一种区域电动汽车入网管理系统及充放电调度方法与流程

本发明涉及电力技术领域，具体是一种区域电动汽车入网管理系统及充放电调度方法。

背景技术：

面对日益严峻的能源危机和环境问题，高耗能、高排放的燃油汽车将被低耗能、零排放、低噪声的电动汽车所替代，这已成为现代社会发展的趋势。电动汽车作为新兴的清洁、高效、智能的交通工具，其发展潜力巨大，应用前景广阔。

随着电动汽车的广泛应用以及电池技术的进步，电动汽车入网v2g技术越来越受到人们的关注。v2g的核心是在满足用户需求的前提下利用大量电动汽车的储能资源作为电网和新能源的缓冲。v2g系统具备向电网提供功率调节、削峰填谷、频率调节等辅助服务的功能，可有效改善电网的运行效率和稳定性。

目前电动汽车入网充放电调度方法主要存在2个问题：

1、研究对象为集中式夜间电动汽车充电负荷，但实际上是不同接入地点、接入时间的电动汽车只要停留时间多于充电所需时间，均存在可调度空间，且调度过程中需要避免因电动汽车充电而出现新的充电尖峰情况；

2、部分研究选择对电动汽车的功率进行连续调节，同时采用规划或启发式算法对电动汽车的充放电功率进行寻优以求得整体最优解，这类模型往往需要耗费较多的时间进行求解，不适用于大量电动汽车接入时的在线控制。

针对上述问题，现在设计一种区域电动汽车入网管理系统及充放电调度方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种区域电动汽车入网管理系统及充放电调度方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种区域电动汽车入网管理系统，包括有序充电调度系统ⅰ和v2g变流器控制系统，所述有序充电调度系统ⅰ为上层优化调度层，所述有序充电调度系统ⅰ用于负责管理某区域内各充电桩的功率分配和合理安排各充电桩的充放电功率、改善区域电网的负荷特性以及实现削峰填谷的辅助功能，所述有序充电调度系统ⅰ用于收集当前配电网的电源出力数据、负荷数据以及各充电桩上报的已接入电动汽车负荷数据，所述有序充电调度系统ⅰ用于计算各个充电桩接入电动汽车的充放电功率并下发给各充电桩，所述v2g变流器控制系统ⅱ为下层实时控制层，所述v2g变流器控制系统ⅱ用于控制每个充电桩的实际充放电行为和响应有序充电调度系统ⅰ下发的功率指令以控制实际的充放电行为，所述v2g变流器控制系统ⅱ用于提供稳定的电能变换和能量流动的接口。

作为本发明再进一步的方案：所述有序充电调度系统ⅰ包括计量部分ⅲ与决策部分ⅳ，所述计量部分ⅲ用于收集当前配电网的电源出力数据、负荷数据以及各充电桩上报的已接入电动汽车负荷数据，所述决策部分ⅳ基于充放电调度方法计算各个充电桩接入电动汽车的充放电功率并下发给各充电桩。

一种区域电动汽车入网管理系统的充放电调度方法，包括以下步骤：

先通过决策部分ⅳ采用模糊控制的方法，对每个充电桩以电网发电与负荷的功率缺额、电动汽车的需求电量为输入设计充电模糊控制器，以电网发电与负荷的功率缺额、电动汽车允许放电电量为输入设计放电模糊控制器，实现在满足用户需求的前提下，当负荷水平较高时，根据电动汽车电池的荷电状态设置电动汽车的充电功率处于较低的水平，放电功率处于较高的水平，避免在用电高峰时较多电动汽车充电而加剧功率缺额；

当负荷水平较低时，设置电动汽车的充电功率处于较高的水平，消纳多余的电能。依据充电模糊控制器与放电模糊控制器的充放电输出功率耦合得到充电桩v2g变流器控制系统ⅱ的功率指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明基于模糊控制算法的电动汽车充放电调度模型对电动汽车的资源利用率高、优化计算速度快、运行效率高，适用于大规模电动汽车接入的情形；

2.本发明制定的调度流程中，考虑先接入的电动汽车在进行充放电功率控制后，改变了电网的功率缺额状态，进而对后续接入电动汽车的控制产生影响的问题，克服了未能考虑先接入的电动汽车对后续调度控制影响的不足；

3.本发明通过采用有序充电调度策略能够在满足电动汽车用户需求及尽可能降低充电成本的前提下，实现对电网削峰填谷的功能，同时可以有效地避免在电网负荷低谷时电动汽车大规模充电所产生的新负荷尖峰。

附图说明

图1为一种区域电动汽车入网管理系统的结构示意图。

其中：有序充电调度系统ⅰ，v2g变流器控制系统ⅱ，计量部分ⅲ，决策部分ⅳ。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种区域电动汽车入网管理系统，包括有序充电调度系统ⅰ和v2g变流器控制系统ⅱ，所述有序充电调度系统ⅰ为上层优化调度层，所述有序充电调度系统ⅰ用于负责管理某区域内各充电桩的功率分配和合理安排各充电桩的充放电功率、改善区域电网的负荷特性以及实现削峰填谷的辅助功能，所述有序充电调度系统ⅰ用于收集当前配电网的电源出力数据、负荷数据以及各充电桩上报的已接入电动汽车负荷数据，所述有序充电调度系统ⅰ用于计算各个充电桩接入电动汽车的充放电功率并下发给各充电桩，所述v2g变流器控制系统ⅱ为下层实时控制层，所述v2g变流器控制系统ⅱ用于控制每个充电桩的实际充放电行为和响应有序充电调度系统ⅰ下发的功率指令以控制实际的充放电行为，所述v2g变流器控制系统ⅱ用于提供稳定的电能变换和能量流动的接口；

所述有序充电调度系统ⅰ包括计量部分ⅲ与决策部分ⅳ，所述计量部分ⅲ用于收集当前配电网的电源出力数据、负荷数据以及各充电桩上报的已接入电动汽车负荷数据，所述决策部分ⅳ基于充放电调度方法计算各个充电桩接入电动汽车的充放电功率并下发给各充电桩。

本发明的工作原理是：本发明通过有序充电调度系统ⅰ和决策部分ⅳ在每个运行计算点基于模糊控制实现有序充放电调度方法，决策部分ⅳ采用模糊控制的方法，对每个充电桩以电网发电与负荷的功率缺额、电动汽车的需求电量为输入设计充电模糊控制器，以电网发电与负荷的功率缺额、电动汽车允许放电电量为输入设计放电模糊控制器，实现在满足用户需求的前提下，当负荷水平较高时，根据电动汽车电池的荷电状态设置电动汽车的充电功率处于较低的水平，放电功率处于较高的水平，避免在用电高峰时较多电动汽车充电而加剧功率缺额；当负荷水平较低时，设置电动汽车的充电功率处于较高的水平，消纳多余的电能。依据充电模糊控制器与放电模糊控制器的充放电输出功率耦合得到充电桩v2g变流器控制系统的功率指令，本发明能够在满足电动汽车用户需求及尽可能降低充电成本的前提下，实现对电网削峰填谷的功能，同时可以有效地避免在电网负荷低谷时电动汽车大规模充电所产生的新负荷尖峰，实用性强。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。