应入电动汽车等待接入数量明显下降,停车场等待接入现象得到了进一步缓解,对应电动汽车实际接入时长较之前显著提升;根据引导接入结果,优化停车场充放电功率,保障了停车场运营商日常利润。

技术研发人员:梁宁;李鹏程;刘志坚;刘杰;宋琪;罗灵琳;余宸昕;自超
受保护的技术使用者:昆明理工大学
技术研发日:2021.02.04
技术公布日:2021.06.01
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