電動汽車充電負荷優(yōu)化方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及新能源設備技術領域，特別是涉及到電動汽車充電技術和光伏電力技 術。
【背景技術】
[0002] 隨著全球能源危機和環(huán)境污染的逐漸加重，新能源發(fā)電和電動汽車大規(guī)模應用越 來越受到全社會的重視。在人口密集的大中型城市，具有零排放特性的純電動汽車和插電 式混合動力汽車的大規(guī)模應用是解決環(huán)境和大氣污染的重要手段。純電動汽車和插電式混 合動力汽車電能補給模式主要有夜間充電、日間充電和應急補充性充電。夜間充電由于具 有最長的停車時間，并可以利用電網(wǎng)低谷電充電，被廣泛認為是最主要的充電模式，但同時 日間充電也是電動汽車電能補給的重要方式。
[0003] 另一方面，近年來全球光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量逐漸增長，而且?guī)缀跛械墓夥?發(fā)電系統(tǒng)都接入?yún)^(qū)域配電網(wǎng)中。但光伏發(fā)電易受到天氣、季節(jié)變化的影響，發(fā)電功率不穩(wěn) 定，大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)接入會對配電網(wǎng)產生過電壓以及設備過載等問題。由于電動汽 車日間充電的功率需求和光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電特性在時間尺度上有較大的重疊性，同時電動 汽車日間平均充電時間小于停車的平均時間，有較大的調控空間。在以日間充電為主要目 的電動汽車公用充電站建設相應的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供部分電源，主要的 好處有：（1)提高電動汽車使用適應性和運行經(jīng)濟性，（2)提高區(qū)域配電網(wǎng)新能源發(fā)電的滲 透率，⑶降低電動汽車負荷和新能源發(fā)電對配電網(wǎng)的影響。
[0004] 利用光伏發(fā)電系統(tǒng)為電動汽車充當電力來源，具有污染小、運行經(jīng)濟性好、電動汽 車使用適應性高等特點，具有廣闊的前景。但是另一方面，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有易受到天氣、 季節(jié)變化的影響，發(fā)電功率不穩(wěn)定的缺點，而電動汽車充電也存在需求波動性大等特點，因 此，如何對利用光伏發(fā)電系統(tǒng)為電動汽車充電的方案進行調整、優(yōu)化電動汽車充電負荷、提 高光伏利用率、盡可能利用電網(wǎng)低谷時間段充電等是現(xiàn)有技術中經(jīng)常遇到的難題。

【發(fā)明內容】

[0005] 鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的問題，提供一種適合于電動汽車日 間充電負荷優(yōu)化方法和裝置，考慮電動汽車充電時長可以不連續(xù)的前提下，同時滿足光伏 利用率最大和最大限度利用電網(wǎng)低谷時間段的電動汽車充電負荷優(yōu)化技術。
[0006] 為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術方案為如下。
[0007] 一種電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，所述方法包括：
[0008] A、根據(jù)電動汽車用戶的平均日行駛里程確定各時間段的充電需求；
[0009] B、確定各時間段的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù)量；
[0010] C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用電網(wǎng)低谷時間段充電為目標，得到電動 汽車日充電負荷目標曲線。
[0011] 在步驟A中確定各時間段的充電需求包括：
[0012] AU將日間充電時間按照等時間間隔劃分為多個時間段；
[0013] A2、f^
【主權項】
1. 一種電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，所述方法包括： A、 根據(jù)電動汽車用戶的平均日行駛里程確定各時間段的充電需求； B、 確定各時間段的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù)量； C、 以光伏利用最大化和/或最大程度利用電網(wǎng)低谷時間段充電為目標，得到電動汽車 日充電負荷目標曲線。
2. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，步驟A中確定各 時間段的充電需求包括： A1、將日間充電時間按照等時間間隔劃分為多個時間段；
確定各時間段的充電需求，其中， 表示第j時間段正在充電的電動汽車數(shù)量， Nev;i表示第i輛電動汽車每天對充電時間塊的需求數(shù)量， 5為電動汽車平均日行駛里程， Pdmge為恒功率充電功率， W為電動汽車單位行程里程耗電量， 八為時間段間隔， η和m分別為時間段數(shù)目和電動汽車數(shù)目， 「?表示向上取整。
3. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，確定各時間段 的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù)量為：
其中Ppy為第j時間段光伏輸出功率， Npy為第j時間段光伏輸出功率對應的電動汽車充電車輛數(shù)， Pdmge為恒功率充電功率， 八為時間段間隔， 「1表示向上取整。
4. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，步驟C中，當充 電負荷總量大于光伏功率總量時，以各時間段從電網(wǎng)吸收功率所花費費用之和最低為優(yōu)化 目標，即：
其中1；為時間段間隔， Pdmge為恒功率充電功率， tj為第j時間段電網(wǎng)電價， β j為權重系數(shù)， Uj為第j時間段從電網(wǎng)吸收的功率對應的時間塊數(shù)量， η為時間段數(shù)目， 相應地，約束條件為： 優(yōu)化充電負荷總量與原充電負荷總量相等， 第j時間段優(yōu)化充電負荷值范圍為〇至電動汽車總數(shù)之間， 第j時間段充電負荷值與j-Ι時間段充電負荷值間的差值與j時間段充電負荷值的比 值小于一定百分比。
5. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，步驟C中，當充 電負荷總量小于光伏功率總量時，以各時間段光伏舍棄功率對應的時間塊數(shù)量之和最少為 目標，即：
其中CXj為權重系數(shù)， Vj為第j時間段光伏舍棄功率對應的時間塊數(shù)量， η為時間段數(shù)目， 相應地，約束條件為： 優(yōu)化充電負荷總量與原充電負荷總量相等， 第j時間段優(yōu)化充電負荷值范圍為〇至電動汽車總數(shù)之間， 第j時間段充電負荷值與j-Ι時間段充電負荷值間的差值與j時間段充電負荷值的比 值小于一定百分比。
6. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，步驟C中當充電 負荷總量小于光伏功率總量時，各時間段優(yōu)化充電負荷即為該時間段光伏輸出功率對應的 電動汽車充電車輛數(shù)。
7. 根據(jù)權利要求1中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法，其特征在于，步驟C中，根據(jù) 線性規(guī)劃方法對目標函數(shù)進行優(yōu)化求解。
8. -種電動汽車充電負荷優(yōu)化裝置，所述裝置包括充電需求確定單元、光伏輸出功率 分析單元和充電負荷目標優(yōu)化單元，其中： 充電需求確定單元用于根據(jù)電動汽車用戶的平均日行駛里程確定各時間段的充電需 求； 光伏輸出功率分析單元用于確定各時間段的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù) 量； 充電負荷目標優(yōu)化單元用于以光伏利用最大化和/或最大程度利用電網(wǎng)低谷時間段 充電為目標，得到電動汽車日充電負荷目標曲線。
9. 根據(jù)權利要求8中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化裝置，其特征在于，所述充電需求 確定單元確定各時間段的充電需求包括： 將日間充電時間按照等時間間隔劃分為多個時間段，
確定各時間段的充電需求，其中， 表示第j時間段正在充電的電動汽車數(shù)量， Nev;i表示第i輛電動汽車每天對充電時間塊的需求數(shù)量， 5為電動汽車平均日行駛里程， Pdmge為恒功率充電功率， W為電動汽車單位行程里程耗電量， 八為時間段間隔， η和m分別為時間段數(shù)目和電動汽車數(shù)目， 「]表示向上取整； 并且光伏輸出功率分析單元確定各時間段的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù) 量包括：
其中Ppy為第·]_時間段光伏輸出功率， Npy為第j時間段光伏輸出功率對應的電動汽車充電車輛數(shù)。
10.根據(jù)權利要求8中所述的電動汽車充電負荷優(yōu)化裝置，其特征在于， 當充電負荷總量大于光伏功率總量時，充電負荷目標優(yōu)化單元以各時間段從電網(wǎng)吸收 功率所花費費用之和最低為優(yōu)化目標，以優(yōu)化充電負荷總量與原充電負荷總量相等、第j 時間段優(yōu)化充電負荷值范圍為〇至電動汽車總數(shù)之間、第j時間段充電負荷值與j-1時間 段充電負荷值間的差值與j時間段充電負荷值的比值小于一定百分比為約束條件，得到電 動汽車日充電負荷目標曲線； 當充電負荷總量小于光伏功率總量時，充電負荷目標優(yōu)化單元以各時間段光伏舍棄功 率對應的時間塊數(shù)量之和最少為目標，以優(yōu)化充電負荷總量與原充電負荷總量相等、第j 時間段優(yōu)化充電負荷值范圍為〇至電動汽車總數(shù)之間、第j時間段充電負荷值與j-1時間 段充電負荷值間的差值與j時間段充電負荷值的比值小于一定百分比為約束條件，得到電 動汽車日充電負荷目標曲線； 當充電負荷總量等于光伏功率總量時，充電負荷目標優(yōu)化單元確定各時間段優(yōu)化充電 負荷為該時間段光伏輸出功率對應的電動汽車充電車輛數(shù)。
【專利摘要】一種電動汽車充電負荷優(yōu)化方法和裝置，所述優(yōu)化方法包括步驟：A、根據(jù)電動汽車用戶的平均日行駛里程確定各時間段的充電需求；B、確定各時間段的光伏輸出功率可提供的電動汽車充電數(shù)量；C、以光伏利用最大化和/或最大程度利用電網(wǎng)低谷時間段充電為目標，得到電動汽車日充電負荷目標曲線。利用本發(fā)明的電動汽車充電負荷優(yōu)化方法和裝置，能夠考慮到了充電站光伏利用最大化和盡量使用電網(wǎng)低谷時間段充電，因此減少充電負荷對電網(wǎng)的整體影響，實現(xiàn)整體最優(yōu)。
【IPC分類】G06Q10-04
【公開號】CN104680256
【申請?zhí)枴緾N201510099203
【發(fā)明人】張維戈, 張彩萍, 葛文捷, 嚴乙桉, 張帝, 楊玉青, 龐松嶺, 姜雪嬌, 倪達, 童清雄
【申請人】北京交通大學, 海南電網(wǎng)有限責任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月6日