專利名稱：基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動汽車充電管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著能源價格的不斷攀升，在不影響用戶出行的前提下，電動汽車得到廣泛應(yīng)用，不僅能夠緩解傳統(tǒng)能源的供給壓力，還能夠以零排放保護(hù)環(huán)境。未來我國將進(jìn)入電動汽車尤其是電動乘用車快速發(fā)展時期，形成電動汽車的規(guī)?；瘧?yīng)用后，這將對充電設(shè)施發(fā)展和電網(wǎng)運行帶來新的挑戰(zhàn)，充電需求具有隨機(jī)性和分散性特點，加大了配電網(wǎng)運行管理難度，特別是針對離散分布在城市相對較大區(qū)域內(nèi)的各充電設(shè)施。對電動汽車用戶產(chǎn)生影響的因素主要包括充電時間、地點、頻率以及日行駛里程。用戶開始充電時間越集中，對系統(tǒng)的充電功率需求就越大；充電地點則顯示了用戶日常用車行為，一般為住宅、辦公樓以及某些停車場。用戶的充電頻率則與電池容量及日行駛里程有關(guān)，對于電動汽車用戶，車輛使用成本是一個很關(guān)鍵的因素，尤其是車輛電能補給費用。在沒有緊急情況下，大多數(shù)消費者會選擇相對便宜的電價進(jìn)行能源補充。同時，電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)決定著電價情況。因此，充電需求及其控制策略對于電動汽車的充電控制非常重要，如何調(diào)配充電設(shè)施的使用顯得尤為重要。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型目的是提供一種基于虛擬充電站模式的電動汽車充電設(shè)施管理系統(tǒng)，另一目的是提供一種基于虛擬充電站模式的電動汽車充電設(shè)施管理方法，以分布式電動汽車充電設(shè)施為基礎(chǔ)單兀搭建虛擬充電站，以宏觀的管理使建設(shè)于城市不同地方獨立充電設(shè)施接受虛擬充電站統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)了離散分布充電設(shè)施的集中性運
口 o電網(wǎng)峰谷值較大，需要額外能源削峰填谷，以保證電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。未來社會電動汽車蘊含的儲電潛力將非常大，利用電動汽車儲能潛力巨大，通過智能電網(wǎng)與電動汽車能量的可控、優(yōu)化的雙向流動，可實現(xiàn)對電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用。研究電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測曲線，制定相關(guān)政策或鼓勵相關(guān)社會行為使電動汽車用戶和電網(wǎng)之間尋求一種利益平衡。1、對不同時段充電采用不同費率。在電網(wǎng)負(fù)荷波峰時段，充電價格調(diào)高；在電網(wǎng)負(fù)荷波谷時段，充電價格調(diào)低。而且，可以根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，細(xì)化分當(dāng)前時段電價。2、對采用各種方案充電引入鼓勵機(jī)制。對于長期滿足電動汽車最優(yōu)充電方案的用戶或者提前預(yù)約式充電的用戶給予優(yōu)惠電價措施。3、過于集中的地區(qū)性充電，不僅不利于電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)，更不利于電動汽車用戶的充電時效性。因此，對城市內(nèi)車輛相對密集地段進(jìn)行合理規(guī)劃，以區(qū)域費率的方式進(jìn)行管理，以便電動汽車用戶能夠合理分散。[0009]本實用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:—種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng),其特征在于，所述管理系統(tǒng)包括虛擬充電站管理終端，電網(wǎng)信息采集終端，離散分布充電設(shè)施，車載信息管理終端和車載無線通信終端；所述虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接；所述電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息；所述離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接；所述車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互；所述車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型的有益效果為:本實用新型目的針對目前分布的電動汽車充電設(shè)施管理問題，提供一種分布式電動汽車充電管理系統(tǒng)，用于解決離散分布的充電設(shè)施無序充電導(dǎo)致的電網(wǎng)高負(fù)荷技術(shù)問題，有效利用電網(wǎng)低谷負(fù)荷，同時滿足電動汽車用戶不同需求下的充電設(shè)施管理系統(tǒng)。1.本實用新型提供的技術(shù)方案實現(xiàn)了統(tǒng)一調(diào)配離散分布充電設(shè)施，并能根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)調(diào)整充電方式引導(dǎo)策略，對電網(wǎng)安全運行起到良好的改善作用。2.用戶使用經(jīng)濟(jì)和便捷。3.本實用新型提供的虛擬充電站運營模式，均勻化應(yīng)用離散分布的充電設(shè)施，節(jié)省了成本。4.采用虛擬充電站管理方式，能夠有效存儲用戶充電信息，為后續(xù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)參考，而且便于運營方制定符合用戶需求的個性化充電策略。

圖1為本實用新型提供的虛擬充電站示意圖圖2為本實用新型提供的虛擬充電站系統(tǒng)交互連接方式與信息示意圖圖3為本實用新型提供的電動汽車虛擬充電站未預(yù)約服務(wù)流程圖圖4為本實用新型提供的電動汽車虛擬充電站預(yù)約服務(wù)流程圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。將一定區(qū)域內(nèi)相互關(guān)聯(lián)的離散分布充電設(shè)施想象為一個虛擬的充電站，從這一區(qū)域整體上實現(xiàn)統(tǒng)一的管理。虛擬充電站整體上能夠滿足常規(guī)充電站的所有功能，同時能夠有效利用時間和空間以契合用戶需求。用于為電動汽車供應(yīng)電力補給，在電動汽車接入充電時從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充電數(shù)據(jù)。離散充電設(shè)施地域分布廣，通訊方式為管理系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實施例1圖2為本實用新型提供的虛擬充電站示意圖，主要流程包括:[0030]虛擬充電站管理終端:采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)備連接，實時獲取配電網(wǎng)信息采集終端下發(fā)的當(dāng)前時段可用功率及電價數(shù)據(jù)。通過利用WIFI方式與各區(qū)域集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將制定的價格與充電策略下發(fā)，同時實時獲取所轄管理區(qū)域內(nèi)電動汽車充電設(shè)施使用情況以及電動汽車充電數(shù)據(jù)并存儲。對不同需求用戶進(jìn)行引導(dǎo)并配置不同充電設(shè)備。電網(wǎng)信息采集終端:通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息，用于接收電網(wǎng)實時負(fù)荷信息，采集充電設(shè)施各時段內(nèi)充電數(shù)據(jù)并上傳配電網(wǎng)信息采集終端，為配電網(wǎng)調(diào)度人員及時做出負(fù)荷調(diào)整和準(zhǔn)確負(fù)荷預(yù)測提供原始數(shù)據(jù)。離散分布充電設(shè)施:通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站的連接；同時，向虛擬充電站傳輸充電數(shù)據(jù)，實時獲取虛擬充電站發(fā)布的電價數(shù)據(jù)等信息。采用PLC通信技術(shù)與電動汽車進(jìn)行通信，用于為電動汽車提供電力能源供給接口，在電動汽車接入充電時利用PLC技術(shù)從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充點數(shù)據(jù)。接受虛擬充電站管理終端管控，并顯示電動汽車充電實時電價數(shù)據(jù)、充電需求數(shù)據(jù)以及服務(wù)選擇選項。并根據(jù)用戶選擇情況進(jìn)行充電和計量計費。車載信息管理終端:通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互，在充電過程中從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充點數(shù)據(jù)。車載無線通信終端:采用GPRS通訊方式建立連接，用戶能夠通過該終端向虛擬充電站查詢區(qū)域內(nèi)充電設(shè)備的使用優(yōu)先級，實時電價數(shù)據(jù)以及進(jìn)行預(yù)約充電、信息查詢等服務(wù)。實施例2圖3為本實用新型提供的電動汽車虛擬充電站未預(yù)約服務(wù)流程圖，主要流程包括:1、檢測到電動汽車充電設(shè)施與電動汽車連接，并接收充電請求；2、更新電網(wǎng)信息；3、根據(jù)電網(wǎng)信息、區(qū)位信息下發(fā)各類服務(wù)實時電價信息；4、檢測當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷是否受限；5、發(fā)送各類充電服務(wù)實時價格信息至充電設(shè)施，等待用戶選擇充電服務(wù)模式；6、接收用戶選擇服務(wù)類別，發(fā)出確認(rèn)請求；用戶確認(rèn)充電，開始計量計費，并將充電負(fù)荷數(shù)據(jù)實時傳輸至虛擬充電站；用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；7、充電完成,對用戶賬戶進(jìn)行扣費,并更新車載信息管理信息；虛擬充電站對充電數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，結(jié)束充電服務(wù)；8、在步驟2中，如果當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷受限，還可提示用戶是否充電，是，則以高額電價開始充電，否，則結(jié)束充電；9、在步驟5中，可分為緊急充電/大功率充電、實時交流充電、經(jīng)濟(jì)交流充電三種對應(yīng)的充電服務(wù)；10、用戶選擇緊急充電/大功率充電服務(wù)，查詢電網(wǎng)負(fù)荷及設(shè)備狀態(tài)是否允許，允許充電，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；11、用戶選擇實時交流充電服務(wù)，更新充電需求順序確認(rèn)是否存在排隊，是，則等待設(shè)置充電延時后開始充電，否，則直接開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；[0048]12、用戶選擇經(jīng)濟(jì)交流充電服務(wù)，更新電網(wǎng)信息確認(rèn)是否滿足經(jīng)濟(jì)充電條件，是，則設(shè)置經(jīng)濟(jì)充電并開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電，否則結(jié)束。實施例3圖4為本實用新型提供的電動汽車虛擬充電站預(yù)約服務(wù)流程圖，主要流程包括:1、虛擬充電站接受電動汽車遠(yuǎn)程預(yù)約請求；2、更新電網(wǎng)信息；2、系統(tǒng)查詢該用戶常用充電信息，根據(jù)電網(wǎng)信息、區(qū)位信息向用戶車載終端下發(fā)各類服務(wù)實時電價信息；3、接受用戶反饋信息，確定用戶具體需求，并根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)、充電設(shè)施狀態(tài)以及用戶需求制定充電策略，提供用戶充電方案，引導(dǎo)用戶至充電設(shè)施節(jié)點；4、用戶確認(rèn)預(yù)約完成，否則，取消預(yù)約服務(wù)；5、用戶于預(yù)約時間到達(dá)計劃充電設(shè)備處與其連接(超時一定時段預(yù)約取消，并發(fā)送信息至用戶)；6、檢測到電動汽車充電設(shè)備與電動汽車連接，下達(dá)預(yù)約服務(wù)信息至充電設(shè)備；7、用戶確認(rèn)開始充電，同時計量計費；8、充電完成,對用戶賬戶進(jìn)行扣費,并更新車載信息管理信息；虛擬充電站對充電數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，結(jié)束充電服務(wù)；9、預(yù)約服務(wù)可分為緊急充電/大功率充電、用戶為主、電網(wǎng)為主三種對應(yīng)的充電服務(wù)；10、用戶選擇緊急充電/大功率充電服務(wù)，查詢電網(wǎng)負(fù)荷及設(shè)備狀態(tài)是否允許，允許充電，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；11、用戶選擇用戶為主充電服務(wù)，設(shè)定交流充電服務(wù)預(yù)期時間，更新是否存在排隊，是，則等待設(shè)置充電延時后開始充電，否，則直接開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；12、用戶選擇電網(wǎng)為主充電服務(wù)，更新電網(wǎng)信息并制定充電策略，發(fā)送充電服務(wù)策略至用戶，等待用戶選擇是否接受，是，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電，否，則結(jié)束。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述管理系統(tǒng)包括虛擬充電站管理終端，電網(wǎng)信息采集終端，離散分布充電設(shè)施，車載信息管理終端和車載無線通信終端； 所述虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接； 所述電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息； 所述離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接； 所述車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互； 所述車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬充電站管理終端實時獲取配電網(wǎng)信息采集終端下發(fā)的當(dāng)前時段可用功率及電價數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)信息采集終端用于接收電網(wǎng)實時負(fù)荷信息，采集充電設(shè)施各時段內(nèi)充電數(shù)據(jù)并上傳配電網(wǎng)信息管理終端。
4.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述離散分布充電設(shè)施向虛擬充電站管理平臺傳輸充電數(shù)據(jù)，實時獲取虛擬充電站發(fā)布的電價數(shù)據(jù)信息。
5.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述車載信息管理終端用于測量和記錄電動汽車充電數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型涉及一種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接；電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息；離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接；車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互；車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。本實用新型通過以分布式電動汽車充電設(shè)施為基礎(chǔ)單元搭建虛擬充電站，以宏觀的管理使建設(shè)于城市不同地方獨立充電設(shè)施接受虛擬充電站統(tǒng)一調(diào)度，以實現(xiàn)離散分布充電設(shè)施的集中性運營。
文檔編號G05B19/418GK203164714SQ20132012042
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者周斌, 惠琪, 劉昭慧, 張建偉, 趙翔, 呂曉榮, 楊芳, 秦儉 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司