商务建筑中电动汽车充电行为控制方法和装置与流程

1.本发明涉及配电和用电技术领域，具体涉及一种商务建筑中电动汽车充电行为控制方法和一种商务建筑中电动汽车充电行为控制装置。


背景技术：

2.在配电系统中，恒功率运行，即保持电网以恒定的功率输出电能具有诸多优点，例如：
3.1)能够减少建筑/区域配电容量。当用户取自电网的用电负荷曲线被控制为恒功率时，用电峰值将被降低。在该情形下，建筑或区域将不再需要过大的配电容量以保障用电需求，因此可减少容量降低配电设备装机成本。不仅如此，恒功率运行还能为用户节省按单月最大功率所收取的容量费用，而通常来说，该部分费用可高达单月电费的30％～40％。
4.2)减少调峰电站安装容量。城镇用电往往需求不平衡，存在高峰和低谷时段。而在用电高峰时段，电网往往超负荷运行。为了保障用电高峰需求并减少主要发电站的负荷压力，通常设立调峰电站来承担部分峰值负荷。如果峰值负荷过高且持续时间短，所设调峰电站必须有足够容量，并且只在短时间内启动运行，其他时间处于低负荷或停机状态。这不仅增加了设立调峰电站的投资成本，同时也降低了其运行与使用效率、增加一次能耗。通过恒功率运行降低建筑峰值，从而减少调峰电站安装容量，不仅节省成本满足经济性要求，同时也能节省土地资源与一次能源，对城镇电网发展有着重要的意义。
5.3)提高发电机组，尤其是分布式发电机组的发电效率，在部分负荷情形下，发电机的运行效率将低于额定效率(或满负荷效率)。因此，电力输出大小将影响发电机组的能效与一次能源消耗。恒功率控制将电力输出尽可能的保持稳定，电站以稳定效率运行。提高能源利用率，同时减少机组启停，节省维修费用。
6.然而，在目前的配电用电系统中还缺少有效的恒功率控制方案。


技术实现要素：

7.本发明为解决上述技术问题，提供了一种商务建筑中电动汽车充电行为控制方法和装置，能够通过对商务建筑中电动汽车充电行为的控制，实现电网的恒功率输出。
8.本发明采用的技术方案如下：
9.一种商务建筑中电动汽车充电行为控制方法，所述商务建筑采用交直流配电系统，所述交直流配电系统包括电网、光伏组件和储能装置，所述电动汽车充电行为控制方法包括以下步骤：确定所述电网的恒定输出功率；获取当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率和所述储能装置的输出功率；获取当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率；根据所述电网的恒定输出功率及当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率、所述储能装置的输出功率、所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率对电动汽车充电行为进行控制。
10.根据所述电网的恒定输出功率及当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述
光伏组件的输出功率、所述储能装置的输出功率、所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率对电动汽车充电行为进行控制，具体包括：根据所述电网的恒定输出功率及当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率、所述储能装置的输出功率确定当前时刻期望的电动汽车总充电功率；将当前时刻期望的电动汽车总充电功率与当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率进行比较；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率大于当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则增加充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率小于当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则减少充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率等于当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则充电行为不变。
11.当前时刻期望的电动汽车总充电功率通过以下公式计算：
12.p
ev
＝p
set
+p
pv
+p
store-pe13.其中，p
ev
为当前时刻期望的电动汽车总充电功率，p
set
为所述电网的恒定输出功率，p
pv
为当前时刻所述光伏组件的输出功率，p
store
为当前时刻所述储能装置的输出功率，pe为当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率。
14.当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率通过以下公式计算：
[0015][0016]
其中，p
charge
为当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，k表示所述商务建筑中充电桩的种类总数，ni为当前时刻进行充电工作的第i类充电桩的数量，p
charge_i
为每个第i类充电桩的充电功率。
[0017]
其中，通过降低当前时刻的充电电价和/或提高当前时刻充电桩的功率以控制充电行为增加，通过提高当前时刻的充电电价和/或降低当前时刻充电桩的功率以控制充电行为减少。
[0018]
一种商务建筑中电动汽车充电行为控制装置，所述商务建筑采用交直流配电系统，所述交直流配电系统包括电网、光伏组件和储能装置，所述电动汽车充电行为控制装置包括：确定模块，所述确定模块用于确定所述电网的恒定输出功率；第一获取模块，所述第一获取模块用于获取当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率和所述储能装置的输出功率；第二获取模块，所述第二获取模块用于获取当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率；控制模块，所述控制模块用于根据所述电网的恒定输出功率及当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率、所述储能装置的输出功率、所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率对电动汽车充电行为进行控制。
[0019]
所述控制模块具体用于：根据所述电网的恒定输出功率及当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率、所述光伏组件的输出功率、所述储能装置的输出功率确定当前时刻期望的电动汽车总充电功率；将当前时刻期望的电动汽车总充电功率与当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率进行比较；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率大于当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则增加充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率小于当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则减少充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率等于当前时刻所述商务建筑中电动
汽车的实际总充电功率，则充电行为不变。
[0020]
所述控制模块通过以下公式计算当前时刻期望的电动汽车总充电功率：
[0021]
p
ev
＝p
set
+p
pv
+p
store-pe[0022]
其中，p
ev
为当前时刻期望的电动汽车总充电功率，p
set
为所述电网的恒定输出功率，p
pv
为当前时刻所述光伏组件的输出功率，p
store
为当前时刻所述储能装置的输出功率，pe为当前时刻所述商务建筑中的实际用电功率。
[0023]
所述第二获取模块通过以下公式计算当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率：
[0024][0025]
其中，p
charge
为当前时刻所述商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，k表示所述商务建筑中充电桩的种类总数，ni为当前时刻进行充电工作的第i类充电桩的数量，p
charge_i
为每个第i类充电桩的充电功率。
[0026]
其中，通过降低当前时刻的充电电价和/或提高当前时刻充电桩的功率以控制充电行为增加，通过提高当前时刻的充电电价和/或降低当前时刻充电桩的功率以控制充电行为减少。
[0027]
本发明的有益效果：
[0028]
本发明通过确定电网的恒定输出功率，并获取当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率、商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，以对电动汽车充电行为进行控制，由此，能够通过对商务建筑中电动汽车充电行为的控制，实现电网的恒功率输出。
附图说明
[0029]
图1为本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制方法的流程图；
[0030]
图2为本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制装置的方框示意图。
具体实施方式
[0031]
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。
[0032]
在本发明的实施例中，商务建筑采用交直流配电系统，交直流配电系统包括电网、光伏组件和储能装置，目前，商务建筑中除了照明、供暖、制冷、电子电气设备运行等正常的用电行为外，还配备有电动汽车充电设备，如配备各类充电桩以为电动汽车充电。电动汽车充电作为一种可调控用电行为，在本发明的实施例中用以实现电网的恒功率输出控制。
[0033]
如图1所示，本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制方法包括以下步骤：
[0034]
s1，确定电网的恒定输出功率。
[0035]
保持电网以恒定的功率输出具有如上述背景技术中提及的诸多优点，是本发明实
施例最终所实现的目的。在本发明的实施例中，首先可给定一个电网的恒定输出功率，应当理解的是，该恒定输出功率的大小可根据商务建筑的实际用电需求、光伏组件的发电功率范围、储能装置的输入输出功率范围、充电需求功率的范围等进行确定，以能够维持商务建筑中正常用电行为的基本需要及充电的基本需要为准。
[0036]
s2，获取当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率和储能装置的输出功率。
[0037]
商务建筑中的实际用电功率是指商务建筑中除了充电桩之外的用电设备的实际用电功率，即上述正常的用电行为所产生的实际用电功率。
[0038]
s3，获取当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率。
[0039]
当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率可通过以下公式计算：
[0040][0041]
其中，p
charge
为当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，k表示商务建筑中充电桩的种类总数，ni为当前时刻进行充电工作的第i类充电桩的数量，p
charge_i
为每个第i类充电桩的充电功率。在本发明的实施例中，每一类充电桩的充电功率相等。
[0042]
s4，根据电网的恒定输出功率及当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率、商务建筑中电动汽车的实际总充电功率对电动汽车充电行为进行控制。
[0043]
具体地，可根据电网的恒定输出功率及当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率确定当前时刻期望的电动汽车总充电功率，并将当前时刻期望的电动汽车总充电功率与当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率进行比较。如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率大于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则增加充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率小于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则减少充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率等于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则充电行为不变。
[0044]
在本发明的一个实施例中，当前时刻期望的电动汽车总充电功率可通过以下公式计算：
[0045]
p
ev
＝p
set
+p
pv
+p
store-pe[0046]
其中，p
ev
为当前时刻期望的电动汽车总充电功率，p
set
为电网的恒定输出功率，p
pv
为当前时刻光伏组件的输出功率，p
store
为当前时刻储能装置的输出功率，pe为当前时刻商务建筑中的实际用电功率。
[0047]
在本发明的一个实施例中，可通过降低当前时刻的充电电价和/或提高当前时刻充电桩的功率以控制充电行为增加，通过提高当前时刻的充电电价和/或降低当前时刻充电桩的功率以控制充电行为减少。
[0048]
也就是说，如果需要增大商务建筑中电动汽车的总充电功率以使电网的输出功率保持恒定，则可降低当前时刻的充电电价，或者提高当前时刻每个充电桩的充电功率，或者同时降低当前时刻的充电电价并提高当前时刻每个充电桩的充电功率；如果需要减小商务建筑中电动汽车的总充电功率以使电网的输出功率保持恒定，则可提高当前时刻的充电电价，或者降低当前时刻每个充电桩的充电功率，或者同时提高当前时刻的充电电价并降低
当前时刻每个充电桩的充电功率。
[0049]
根据本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制方法，通过确定电网的恒定输出功率，并获取当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率、商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，以对电动汽车充电行为进行控制，由此，能够通过对商务建筑中电动汽车充电行为的控制，实现电网的恒功率输出。
[0050]
对应上述实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制方法，本发明还提出一种商务建筑中电动汽车充电行为控制装置。
[0051]
如图2所示，本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制装置包括确定模块10、第一获取模块20、第二获取模块30和控制模块40。其中，确定模块10用于确定电网的恒定输出功率；第一获取模块20用于获取当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率和储能装置的输出功率；第二获取模块30用于获取当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率；控制模块40用于根据电网的恒定输出功率及当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率、商务建筑中电动汽车的实际总充电功率对电动汽车充电行为进行控制。
[0052]
第二获取模块30可通过以下公式计算当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率：
[0053][0054]
其中，p
charge
为当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，k表示商务建筑中充电桩的种类总数，ni为当前时刻进行充电工作的第i类充电桩的数量，p
charge_i
为每个第i类充电桩的充电功率。在本发明的实施例中，每一类充电桩的充电功率相等。
[0055]
控制模块40具体可根据电网的恒定输出功率及当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率确定当前时刻期望的电动汽车总充电功率，并将当前时刻期望的电动汽车总充电功率与当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率进行比较。如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率大于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则增加充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率小于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则减少充电行为；如果当前时刻期望的电动汽车总充电功率等于当前时刻商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，则充电行为不变。
[0056]
在本发明的一个实施例中，控制模块40可通过以下公式计算当前时刻期望的电动汽车总充电功率：
[0057]
p
ev
＝p
set
+p
pv
+p
store-pe[0058]
其中，p
ev
为当前时刻期望的电动汽车总充电功率，p
set
为电网的恒定输出功率，p
pv
为当前时刻光伏组件的输出功率，p
store
为当前时刻储能装置的输出功率，pe为当前时刻商务建筑中的实际用电功率。
[0059]
在本发明的一个实施例中，可通过降低当前时刻的充电电价和/或提高当前时刻充电桩的功率以控制充电行为增加，通过提高当前时刻的充电电价和/或降低当前时刻充电桩的功率以控制充电行为减少。
[0060]
也就是说，如果需要增大商务建筑中电动汽车的总充电功率以使电网的输出功率
保持恒定，则可降低当前时刻的充电电价，或者提高当前时刻每个充电桩的充电功率，或者同时降低当前时刻的充电电价并提高当前时刻每个充电桩的充电功率；如果需要减小商务建筑中电动汽车的总充电功率以使电网的输出功率保持恒定，则可提高当前时刻的充电电价，或者降低当前时刻每个充电桩的充电功率，或者同时提高当前时刻的充电电价并降低当前时刻每个充电桩的充电功率。
[0061]
根据本发明实施例的商务建筑中电动汽车充电行为控制装置，通过确定电网的恒定输出功率，并获取当前时刻商务建筑中的实际用电功率、光伏组件的输出功率、储能装置的输出功率、商务建筑中电动汽车的实际总充电功率，以对电动汽车充电行为进行控制，由此，能够通过对商务建筑中电动汽车充电行为的控制，实现电网的恒功率输出。
[0062]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0063]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0064]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0065]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0066]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0067]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设
备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0068]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0069]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0070]
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0071]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。