基于云平台的充电运营管理系统及其需求侧响应控制方法与流程

：本发明涉及电动汽车充电，尤其涉及基于云平台的充电运营管理系统及其需求侧响应控制方法。

背景技术

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背景技术：

1、当前电动汽车充电的运行功率控制要求，主要存在以下几种情况：

2、第一种情况，电动汽车充电一般采用无人值守的自助充电操作，所以经常会发生充电桩连接却未充电状况，比如车已充电完成却未及时移走、或车主占用充电桩后却预约等待低电价时段开始充电。为了提升充电站运营效率和收益，电动汽车充电站配建的充电桩总功率可能会大于充电站最大允许充电功率限额，这就导致如果出现所有充电桩同时满功率输出进行充电时，会发生本站总充电功率超过本站最大允许充电功率限额，产生安全和运行风险。所以充电站应始终控制本站总充电功率在最大允许充电功率限额内。

3、第二种情况，充电站与其他负荷共享一个园区总供电功率限额，但是所有负荷同时工作时的园区总用电功率会超过园区总供电功率限额，所以在其他用电负荷运行功率较大时，充电站应限制总的充电功率，以保证园区总用电功率不超过园区总供电功率限额。

4、第三种情况，由于冬夏季经常发生区域性电力尖锋负荷明显超过本区域内电力供应能力，所以供电部门会采取相应的强制限电调控指令或者需求侧响应措施。在充电站接收到强制限电调控指令或者企业参与响应电力需求侧响应时段，充电站最大允许充电功率限额会被临时调低，如果仍然按调低前的最大允许充电功率限额控制，很可能会遭遇供电部门强制拉闸完全停电或者高额惩罚性电费损失。

5、第四种情况，在以新能源发电为主的新型电力系统中，由于新能源发电功率具有很大不确定性，若用电负荷与新能源发电功率差距较大，则会对新型电力系统运行的安全性和稳定性形成巨大风险。所以新型电力系统中，作为非紧迫属性的充电负荷，应跟随新能源发电功率进行自动实时匹配充电功率，以保证新型电力系统的安全稳定运行。

6、第一种情况下，充电站的最大允许充电功率限额一般是一个固定值。后三种情况下，充电站的最大允许充电功率限额都是不固定的动态值。而当前已有的电动汽车有序充电控制方法，仅限于在固定值的最大允许充电功率限额下，结合电价的峰谷价差进行调控，并不能满足根据动态最大允许充电功率限额进行调控的需求。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供基于云平台的充电运营管理系统及其需求侧响应控制方法，以解决现有技术的不足。

2、本发明由如下技术方案实施：基于云平台的充电运营管理系统，包括：

3、多个车主终端，所述车主终端包括第一无线通讯模块、液晶操作模块、充电操作模块，车主终端硬件为智能手机、平板电脑、车载电脑中的一种；

4、配电管理平台，包括功率获取和计算模块、电网供电功率限额远程及人工设定模块、园区新能源发电预估模块、园区用电负荷预估模块、园区峰谷电价核定模块；

5、充电运营管理平台，包括设备管理模块、通讯服务模块、用户管理模块、充电服务模块、交易结算模块、数据服务模块、需求侧响应模块；

6、多个充电站，所述充电站包括多个充电桩，所述充电桩包括第二无线通信模块、人机交互模块、充电控制模块；

7、所述多个车主终端与充电运营管理平台无线通讯，所述充电运营管理平台与配电管理平台有线或者无线通信或者在服务器内数据交互访问，所述充电运营管理平台与多个充电站无线通信。

8、本发明还公开了基于云平台的充电运营管理系统的需求侧响应控制方法，包括：

9、基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的功率获取和计算模块，获取充电站所在园区各种发用电设备的额定和实时功率数据，至少包括：园区新能源发电额定功率值pr_ng、园区电网供电额定功率值pr_gr、园区充电站额定功率值pr_ch、园区新能源发电实时功率值p_ng、园区电网供电实时功率值p_gr、园区充电站实时功率值p_ch、园区非充电负荷实时功率值p_lo。

10、基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的电网供电功率限额远程及人工设定模块，获取园区电网供电功率在未来d天每天n个时间段的动态实时限额值pl_gr_d_1～n。pl_gr_d_1～n可由供电公司远程强行控制或园区电力运维人员人工设定，正常运行时按照设计额定功率执行，但在电网未来d天h1时间段电网供电能力不足时，由供电公司通过通讯手段远程强行调低pl_gr_d_h1及后续时间段动态实时限额值，或园区执行需求侧响应时运维人员人工设定方式调低pl_gr_d_h1及后续时间段动态实时限额值。在未来d天h2时间段电网供电能力恢复时，再恢复调高pl_gr_d_h2及后续时间段动态实时限额值。其中，d一般取值范围为当前日期的未来15日内，n一般取值为48或96或288，h表示一天总时段数为n中的某个时段。

11、基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的园区新能源发电预估模块和园区用电负荷预估模块，获取相关功率在未来d天每天n个时间段的预测值，包括：新能源发电功率预测值p_ng_d_1～n、充电站充电功率预测值p_ch_d_1～n、园区非充电负荷的功率预测值p_lo_d_1～n。

12、基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的园区峰谷电价核定模块，获取园区内未来d天每天n个时间段的充电指导价格m_ch_d_1～n。

13、在用户操作电动汽车插枪充电或用户注册时，选择符合该用户个性化的充电意向参数，至少包括：充电电量最低需求ecmin、充电电量最低需求ecmin内充电时可接受的最高电价m_ecmin、充电电量最低需求ecmin之后充电时可接受的正常电价时段电价m_ecels、充电电量最低需求ecmin之后充电时可接受的需求侧响应时段最高电价m_ecmax、本次充电电量最大需求emax或本次充电费用限额mmax。

14、在当前d天所在h时间段电动汽车充电过程中，基于云平台的充电运营管理系统，持续获取正在充电的电动汽车充电功率需求参数；根据用户所述充电意向参数和所述电动汽车充电功率需求参数，调控本充电站实际输出充电功率p_ch_ctrl小于充电站充电功率的实时动态限额值pl_ch_real，实现当前充电功率不越限，同时实现园区电网供电实时功率值p_gr小于pl_gr_d_h不越限；其中，pl_gr_d_h为电网供电功率在当前d天所在h时间段的动态实时限额值；取pl_gr_d_h+p_ng，作为园区供电总功率的动态实时限额值pl_sum；取所述pr_lo_d_h和p_lo中较大值，并根据人工提前设定的冗余要求留出备用功率，形成园区其他负荷的保障用电实时功率值p_lo_sum；取pl_sum-p_lo_sum与所述pr_ch中较小值，作为充电站充电功率的实时动态限额值pl_ch_real。

15、对正在充电的电动汽车充电功率需求不能完全满足并且不符合用户充电意向参数时，形成充电日志记录，并将正在降功率充电的信息以短信或app通知的方式告知用户。

16、根据所述相关功率在未来d天每天n个时间段的预测值，以及电网供电功率在未来d天每天n个时间段的动态实时限额值，计算出充电站在未来d天所在h时间段的充电功率动态限额预测值pl_ch_d_h＝(pl_gr_d_h+p_ng_d_h)-p_lo_d_h，形成未来d天每天n个时间段的动态实时限额值预测值pl_ch_d_1～n。

17、根据未来d天每天n个时间段的动态实时限额值预测值pl_ch_d_1～n，以及正在插枪充电的电动汽车充电需求数据，按照未来d天h时间段调控实际输出充电功率p_ch_ctrl_d_h小于充电站充电功率的实时动态限额值pl_ch_d_h的策略，形成未来d天每天n个时间段的本充电站充电预测方案，按此方案进一步形成每一辆正在插枪充电的电动汽车的充电时间、充电电量等预测充电结果。

18、进一步的，所述所述基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的功率获取和计算模块，获取充电站所在园区各种发用电设备的额定和实时功率数据。

19、进一步的，所述新能源发电实时功率值p_ng含储能放电功率。

20、进一步的，所述基于云平台的充电运营管理系统，通过配电管理平台的电网供电功率限额远程及人工设定模块，获取园区电网供电功率在未来d天每天n个时间段的动态实时限额值pl_gr_d_1～n。。

21、进一步的，所述未来d天每天n个时间段中d一般取值范围为当前日期的未来15日内，n一般取值为48或96或288，h表示一天总时段数为n中的某个时段。

22、进一步的，通过配电管理平台的园区新能源发电预估模块和园区用电负荷预估模块，获取相关功率在未来d天每天n个时间段的预测值。

23、进一步的，通过配电管理平台的园区峰谷电价核定模块，获取未来d天每天n个时间段的充电指导价格。

24、进一步的，通过调控本充电站实际输出充电功率小于充电站充电功率的实时动态限额值，实现当前充电功率不越限，同时实现园区电网供电实时功率不越限。

25、进一步的，还包括对正在充电的电动汽车充电功率需求不能完全满足并且不符合用户充电意向参数时，形成充电日志记录，并将正在降功率充电的信息以短信或app通知的方式告知用户。

26、进一步的，还包括对正在充电的电动汽车的充电时间、充电电量等预测充电结果，形成充电日志记录，以短信或者app通知的方式告知电动车主。

27、本发明的优点：

28、1、基于实时动态功率限额进行有序充电调控，解决了当前充电运营管理系统仅能基于固定功率限额进行有序充电调控的问题。

29、2、基于实时动态功率限额进行有序充电调控，能够解决充电站与同一园区其他负荷共享园区总供电功率限额时，可能存在的与其他负荷时段冲突导致的功率越限问题。

30、3、基于实时动态功率限额进行有序充电调控，能够实现供电部门下达限电指令或企业参与响应电力需求侧响应、供电功率限额小于额定功率时，充电功率不越限。

31、4、基于实时动态功率限额进行有序充电调控，能够实现新型电力系统新能源发电功率不稳定状态下，充电负荷荷随源动有序用电，保障新型电力系统运行的安全性和稳定性。