電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時接受配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實時功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日用電計劃，配電網(wǎng)的實時功率指令優(yōu)先于調(diào)度計劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機做出響應(yīng)。本發(fā)明能協(xié)調(diào)電動汽車用戶、充電站運營商、電網(wǎng)管理者之間。本發(fā)明管理方法簡單方便，實用性強。
【專利說明】電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是一種電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，屬于電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理方法的改造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力需求側(cè)管理指電網(wǎng)通過采取一定激勵和措施，改善電力用戶的用電特性，提高終端用電效率，在滿足用戶需求的同時，提高電網(wǎng)的運行效率，達到節(jié)約資源、保護環(huán)境及提高經(jīng)濟效益的目的。電動汽車充電站為電動汽車提供電能補給服務(wù)，將電動汽車充電站納入電網(wǎng)需求側(cè)管理的范疇是使電動汽車實現(xiàn)有序充電的重要形式，即電動汽車在需求側(cè)管理框架下實現(xiàn)充電負荷的動態(tài)調(diào)整電動汽車充電站通過本地的監(jiān)控系統(tǒng)對站內(nèi)的充電負荷進行管理，目前，電動汽車的有序充電主要集中于充電站的本地管理，缺乏從電網(wǎng)角度出發(fā)對電動汽車充電站進行有效管理的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種協(xié)調(diào)電動汽車用戶、充電站運營商、電網(wǎng)管理者之間的關(guān)系的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法。本發(fā)明管理方法簡單方便，實用性強。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時接受配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實時功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日“用電計劃”，配電網(wǎng)的實時功率指令優(yōu)先于調(diào)度計劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機做出響應(yīng)。
[0005]上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)具備對電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的接口及對配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)的接口，充電站監(jiān)控系統(tǒng)同時接受電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)的管理。
[0006]上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、充電站負荷預(yù)測模塊、有序充電模塊,數(shù)據(jù)采集模塊采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負荷預(yù)測模塊，將充電設(shè)施和車輛的實時狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊，車載控制器將車載充電機、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向有序充電模塊發(fā)送用電計劃，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)向該模塊發(fā)送實時功率限制指令，有序充電模塊向配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)發(fā)送充電站的實時用電信息，有序充電模塊將充電站的實時用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器，充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器。
[0007]本發(fā)明針對電網(wǎng)、充電站運營商、電動汽車用戶三方的協(xié)調(diào)，提供了一種包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器的管理系統(tǒng)的管理方法。充電站同時接受配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，其中配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)以實時功率限制對充電站負荷進行管理，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對充電站進行管理，配電網(wǎng)的實時功率指令優(yōu)先于調(diào)度計劃。充電站監(jiān)控系統(tǒng)在電網(wǎng)管理下根據(jù)各用戶的需求對接入的電動汽車進行實時協(xié)調(diào)控制，各用戶通過車載控制器對充電站的管理做出響應(yīng)。本發(fā)明的管理方法能協(xié)調(diào)電動汽車用戶、充電站運營商、電網(wǎng)管理者之間的關(guān)系。本發(fā)明是一種簡單方便，實用性強的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明電網(wǎng)對電動汽車充電站管理方法的示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明充電站監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]實施例:
[0011]本發(fā)明電網(wǎng)對電動汽車充電站管理方法的示意圖如圖1所示，包括有
[0012]圖1為電網(wǎng)對電動汽車充電站管理方法示意圖。如圖1所示，充電站監(jiān)控系統(tǒng)111具備對電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101接口及配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102接口，同時接受二者的管理。所述充電站監(jiān)控系統(tǒng)111包括數(shù)據(jù)采集模塊112、充電站負荷預(yù)測模塊113、有序充電模塊114，但并不局限于上述模塊。數(shù)據(jù)采集模塊111采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負荷預(yù)測模塊112，將充電設(shè)施和車輛的實時狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊114。車載控制器122將車載充電機、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器121。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101向有序充電模塊114發(fā)送用電計劃，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102向該模塊發(fā)送實時功率限制指令。有序充電模塊114向配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102發(fā)送充電站的實時用電信息。有序充電模塊114將充電站的實時用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器121。充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器122。
[0013]所述電網(wǎng)調(diào)度系101統(tǒng)對充電站實施日前用電計劃，步驟如下:
[0014]I)每日18:00前從充電站獲得該站的下一日負荷預(yù)測結(jié)果，該負荷預(yù)測結(jié)果時間精度可根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)要求設(shè)定為5min或15min，如以5min為時間精度的負荷預(yù)測結(jié)果由288個點的數(shù)據(jù)組成，定義為{Pep(0)，...，Pep(287)}；
[0015]2)根據(jù)電網(wǎng)發(fā)電計劃、負荷預(yù)測、充電站負荷預(yù)測結(jié)果制定充電站的下一日用電計劃，如果以5min為時間精度，該用電計劃可定義為(Ptff(O)Pop (287)} ; (3)每日的24:00之前向充電站下發(fā)用電計劃。
[0016]所述配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102對充電站實施實時功率控制，步驟如下:
[0017]11)測量采集第t時刻充電站所在配電線路或公共變壓器的功率I\(t)，讀取充電站上報的第t時刻充電站實際功率Pc (t)；
[0018]12)計算第t+Ι時刻充電站功率限值Pd (t+Ι):
[0019]Pd(t+1) =Pmax(t+1)-Pl(t) +Pc(t),其中 P_(t+1)為配電線路或公共變壓器的在 t+1時刻的最大允許功率，由t時刻的溫度、設(shè)備的狀態(tài)決定；
[0020]13)向充電站下發(fā)t+Ι時刻允許功率限值Pd (t+1)。[0021 ] 所述有序充電模塊114是根據(jù)電網(wǎng)管理信息及站內(nèi)充電信息進行充電站內(nèi)車輛充電功率管理的模塊。其需要的充電設(shè)施和車輛的實時狀態(tài)信息包括:當前t時刻充電設(shè)施可提供的最大功率PEi(t)，各接入車輛的剩余停駛時間Ti(t)、剩余電量需求Ei (t)，i=l...N, N為當前充電站在線的車輛數(shù)量。當配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)102下發(fā)的實時功率限制PD(t)不大于電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)101下達的用電計劃Ptff (t)時，“有序充電”模塊選擇Pd (t)為充電站在t時刻的最大允許充電負荷Ps (t)，反之，以P^Xt)作為最大允許充電負荷Ps (t)?！坝行虺潆姟蹦K綜合上述信息，將計算得到的t時刻各車輛的分配充電功率Ut)下發(fā)給車輛。
[0022]所述充電站負荷預(yù)測模塊113根據(jù)充電站的歷史數(shù)據(jù)對充電站一日的充電負荷進行預(yù)測，其步驟如下:
[0023]21)根據(jù)充電站的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果確定一日各時段車輛充電功率和充電時間的
期望值；
[0024]22)根據(jù)到達充電站進行充電的車輛歷史數(shù)據(jù)建立模型預(yù)測下一日各時段的車輛達到數(shù)量；
[0025]23)計算各時段充電站的充電功率的期望值，并以此作為預(yù)測結(jié)果。
[0026]所述數(shù)據(jù)采集模塊112通過位于站內(nèi)充電設(shè)施的量測和通訊終端對充電設(shè)施和電動汽車的狀態(tài)進行實時監(jiān)測和記錄。
[0027]所述充電樁控制器121指充電設(shè)施內(nèi)部的測量、通訊、控制和保護系統(tǒng)，其提供了車輛與充電站監(jiān)控系統(tǒng)111之間的通訊接口。對于直流充電設(shè)施，其還將按照充電站監(jiān)控系統(tǒng)111和車載控制器122的指令對其輸出功率進行調(diào)制。
[0028]所述車載控制器122 指對車輛的充電過程進行管理的系統(tǒng)，其提供了車輛與外部系統(tǒng)的通訊接口，并向用戶提供互動接口，用戶通過車載控制器輸入目標充電電量、預(yù)期停駛時間等需求信息。車載控制器122綜合用戶需求、電池管理系統(tǒng)(BMS)信息和充電站的功率限制，做出充電功率決策。其根據(jù)充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的分配功率Pc^t)，對車輛擬將采用的充電功率進行決策，將充電回執(zhí)功率Pfi(t)和回執(zhí)屬性入七)反饋給充電站監(jiān)控系統(tǒng)。其中充電回執(zhí)功率Pfi (t)表示該時段車輛將采用的充電功率；λ i(t)=0表示不參加下一時段充電站有序充電，λ JO=I表示參加。
[0029]圖2為充電站監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程示意圖。如圖2所示，所述充電站監(jiān)控系統(tǒng)111在配電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度管理下執(zhí)行有序充電的步驟如下:
[0030]31)讀取當取當前時段充電站的用電計劃P^^t)，讀取配電網(wǎng)管理系統(tǒng)下發(fā)的實時功率限制Pd⑴。
[0031]32)讀取當前各接入車輛及所在充電設(shè)施的狀態(tài)信息，包括:車輛需要補充的電量Ei (t)、充電設(shè)施允許功率PEi (t)、剩余停駛時間Ti (t)。
[0032]33)判斷min (Pcp (t)，Pd (t))是否大于充電站當前的需用功率Pn (t),當min (Pcp (t), Pd (t))不大于充電站的額定功率時退出計算流程,等待下一計算時段。其中，Pn(t)為當前處于工作狀態(tài)的充電設(shè)施的額定功率總和。
[0033]34)計算各車輛的分配功率:
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于所述管理系統(tǒng)包括有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁控制器、車載控制器，充電站同時接受配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)向充電站監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)實時功率限制命令，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向充電站下發(fā)日用電計劃，配電網(wǎng)的實時功率指令優(yōu)先于調(diào)度計劃，充電樁控制器及車載控制器接收充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達的功率限制命令，根據(jù)充電樁和車輛的狀態(tài)，控制充電樁及車載充電機做出響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)具備對電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的接口及對配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)的接口，充電站監(jiān)控系統(tǒng)同時接受電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)及配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)的管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述充電站監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、充電站負荷預(yù)測模塊、有序充電模塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集記錄充電設(shè)施和車輛的狀態(tài)信息，將歷史數(shù)據(jù)發(fā)送于充電站負荷預(yù)測模塊，將充電設(shè)施和車輛的實時狀態(tài)信息發(fā)送于有序充電模塊，車載控制器將車載充電機、電池的狀態(tài)以及用戶的相關(guān)信息發(fā)送給充電樁控制器，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)向有序充電模塊發(fā)送用電計劃，配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)向該模塊發(fā)送實時功率限制指令，有序充電模塊向配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)發(fā)送充電站的實時用電信息，有序充電模塊將充電站的實時用電信息發(fā)送于配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)，將分配功率信息發(fā)送到充電樁控制器，充電樁控制器將分配功率信息抄送至車載控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對充電站實施日前用電計劃的控制包括如下步驟: 1)每日18:00前從充電站獲得該站的下一日負荷預(yù)測結(jié)果； 2)根據(jù)電網(wǎng)發(fā)電計劃、負荷預(yù)測、充電站負荷預(yù)測結(jié)果制定充電站的下一日“用電計劃”，每日的24:00之前向充電站下發(fā)用電計劃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述配電網(wǎng)負荷管理系統(tǒng)對充電站實施實時功率控制包括如下步驟: 21)測量采集第t時刻充電站所在配電線路或公共變壓器的功率PJt)，讀取充電站上報的第t時刻充電站實際功率P。(t)； 22)計算第t+Ι 時刻充電站功率限值 PD(t+l):PD(t+1) =Pmax(t+1)-Pl(t)+Pc(t),其中Pmax (t+1)為配電線路或公共變壓器的在t+Ι時刻的最大允許功率； 23)向充電站下發(fā)t+Ι時刻允許功率限值Pd(t+1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)對電動汽車充電站的管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于上述電站監(jiān)控系統(tǒng)在配電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度管理下執(zhí)行有序充電的控制包括如下步驟: 31)讀取當前時段充電站的用電計劃P^Xt)，讀取配電網(wǎng)管理系統(tǒng)下發(fā)的實時功率限制Pd⑴; 32)讀取當前各接入車輛及所在充電設(shè)施的狀態(tài)信息，包括:車輛需要補充的電量Ei⑴、充電設(shè)施允許充電功率PEi (t)、剩余停駛時間Ti (t)； 33)當PD(t))不大于充電站當前的需用功率PN(t)時退出計算流程,等待下一計算時段，其中Pn(t)為當前處于工作狀態(tài)的充電設(shè)施的額定功率總和； 34)計算各車輛的分配功率:
【文檔編號】G06Q10/06GK103559567SQ201310303475
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】張樂平, 董旭柱, 郭曉斌, 許愛東, 張明明, 林偉斌, 賴宇陽 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司