一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，實(shí)現(xiàn)了直流快速充電站運(yùn)行模式的靈活切換，對微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)及離網(wǎng)運(yùn)行方式下的不同需求提供支持。在為電動汽車提供充電服務(wù)的同時，使電動汽車發(fā)揮動力電池的儲能作用及快速響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化及穩(wěn)定運(yùn)行，提高了直流快速充電站的增值服務(wù)價值。本發(fā)明充分發(fā)揮了直流快速充電站的作用，提高了資源利用效率，具有靈活、可靠、自動化程度高的特點(diǎn)，對微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化和穩(wěn)定運(yùn)行提供了支持。
【專利說明】-種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交流充電、直流充電和電池更換是電動汽車能量補(bǔ)給的幾種主要形式。電動汽車 直流快速充電站是為電動汽車提供快速充電服務(wù)的站點(diǎn)，電動汽車在充電站內(nèi)進(jìn)行集中充 電，相當(dāng)于直流快速充電站將分散的充電負(fù)荷進(jìn)行聚集，更有利于電網(wǎng)對電動汽車充電負(fù) 荷進(jìn)行管理，同時更有利于配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)。
[0003] 發(fā)展分布式電源已列入了國家"十二五"發(fā)展規(guī)劃。目前，我國可再生能源發(fā)電以 大規(guī)模、遠(yuǎn)距離集中接入為主要形式，對電網(wǎng)的輸電容量、調(diào)峰/調(diào)頻能力提出了較高的要 求。分布式可再生能源發(fā)電通過配電網(wǎng)并網(wǎng)，深入負(fù)荷中心，并可實(shí)現(xiàn)本地自治管理，相比 于集中式接入，更有利于電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。微網(wǎng)是分布式電源應(yīng)用的高級模式，其可采用并 網(wǎng)或離網(wǎng)方式運(yùn)行。當(dāng)微網(wǎng)中的電源以風(fēng)力/光伏發(fā)電為主時，其出力的不確定性和波動 性將使微網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量等問題。
[0004] 電動汽車直流快速充電站有一定數(shù)量的電動汽車充電，電動汽車可以等效成電 池，因此具備一定的儲能能力。電動汽車直流快速充電站通過中低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)，可為微網(wǎng) 的運(yùn)行控制提供支撐。直流快速充電站可對站內(nèi)電動汽車內(nèi)電池的充放電進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)， 參與微網(wǎng)系統(tǒng)的有功、無功控制。直流快速充電站與為微網(wǎng)的結(jié)合，不僅對微網(wǎng)的運(yùn)行控制 有重要意義，還可以更大程度的發(fā)揮直流快速充電站的作用，促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，使電 動汽車直流快速充電站在滿足電動汽車充電需求的同時，對微網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和優(yōu)化運(yùn)行進(jìn) 行支持。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快 速充電站充電控制方法，包括如下步驟：
[0007] (1)微網(wǎng)系統(tǒng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時，直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)測下一時段的服務(wù)車 輛數(shù)量N并采集每個電動汽車電池箱的荷電狀態(tài)；
[0008] (2)根據(jù)服務(wù)車輛數(shù)量的預(yù)測數(shù)據(jù)N及各電動汽車電池箱荷電狀態(tài)，從高到低對 各電池箱進(jìn)行排序，排序在前N個的電動汽車電池箱按照設(shè)定的常規(guī)充電模式保留充電， 其余Ν'個電動汽車電池箱參與調(diào)控；
[0009] (3)根據(jù)Ν'個參與調(diào)控的電動汽車電池箱的剩余電量，對直流快速充電站整體的 充放電容量進(jìn)行估算，將估算得到的正向功率Ρ+及其持續(xù)時間Τ+、反向功率Ρ_及其持續(xù)時 間Τ_發(fā)送至微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)；
[0010] (4)微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備和用戶的狀態(tài)和運(yùn)行目標(biāo)，向直流 快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)直流快速充電站有功功率調(diào)度命令PBES以及無功功率調(diào)度命令 Qbes ;
[0011] (5)直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)按照分配算法計(jì)算各參與調(diào)控的充電機(jī)的有功功率 指令Pi和無功功率指令Qi，并下達(dá)至對應(yīng)的充電機(jī)進(jìn)行充電。
[0012] 服務(wù)車輛數(shù)量的預(yù)測數(shù)據(jù)N的計(jì)算公式為：Ν = λ (ti) ΛΤ，λ (ti)為ti時刻車輛 的密度。
[0013] 直流快速充電站整體的充放電容量估算公式如下：
【權(quán)利要求】
1. 一種微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在于，包括如下步 驟： (1) 微網(wǎng)系統(tǒng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時，直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)測下一時段的服務(wù)車輛數(shù) 量N并采集每個電動汽車電池箱的荷電狀態(tài)； (2) 根據(jù)服務(wù)車輛數(shù)量的預(yù)測數(shù)據(jù)N及各電動汽車電池箱荷電狀態(tài)，從高到低對各電 池箱進(jìn)行排序，排序在前N個的電動汽車電池箱按照設(shè)定的常規(guī)充電模式保留充電，其余 N'個電動汽車電池箱參與調(diào)控； (3) 根據(jù)N'個參與調(diào)控的電動汽車電池箱的剩余電量，對直流快速充電站整體的充 放電容量進(jìn)行估算，將估算得到的正向功率P+及其持續(xù)時間T+、反向功率P_及其持續(xù)時間 T_發(fā)送至微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)； (4) 微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備和用戶的狀態(tài)和運(yùn)行目標(biāo)，向直流快速充 電站監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)直流快速充電站有功功率調(diào)度命令Pbes以及無功功率調(diào)度命令Qbes ; (5) 直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)按照分配算法計(jì)算各參與調(diào)控的充電機(jī)的有功功率指令 Pi和無功功率指令Qi,并下達(dá)至對應(yīng)的充電機(jī)進(jìn)行充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：服務(wù)車輛數(shù)量的預(yù)測數(shù)據(jù)N的計(jì)算公式為：
A(tj為&時刻車輛的密 度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：直流快速充電站整體的充放電容量估算公式如下：
其中，&為充電機(jī)的視在功率，Q為單個電池箱容量，SOq為第j個電動汽車電池箱荷 電狀態(tài)，&為第N'個電動汽車電池箱荷電狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于，直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)按照如下規(guī)則向各參與調(diào)控的充電機(jī)下達(dá)指令進(jìn)行充電：
其中，SOCi為第i個電動汽車電池箱荷電狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)與直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行雙向通訊，對直流快速充電站 與微網(wǎng)的能量交換進(jìn)行管理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對微網(wǎng)內(nèi)的各個設(shè)備或者用戶進(jìn)行管理，并接受電網(wǎng)管理系統(tǒng) 的調(diào)度管理，同時對并網(wǎng)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，向其發(fā)出并網(wǎng)/離網(wǎng)指令。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于，所述直流快速充電站監(jiān)控系統(tǒng)包括： 車輛到達(dá)率預(yù)測模塊，用于對下一時段的服務(wù)車輛數(shù)量N進(jìn)行預(yù)測，并將預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā) 送至可控容量估算模塊； 可控容量估算模塊，根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)及充電設(shè)備監(jiān)控模塊發(fā)送的各電動汽車電池箱荷電 狀態(tài)，從高到低對各電動汽車電池箱進(jìn)行排序，排序在前N個的電動汽車電池箱按照設(shè)定 的常規(guī)充電模式保留充電，其余N'個電動汽車電池箱參與調(diào)控，可控容量預(yù)估算塊根據(jù)N' 個參與調(diào)控電池箱的剩余電量，對直流快速充電站整體的充放電容量進(jìn)行估算，將估算得 到的正向功率P+及其持續(xù)時間T+、反向功率？_及其持續(xù)時間T_發(fā)送至微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)； 協(xié)調(diào)分配模塊，用于接收微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)下達(dá)的直流快速充電站有功功率調(diào)度命令Pbes以及無功功率調(diào)度命令Qbes ; 充電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于將各充電機(jī)的有功功率指令Pk和下達(dá)至各充電機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：所述直流快速充電站設(shè)定的常規(guī)充電模式是指直流快速充電站對電動汽車即時進(jìn)行充 電，直至電動汽車充滿電量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微網(wǎng)中的電動汽車直流快速充電站充電控制方法，其特征在 于：當(dāng)微網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時，直流快速充電站作為主電源向微網(wǎng)系統(tǒng)供電，維持系統(tǒng)電壓和 頻率穩(wěn)定，充電機(jī)采用下垂控制對系統(tǒng)頻率f、電壓V進(jìn)行自動響應(yīng)。
【文檔編號】H01M10/44GK104241720SQ201410529527
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】周山虎, 連湛偉, 鄧建慎, 方韜, 朱意霞, 馬占業(yè), 克瀟, 徐鵬, 李洪峰, 楊茜 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司