充电桩的无功功率调节方法及装置、存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种充电桩的无功功率调节方法及装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.随着人们对环境保护的日益重视，在供给侧，风电、光伏发电得到了巨大的发展，在需求侧，电动汽车也得到了广泛的应用；然而，风电和光伏发电具具有波动性、间歇性等特点，加上大量电动汽车的无序行为，容易导致系统因功率的频繁波动而崩溃。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种充电桩的无功功率调节方法，能够利用电动汽车充电桩参与功率调节，起到功率削峰填谷的作用，降低了功率波动的影响。
4.本发明还提供了一种充电桩的无功功率调节装置，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。
5.一种充电桩的无功功率调节方法，包括：
6.当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率；
7.根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量；
8.根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量；
9.根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号；
10.向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。
11.上述的方法，可选的，所述确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率，包括：
12.确定每个所述充电桩的工作类型，所述工作类型包括第一类型和第二类型中的一种；所述第一类型的充电桩不参与需求响应，所述第二类型的充电桩参与需求响应；
13.对于每个所述充电桩，在所述充电桩的工作类型为第一类型的情况下，将所述充电桩的最大充电功率确定为所述充电桩的有功功率；在所述充电桩的工作类型为第二类型的情况下，根据所述充电桩连接的车辆的充电参数以及所述充电桩的最大充电功率确定所述充电桩的充电功率范围，在所述充电功率范围中确定所述充电桩当前的有功功率；所述充电参数包括所述车辆的计划充电时长、所述车辆的电池的起始荷电状态和结束荷电状态。
14.上述的方法，可选的，所述确定各个所述充电桩的工作类型，包括：
15.获得每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息；
16.对于每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息，在所述选择信息表征所
述用户选择不参与需求响应的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型；在所述选择信息表征所述用户选择参与需求响应的情况下，根据所述车辆的充电参数判断所述充电桩是否满足预设的需求响应条件，在所述充电桩满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第二类型；在所述充电桩不满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型。
17.上述的方法，可选的，所述根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量，包括：
18.根据每个所述充电桩的有功功率以及最大视在功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量。
19.上述的方法，可选的，所述根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号，包括：
20.获取预先设置的目标函数和约束条件；所述约束条件包括充电桩容量约束条件、充电桩有功功率约束条件、节点电压幅值约束条件、线路传输容量约束条件以及潮流约束条件；
21.根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量、所述目标函数以及所述约束条件生成每个所述充电桩对应的调度信号；
22.所述目标函数为：
23.所述充电桩容量约束条件为：
24.所述充电桩有功功率约束条件：
25.所述节点电压幅值约束条件：v
i,min
≤vi≤v
i,max
；
26.所述线路传输容量约束条件：ik≤i
k,max
；
27.所述潮流约束条件：所述潮流约束条件：
28.其中，vi表示电网中的目标节点i的电压值；v
ref
表示电网中的节点电压的参考值；n表示充电桩的总数；pi为充电桩i的有功功率，qi为充电桩i的无功功率，s
i,max
为充电桩i的最大视在容量；为充电桩i的最大有功功率，pi为充电桩i的最小有功功率；v
i,min
为目标节点i的电压下限；v
i,max
为目标节点i的电压上限；vi为目标节点i的电压值；ik为电网线路k的电流，i
k,max
为线路k最大允许传输电流；vi、vj分别为目标节点i、j的电压值，g
ij
为目标节点i、j之间的电导，b
ij
为目标节点i、j之间的电纳，θ
ij
为目标节点i、j之间的相角差，i，j，k分别为正整数。
29.一种充电桩的无功功率调节装置，包括：
30.确定单元，用于当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率；
31.计算单元，用于根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功
补偿容量；
32.执行单元，用于根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量；
33.生成单元，用于根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号；
34.发送单元，用于向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。
35.上述的装置，可选的，所述确定单元，包括：
36.第一确定子单元，用于确定每个所述目标节点的工作类型；所述工作类型包括第一类型和第二类型中的一种；
37.第二确定子单元，用于对于每个所述充电桩，在所述充电桩的工作类型为第一类型的情况下，将所述充电桩的最大充电功率确定为所述充电桩的有功功率；在所述充电桩的工作类型为第二类型的情况下，根据所述充电桩连接的车辆的充电参数以及所述充电桩的最大充电功率确定所述充电桩的充电功率范围，在所述充电功率范围中确定所述充电桩当前的有功功率；所述充电参数包括所述车辆的计划充电时长、所述车辆的电池的起始荷电状态和结束荷电状态。
38.上述的装置，可选的，所述第一确定子单元，包括：
39.执行模块，用于获得每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息；
40.确定模块，用于对于每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息，在所述选择信息表征所述用户选择不参与需求响应的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型；在所述选择信息表征所述用户选择参与需求响应的情况下，根据所述车辆的充电参数判断所述充电桩是否满足预设的需求响应条件，在所述充电桩满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第二类型；在所述充电桩不满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型。
41.一种存储介质，所述存储介质包括存储指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述的充电桩的无功功率调节方法。
42.一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如上述的充电桩的无功功率调节方法。
43.与现有技术相比，本发明包括以下优点：
44.本发明提供了一种充电桩的无功功率调节方法及装置、存储介质及电子设备，该方法包括：当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率；根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量；根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量；根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号；向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。应用本发明实施例提供的方法，能够利用电动汽车充电桩参与功率调节，起到功率削峰填谷的作用，降低了功率波动的影响。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
46.图1为本发明提供的一种充电桩的无功功率调节方法的方法流程图；
47.图2为本发明提供的一种确定每个目标节点所连接的充电桩的有功功率的过程的流程图；
48.图3为本发明提供的又一种充电桩的无功功率调节方法的方法流程图；
49.图4为本发明提供的一种充电桩的无功功率调节装置的结构示意图；
50.图5为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
51.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。
52.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.本发明实施例提供了一种充电桩的无功功率调节方法，该方法可以应用于电子设备，所述方法的方法流程图如图1所示，具体包括：
54.s101：当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率。
55.在本实施例中，调度指令可以是调度人员在点击预设的调度控件下触发的指令，也可以是调度人员点击预设的按键触发的指令，也可以是调度程序在运行过程中自动触发的指令，例如，到达预设的时间点时自动触发调度指令。
56.可选的，目标节点可以是电网中与充电桩连接的节点，充电桩可以是参与电网调压的充电装置，该充电桩可以与需要充电的车辆连接。
57.在本实施例中，充电桩的有功功率可以是恒定的充电功率，也可以是非恒定的充电功率，具体可以根据充电桩是否参与需求响应确定。
58.s102：根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量。
59.在本实施例中，可以根据每个充电桩的有功功率以及最大视在功率计算得到每个充电桩的无功补偿容量。
60.可选的，计算每个充电桩的无功补偿容量的具体方式如下：
[0061][0062]
其中，s
i,max
为充电桩i的最大视在容量，pi为充电桩i的有功功率。
[0063]
s103：根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量。
[0064]
在本实施例中，可以将每个充电桩的无功补偿容量发往预设的调度中心，由调度中心根据每个充电桩的无功补偿容量确定每个充电桩连接的目标节点的无功补偿容量。
[0065]
s104：根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号。
[0066]
在本实施例中，可以根据每个充电桩连接的目标节点的无功补偿容量，确定出每个充电桩所需要调节的无功功率的量，根据每个充电桩所需要调节的无功功率的量生成每个充电桩对应的调度信号，调度信号用于指示充电桩按需要调节的无功功率的量调节无功功率，可以根据需要调节的无功功率的量确定具体的调节方式，调节方式可以是发出无功功率和吸收无功功率中的一种。
[0067]
可选的，每个充电桩所需要调节的无功功率的量满足预设的约束条件，且调节后各目标节点的电压偏差的平方的总和最小，电压偏差指的是目标节点的电压值与电网中的节点电压的参考值的差值。
[0068]
s105：向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。
[0069]
在本实施例中，充电桩接收到其对应的调度信号后，根据接收到的调度信号中的需要调节的无功功率的量进行无功功率调节，具体可以是发出或吸收无功功率。
[0070]
应用本发明实施例提供的方法，能够利用电动汽车充电桩参与功率调节，起到功率削峰填谷的作用，降低了功率波动的影响。
[0071]
在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，具体的，所述确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率的过程，如图2所示，具体包括：
[0072]
s201：确定每个所述充电桩的工作类型，所述工作类型包括第一类型和第二类型中的一种；所述第一类型的充电桩不参与需求响应，所述第二类型的充电桩参与需求响应。
[0073]
在本实施例中，需求响应指的是需求侧或终端消费者通过对基于市场的价格信号、激励，或者来自于系统运营者的直接指令产生响应，改变其短期电力消费方式(消费时间或消费水平)和长期电力消费模式的行为。
[0074]
s202：对于每个所述充电桩，在所述充电桩的工作类型为第一类型的情况下，将所述充电桩的最大充电功率确定为所述充电桩的有功功率；在所述充电桩的工作类型为第二类型的情况下，根据所述充电桩连接的车辆的充电参数以及所述充电桩的最大充电功率确定所述充电桩的充电功率范围，在所述充电功率范围中确定所述充电桩当前的有功功率；所述充电参数包括所述车辆的计划充电时长、所述车辆的电池的起始荷电状态和结束荷电状态。
[0075]
在本实施例中，可以先获取车辆的充电参数，根据车辆的充电参数计算出充电桩的最小有功功率，由最小有功功率和最大充电功率组成第二类型的充电桩的充电功率范围，具体可以为：其中，为充电桩i的最大有功功率，pi为充电桩i的最小有功功
率，pi为充电桩i的有功功率。
[0076]
具体的，最小有功功率的计算方式可以如下：
[0077][0078]
其中，bi为电动汽车i的电池总量，为电动汽车i电池的起始荷电状态，为电动汽车i电池的结束荷电状态，ti为电动汽车i的计划充电小时数。
[0079]
在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，具体的，所述确定各个所述充电桩的工作类型，包括：
[0080]
获得每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息；
[0081]
对于每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息，在所述选择信息表征所述用户选择不参与需求响应的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型；在所述选择信息表征所述用户选择参与需求响应的情况下，根据所述车辆的充电参数判断所述充电桩是否满足预设的需求响应条件，在所述充电桩满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第二类型；在所述充电桩不满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型。
[0082]
在本实施例中，当时，确定充电桩满足需求响应条件，也即，当充电桩的最大充电功率与计划充电时长的乘积大于车辆的电池总量与目标差值的乘积时，确定充电桩满足需求响应条件，目标差值指的是结束荷电状态与起始荷电状态的差值。其中，为充电桩i的最大有功功率；bi为电动汽车i的电池总量，为电动汽车i电池的起始荷电状态，为电动汽车i电池的结束荷电状态，ti为电动汽车i的计划充电小时数。
[0083]
在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，具体的，所述根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号，包括：
[0084]
获取预先设置的目标函数和约束条件；所述约束条件包括充电桩容量约束条件、充电桩有功功率约束条件、节点电压幅值约束条件、线路传输容量约束条件以及潮流约束条件；
[0085]
根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量、所述目标函数以及所述约束条件生成每个所述充电桩对应的调度信号；
[0086]
所述目标函数为：
[0087]
所述充电桩容量约束条件为：
[0088]
所述充电桩有功功率约束条件：
[0089]
所述节点电压幅值约束条件：v
i,min
≤vi≤v
i,max
；
[0090]
所述线路传输容量约束条件：ik≤i
k,max
；
[0091]
所述潮流约束条件：所述潮流约束条件：
[0092]
其中，vi表示电网中的目标节点i的电压值；v
ref
表示电网中的节点电压的参考值；n表示充电桩的总数；pi为充电桩i的有功功率，也即目标节点i注入的有功功率；qi为充电桩i的无功功率，也即目标节点i注入的无功功率；s
i,max
为充电桩i的最大视在容量；为充电桩i的最大有功功率，pi为充电桩i的最小有功功率；v
i,min
为目标节点i的电压下限；v
i,max
为目标节点i的电压上限；vi为目标节点i的电压值；ik为电网线路k的电流，i
k,max
为线路k最大允许传输电流；vi、vj分别为目标节点i、j的电压值，g
ij
为目标节点i、j之间的电导，b
ij
为目标节点i、j之间的电纳，θ
ij
为目标节点i、j之间的相角差，i，j，k分别为正整数。
[0093]
可选的，充电桩i为目标节点i所连接的充电桩。
[0094]
参见图3，为本发明实施例提供的又一种充电桩的无功功率调节方法的方法流程图，具体包括如下步骤：
[0095]
步骤1、在新一轮电网调压调度前，进行电力系统、电动汽车充电桩、电动汽车等参数的初始化；
[0096]
步骤2、当用户进入充电站开始充电时，首先进行选择是否有意愿参与需求响应，若选择否，则直接划分为不参与需求响应组；反之，则进入下一步流程，此时需要输入电动汽车电池的起始荷电状态、结束荷电状态以及充电时间。然后，系统会开始计算，看其是否符合需求响应条件，如以最大有功功率进行充电都无法或者恰好能满足其充电需求，则划入不参与需求响应组；反之，则划入参与需求响应组。
[0097]
步骤3、不参与需求响应组的充电桩的充电功率是恒定的，均设置为最大充电功率参与需求响应组的充电功率并不是恒定的，当出现电压越限需要进行无功补偿时，就优先减小这些充电桩的有功功率以扩大无功补偿的范围。
[0098]
步骤4、计算充电桩i的无功补偿容量qi，等待调度中心确定各节点无功补偿容量。
[0099]
步骤5、调度中心给出各节点无功补偿容量，向充电桩发出无功功率的调节信号，以实现电网中各节点的电压偏差的平方的总和最小，且调节过程中需满足一定的约束条件。
[0100]
与图1所述的方法相对应，本发明实施例还提供了一种充电桩的无功功率调节装置，用于对图1中方法的具体实现，本发明实施例提供的充电桩的无功功率调节装置可以应用于电子设备中，其结构示意图如图4所示，具体包括：
[0101]
确定单元401，用于当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率；
[0102]
计算单元402，用于根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量；
[0103]
执行单元403，用于根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量；
[0104]
生成单元404，用于根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每
个所述充电桩对应的调度信号；
[0105]
发送单元405，用于向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。
[0106]
在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，具体的，所述确定单元401，包括：
[0107]
第一确定子单元，用于确定每个所述目标节点的工作类型；所述工作类型包括第一类型和第二类型中的一种；
[0108]
第二确定子单元，用于对于每个所述充电桩，在所述充电桩的工作类型为第一类型的情况下，将所述充电桩的最大充电功率确定为所述充电桩的有功功率；在所述充电桩的工作类型为第二类型的情况下，根据所述充电桩连接的车辆的充电参数以及所述充电桩的最大充电功率确定所述充电桩的充电功率范围，在所述充电功率范围中确定所述充电桩当前的有功功率；所述充电参数包括所述车辆的计划充电时长、所述车辆的电池的起始荷电状态和结束荷电状态。
[0109]
在本发明提供的一实施例中，基于上述的方案，具体的，所述第一确定子单元，包括：
[0110]
执行模块，用于获得每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息；
[0111]
确定模块，用于对于每个所述充电桩连接的车辆所属的用户的选择信息，在所述选择信息表征所述用户选择不参与需求响应的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型；在所述选择信息表征所述用户选择参与需求响应的情况下，根据所述车辆的充电参数判断所述充电桩是否满足预设的需求响应条件，在所述充电桩满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第二类型；在所述充电桩不满足所述需求响应条件的情况下，确定所述充电桩的工作类型为第一类型。
[0112]
上述本发明实施例公开的充电桩的无功功率调节装置中的各个单元和模块具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的充电桩的无功功率调节方法相同，可参见上述本发明实施例提供的充电桩的无功功率调节方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
[0113]
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述充电桩的无功功率调节方法。
[0114]
本发明实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图5所示，具体包括存储器501，以及一个或者一个以上的指令502，其中一个或者一个以上指令502存储于存储器501中，且经配置以由一个或者一个以上处理器503执行所述一个或者一个以上指令502进行以下操作：
[0115]
当接收到调度指令时，确定电网中的每个目标节点所连接的充电桩的有功功率；
[0116]
根据每个所述充电桩的有功功率计算得到每个所述充电桩的无功补偿容量；
[0117]
根据每个所述充电桩的无功补偿容量获得每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量；
[0118]
根据每个所述充电桩连接的目标节点的无功补偿容量生成每个所述充电桩对应的调度信号；
[0119]
向每个所述充电桩发送每个所述充电桩各自对应的调度信号，使得每个所述充电桩根据接收到的调度信号发出或吸收无功功率。
[0120]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重
点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0121]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0122]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0123]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0124]
以上对本发明所提供的一种充电桩的无功功率调节方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。