一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)，特別是一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí) 間的智能充電策略，通過充電系統(tǒng)采集家庭負(fù)荷、環(huán)境溫度等信息，自動(dòng)預(yù)測(cè)未來24小時(shí) 的家庭基本負(fù)荷W及電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)，粒子群優(yōu)化程序根據(jù)W上信息對(duì)電動(dòng)汽車的充電 起始時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，減小變壓器壽命損失和用戶費(fèi)用。
【背景技術(shù)】：
[0002] 大量電動(dòng)汽車的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生很大影響，會(huì)增加配電網(wǎng)的負(fù)荷，對(duì)配 電變壓器熱容量及其使用壽命造成一定的影響。目前針對(duì)電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)影響研究主要集 中于充電裝置、配網(wǎng)電能質(zhì)量和充電站規(guī)劃等方面，而對(duì)于對(duì)配電網(wǎng)主設(shè)備的影響研究較 少，為了同時(shí)減小電動(dòng)汽車充電時(shí)對(duì)配電變壓器壽命和用戶的影響，送種控制電動(dòng)汽車充 電時(shí)間的智能充電策略從安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮，將用戶電費(fèi)最小和配電變壓器壽命 損失最小同時(shí)作為優(yōu)化對(duì)象，建立一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù)，對(duì)電動(dòng)汽車的充電起始時(shí)間進(jìn) 行優(yōu)化和控制。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明涉及一種大量電動(dòng)汽車同時(shí)接入配電網(wǎng)的智能充電方法，在日常所用充電 器的基礎(chǔ)上，一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，通過智能充電管理系統(tǒng)的優(yōu)化 程序自動(dòng)設(shè)計(jì)出一天內(nèi)多臺(tái)電動(dòng)汽車的最優(yōu)充電的起始充電時(shí)間，W減小配電變壓器的壽 命損失和用戶費(fèi)用。
[0004] 具體技術(shù)方案如下：
[0005] -種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，包括下列步驟：
[0006] (1)充電管理系統(tǒng)通過電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲得電網(wǎng)的過去的負(fù)荷變化曲線，并預(yù) 測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的某配電變壓器用電負(fù)荷曲線，預(yù)測(cè)從當(dāng)前到未來24小時(shí)的當(dāng)?shù)?環(huán)境溫度；
[0007] (2)充電管理系統(tǒng)通過控制裝置獲得W往電動(dòng)汽車充電數(shù)據(jù)，根據(jù)送些數(shù)據(jù)預(yù)測(cè) 從當(dāng)前到未來24小時(shí)的該配電變壓器轄區(qū)的電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)、充電總量等；
[0008] (3)充電管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電臺(tái)數(shù)、充電總量、環(huán)境溫度等相 關(guān)數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化程序自動(dòng)計(jì)算出一天內(nèi)多臺(tái)電動(dòng)汽車的最優(yōu)充電起始充電時(shí)間；
[0009] (4)充電管理系統(tǒng)控制調(diào)度車載充電器的控制裝置閉合充電主繼電器，根據(jù)優(yōu)化 程序結(jié)果控制電動(dòng)汽車開始充電；
[0010] (5)充電管理系統(tǒng)檢測(cè)電動(dòng)汽車電池電量，充電達(dá)到要求后，充電管理系統(tǒng)控制調(diào) 度車載充電器的控制裝置，充電器充電主繼電器斷開，結(jié)束充電。
[0011] 優(yōu)選地，步驟（1)中充電管理系統(tǒng)可W通過控制裝置獲取電動(dòng)汽車充電信息和控 制電動(dòng)汽車充電時(shí)間，通過與電網(wǎng)相連獲得電網(wǎng)負(fù)荷等信息；
[0012] 根據(jù)電網(wǎng)的過去的負(fù)荷變化、環(huán)境因素、社會(huì)因素等相關(guān)信息，充電管理系統(tǒng)采用 支持向量機(jī)的方法預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的某配電變壓器用電負(fù)荷曲線；
[0013] 獲得從當(dāng)前到未來24小時(shí)的環(huán)境溫度的方法；充電管理系統(tǒng)根據(jù)W往兩年的環(huán) 境溫度規(guī)律W及近期氣象部口的環(huán)境溫度預(yù)測(cè)，進(jìn)行綜合分析預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的當(dāng)?shù)丨h(huán) 境溫度。
[0014] 優(yōu)選地，步驟（2)中充電管理系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)天日期，結(jié)合未來24小時(shí)的溫度等相關(guān) 信息，從歷史數(shù)據(jù)中選擇和當(dāng)天最相近的一天，W最相近的一天的電動(dòng)汽車的充電數(shù)據(jù)作 為基礎(chǔ)，根據(jù)社會(huì)因素等作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的該配電變壓器管轄范圍內(nèi) 的
[0015] 優(yōu)選地，步驟（3)中，充電管理系統(tǒng)通過粒子群算法，對(duì)電動(dòng)汽車的充電起始時(shí)間 進(jìn)行優(yōu)化控制，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同時(shí)使用戶費(fèi)用和配電變壓器 壽命損失最??；
[0016] 電動(dòng)汽車的類型為單一類型電動(dòng)車，具有相同的電池類型、容量、充電量等參數(shù)， 并且充電電流假定為0. 2C(C代表電池的容量），充電功率假定為恒定值；因此充電時(shí)間約 為5個(gè)小時(shí)。
[0017] 電動(dòng)汽車電池的電池荷電狀態(tài)SOC從0至Ij100%,保證電動(dòng)汽車充滿后，充電器充 電主繼電器斷開，結(jié)束充電。
[0018] 優(yōu)選地，步驟（3)中，為了減小變壓器壽命損失和用戶費(fèi)用，分別建立壽命損失最 小模型和用戶電費(fèi)最小模型，并W此為基礎(chǔ)，建立了考慮峰谷電價(jià)和配電變壓器壽命損失 的影響的電動(dòng)汽車多目標(biāo)充電優(yōu)化模型；
[001引 （1)目標(biāo)函數(shù)1;壽命損失最小模型
[0020] 壽命損失優(yōu)化控制智能充電方法，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同 時(shí)使得壽命損失最小，優(yōu)化模型如式（1)，變壓器的壽命損失按照IEC標(biāo)準(zhǔn)（2)-(5)進(jìn)行計(jì) 算；
[0026] 其中，t，是第j輛電動(dòng)汽車的起始充電時(shí)間，也是進(jìn)行優(yōu)化的量，為保證充滿電，范 圍為18:00-凌晨2:00 ;充電時(shí)間6pm到7am被分成N段均勻相等的時(shí)間，被分成N段均勻 相等的時(shí)間，i是第i段時(shí)間間隔，j是第j輛接入的電動(dòng)汽車，Pi, ,是第j輛電動(dòng)汽車在第 i個(gè)時(shí)間間隔的充電功率，^(1>;|，斬;，0。，^<<，^<)是所有接入的電動(dòng)汽車在第1個(gè)時(shí)間間隔中 7=1 的壽命損失；變壓器的老化和繞組的熱點(diǎn)溫度有關(guān)，F(xiàn)。。，。是第n個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的加速老化 因子，與熱點(diǎn)溫度9h成指數(shù)關(guān)系，可用（2)或者（3) ;t。是第n個(gè)時(shí)間間隔，n表示時(shí)間間 隔的個(gè)數(shù)N為總的時(shí)間間隔數(shù)，0h熱點(diǎn)溫度；Few為在Iicrc的參考溫度下給定時(shí)間內(nèi)等效 加速老化因子，％IDL為在送段時(shí)間內(nèi)的壽命損失百分?jǐn)?shù)，我們選取變壓器的生命周期為 180000 小時(shí)（20. 55 年）；
[0027] 似目標(biāo)函數(shù)2;用戶電費(fèi)最小模型
[0028] 假設(shè)居民小區(qū)開展居民生活用電峰谷分時(shí)電價(jià)試點(diǎn)工作，用電高峰段為每日8時(shí) 至22時(shí)；用電低谷段為22時(shí)至次日8時(shí)；
[0029] 用戶電費(fèi)最小模型，最終目的是使配電變壓器在滿足用戶需求的同時(shí)使得用戶的 電費(fèi)最小，即使（6)成立；
[003引d為電價(jià)，用電高峰期間電價(jià)為每千瓦時(shí)0.55元，用電低谷期間電價(jià)為每千瓦時(shí) 0. 35 元；
[003引做約束條件
[0034] 上述兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)需同時(shí)滿足約束條件（8) (9) (10): N
[003引s.t：Yj>,，件二C (8) ,=1
[003引 tmin《tj《tmax 0)
[0037] 24:00 (10)
[0038] 其中，C是每輛電動(dòng)汽車充電容量，t為時(shí)間。
[0039] (4)基于峰谷電價(jià)和壽命損失的電動(dòng)汽車多目標(biāo)優(yōu)化智能充電模型
[0040] minFF=(1-p)禮+p沖 （11)
[0041] 式（11)為同時(shí)考慮峰谷電價(jià)和壽命損失的電動(dòng)汽車多目標(biāo)優(yōu)化智能充電模型， 使該式最小的解集即為優(yōu)化模型的最優(yōu)解，其中P、l-P為用戶電費(fèi)和壽命損失的權(quán)重，0 <P< 1，可取P= 0. 5。
【附圖說明】：
[0042] 圖1是本發(fā)明提供的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0043]圖2是本發(fā)明提供的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略的優(yōu)化流程圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0044] 下面根據(jù)附圖1，2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種 優(yōu)選實(shí)施例。
[0045] 本發(fā)明提供的一種控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間的智能充電策略，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1，電動(dòng) 汽車充電車載充電器上裝有一個(gè)控制裝置，該裝置可獲知電動(dòng)汽車的充電信息，并且可W 控制電動(dòng)汽車充電的啟停；電動(dòng)汽車充電器通過插座與電網(wǎng)相連；充電管理系統(tǒng)可W通過 控制裝置獲取電動(dòng)汽車充電信息和控制電動(dòng)汽車充電時(shí)間，通過與電網(wǎng)相連獲得電網(wǎng)負(fù)荷 等信息。
[0046] 充電管理系統(tǒng)通過優(yōu)化程序自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)汽車的起始充電時(shí)間，W達(dá)到減少配電 變壓器的壽命損失和用戶費(fèi)用的目的；當(dāng)充電時(shí)間到達(dá)后，充電管理系統(tǒng)閉合