基于雙重能源的充電控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及充電控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于雙重能源的充電控制方法及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，電動(dòng)汽車產(chǎn)生引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，原因在于通過(guò)使用電動(dòng)汽車可 從一定程度上緩和化石燃料短缺以及環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題。與傳統(tǒng)汽車相比，電動(dòng)汽車在 能源效率、生態(tài)環(huán)境和能源獨(dú)立方面有很大的優(yōu)勢(shì)。然而，如果電動(dòng)汽車使用的能源完全來(lái) 自于燃煤發(fā)電廠，它會(huì)比燃料驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)汽車產(chǎn)生更高的二氧化碳，并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。因此， 可再生能源，例如，太陽(yáng)能或風(fēng)能，應(yīng)該成為電動(dòng)汽車能量來(lái)源的全部或部分，從而體現(xiàn)出 真正的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。由于電動(dòng)汽車的馬達(dá)是由可充電電池供電，所以電動(dòng)汽車需要定期進(jìn)行 充電，因此，電動(dòng)汽車中的充電調(diào)度問(wèn)題決定了充電汽車的充電效率。
[0003] 目前，現(xiàn)有的方法包括采用一種電動(dòng)汽車集群充放電優(yōu)化控制方法，彌補(bǔ)了現(xiàn)有 V2G(Vehicle-t〇-Grid，電動(dòng)汽車到電網(wǎng)）調(diào)度模型分解協(xié)調(diào)問(wèn)題的不足，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn) 了電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)協(xié)調(diào)控制體系，為電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)互動(dòng)提供了切實(shí)可行的理論基 礎(chǔ)，進(jìn)一步加快電動(dòng)汽車推廣速度。還包括電動(dòng)汽車充電負(fù)荷空間調(diào)度系統(tǒng)及調(diào)度方法，該 系統(tǒng)包括電動(dòng)汽車車載有序充電控制器、電網(wǎng)調(diào)度單元和電動(dòng)汽車調(diào)度中心，根據(jù)電動(dòng)汽 車車載有序充電控制器提供的充電請(qǐng)求、車輛位置信息、車輛電池剩余電量及額定容量以 及電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)提供的各充電站充電負(fù)荷是否均勻分配指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電負(fù)荷空 間調(diào)度，達(dá)到防止出現(xiàn)電網(wǎng)局部過(guò)負(fù)荷、線路擁塞等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)充電平衡。但是上述現(xiàn)有技 術(shù)均未考慮可再生能源的間歇性、電網(wǎng)電力價(jià)格的變化性等因素，即沒(méi)有分析電動(dòng)汽車排 隊(duì)序列最優(yōu)化和可再生能源分配最優(yōu)化的問(wèn)題。在充電站中，充電能量部分來(lái)源于可再生 資源，剩余所需的能量從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)，在不考慮可再生能源的間歇性、電網(wǎng)電力價(jià)格的變化性 等因素情況下，對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，可再生能源不足時(shí)，為使電動(dòng)汽車充電時(shí)間減小，需 從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)大量能量，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)為減少充電時(shí)間導(dǎo)致充電成本較高的問(wèn)題，提出一種滿足成 本約束的同時(shí)減少充電時(shí)間、減小充電成本的基于雙重能源的充電控制方法及系統(tǒng)。
[0005] -種基于雙重能源的充電控制方法，包括如下步驟：
[0006] 獲取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量；
[0007] 獲取所述單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量；
[0008] 根據(jù)所述單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量、所述單位充電時(shí)間段內(nèi)的電網(wǎng)電力 價(jià)格、單位充電時(shí)間段內(nèi)的預(yù)設(shè)成本以及單個(gè)待充電汽車的充電電量，計(jì)算在所述預(yù)設(shè)成 本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量；
[0009] 取所述單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及 在所述預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值，確定所述單位充電時(shí)間段內(nèi)允許 充電的汽車數(shù)量；
[0010] 在所述單位充電時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)所述單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量的 汽車進(jìn)行充電。
[0011] 本發(fā)明還提供一種基于雙重能源的充電控制系統(tǒng)，包括：
[0012] 第一獲取模塊，用于獲取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量；
[0013] 第二獲取模塊，用于獲取所述單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量；
[0014] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量、所述單位充電時(shí)間 段內(nèi)的電網(wǎng)電力價(jià)格、單位充電時(shí)間段內(nèi)的預(yù)設(shè)成本以及單個(gè)待充電汽車的充電電量，計(jì) 算在所述預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量；
[0015] 確定模塊，用于取所述單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充 電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及在所述預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值，確定所述單位充 電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量；
[0016] 第一控制模塊，用于在所述單位充電時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)所述單位充電時(shí)間段內(nèi)允許 充電的汽車數(shù)量的汽車進(jìn)行充電。
[0017] 上述基于雙重能源的充電控制方法及系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的 汽車數(shù)量，并取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及 在預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值作為單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽 車數(shù)量，確保在預(yù)設(shè)成本約束的前提條件下，使盡可能多的汽車進(jìn)行充電，從而使汽車等待 充電的時(shí)間最小化，由于對(duì)成本進(jìn)行了約束，又使在單位充電時(shí)間段內(nèi)盡可能多地消耗可 再生資源，能減少?gòu)碾娋W(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電量，從而降低充電成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為一實(shí)施方式的基于雙重能源的充電控制方法的流程圖；
[0019] 圖2為充電站汽車排隊(duì)充電模型圖；
[0020] 圖3為汽車排隊(duì)序列平均長(zhǎng)度與平均成本的關(guān)系圖；
[0021] 圖4為可再生資源與平均成本的關(guān)系圖；
[0022] 圖5為激進(jìn)策略與保守策略的對(duì)比圖；
[0023] 圖6為一實(shí)施方式的基于雙重能源的充電控制系統(tǒng)的模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 請(qǐng)參閱圖1，提供一種實(shí)施方式的基于雙重能源的充電控制方法，包括以下步驟：
[0025] SlOO :獲取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量。
[0026] 充電站中有多個(gè)充電節(jié)點(diǎn)，充電站最多允許與充電站節(jié)點(diǎn)相同數(shù)量的汽車同時(shí)充 電，汽車在達(dá)到充電站后進(jìn)入排隊(duì)序列等待充電，每個(gè)單位充電時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)充電時(shí)期， 在一個(gè)充電時(shí)期里，允許汽車排隊(duì)序列中排在前面的多個(gè)汽車同時(shí)進(jìn)行充電，而單位充電 時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量會(huì)影響在這一充電時(shí)期里允許同時(shí)進(jìn)行充電的數(shù)量，對(duì) 汽車等待充電時(shí)間有影響，從而在一個(gè)充電時(shí)期開(kāi)始時(shí)，需要獲取待充電汽車的數(shù)量。
[0027] S200 :獲取單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量。
[0028] 每個(gè)單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量可能不同，利用再生能源對(duì)汽車進(jìn)行充電 時(shí)，是免費(fèi)的，在對(duì)充電成本進(jìn)行考慮時(shí)，再生能源總量的大小關(guān)系到充電成本的大小，從 而需要獲取單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量。
[0029] S300 :根據(jù)單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量、單位充電時(shí)間段內(nèi)的電網(wǎng)電力價(jià) 格、單位充電時(shí)間段內(nèi)的預(yù)設(shè)成本以及單個(gè)待充電汽車的充電電量，計(jì)算在預(yù)設(shè)成本范圍 內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量。
[0030] 預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量表示在對(duì)允許充電的汽車數(shù)量進(jìn)行充電時(shí)， 充電成本不會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)成本，可控制充電成本，從而不會(huì)造成充電成本過(guò)大的問(wèn)題。
[0031] S400 :取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以 及在預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值，確定單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的 汽車數(shù)量。
[0032] 取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及在 預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值作為單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車 數(shù)量，例如，當(dāng)單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量最小時(shí)，表示等待充電的汽車較 少，將所有等待充電的汽車都進(jìn)行充電。當(dāng)充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量最小時(shí)，表示等待充電的 汽車較多，而充電站最多允許與充電站節(jié)點(diǎn)相同數(shù)量的汽車同時(shí)充電，此時(shí)，將與充電站的 充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量相同的汽車進(jìn)行充電。當(dāng)預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量最小時(shí)，通過(guò) 將預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量作為單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量，使得 汽車充電時(shí)不會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)成本，可有效減少充電成本。
[0033] S500 :在單位充電時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量的汽車 進(jìn)行充電。
[0034] 通過(guò)控制單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量進(jìn)行充電，既保證了汽車充電時(shí) 不會(huì)超過(guò)預(yù)設(shè)成本，又確保了在單位充電時(shí)間段內(nèi)使盡可能多的汽車進(jìn)行充電，減小汽車 等待的時(shí)間，由于對(duì)成本進(jìn)行了約束，又使在單位充電時(shí)間段內(nèi)盡可能多地消耗可再生資 源，能減少?gòu)碾娋W(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電量，從而降低充電成本。
[0035] 上述基于雙重能源的充電控制方法，通過(guò)計(jì)算預(yù)設(shè)成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù) 量，并取單位充電時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的待充電汽車的數(shù)量、充電站的充電節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及在預(yù)設(shè) 成本范圍內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量中的最小值作為單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量， 確保在預(yù)設(shè)成本約束的前提條件下，使盡可能多的汽車進(jìn)行充電，從而使汽車等待充電的 時(shí)間最小化，由于對(duì)成本進(jìn)行了約束，又使在單位充電時(shí)間段內(nèi)盡可能多地消耗可再生資 源，能減少?gòu)碾娋W(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電量，從而降低充電成本。
[0036] 請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，在其中一個(gè)實(shí)施例中，在單位充電時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)單位充電時(shí)間 段內(nèi)允許充電的汽車數(shù)量的汽車進(jìn)行充電步驟S500之后還包括：
[0037] S600 :根據(jù)單位充電時(shí)間段內(nèi)的再生能源總量、單位充電時(shí)間段內(nèi)允許充電的充 電汽車數(shù)量、單個(gè)待充電汽車充電電量以及單位充電時(shí)間段，計(jì)算單位充電時(shí)間段內(nèi)消耗 可再生能源的速率，以確定單位充電時(shí)間段內(nèi)消耗的可再生能源以及需購(gòu)