專利名稱：基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電動汽車充電管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著能源價格的不斷攀升，在不影響用戶出行的前提下，電動汽車得到廣泛應(yīng)用，不僅能夠緩解傳統(tǒng)能源的供給壓力，還能夠以零排放保護(hù)環(huán)境。未來我國將進(jìn)入電動汽車尤其是電動乘用車快速發(fā)展時期，形成電動汽車的規(guī)模化應(yīng)用后，這將對充電設(shè)施發(fā)展和電網(wǎng)運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)，充電需求具有隨機(jī)性和分散性特點(diǎn)，加大了配電網(wǎng)運(yùn)行管理難度，特別是針對離散分布在城市相對較大區(qū)域內(nèi)的各充電設(shè)施。對電動汽車用戶產(chǎn)生影響的因素主要包括充電時間、地點(diǎn)、頻率以及日行駛里程。用戶開始充電時間越集中，對系統(tǒng)的充電功率需求就越大；充電地點(diǎn)則顯示了用戶日常用車行為，一般為住宅、辦公樓以及某些停車場。用戶的充電頻率則與電池容量及日行駛里程有關(guān)，對于電動汽車用戶，車輛使用成本是一個很關(guān)鍵的因素，尤其是車輛電能補(bǔ)給費(fèi)用。在沒有緊急情況下，大多數(shù)消費(fèi)者會選擇相對便宜的電價進(jìn)行能源補(bǔ)充。同時，電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)決定著電價情況。因此，充電需求及其控制策略對于電動汽車的充電控制非常重要，如何調(diào)配充電設(shè)施的使用顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種基于虛擬充電站模式的電動汽車充電設(shè)施管理系統(tǒng)，另一目的是提供一種基于虛擬充電站模式的電動汽車充電設(shè)施管理方法，以分布式電動汽車充電設(shè)施為基礎(chǔ)單兀搭建虛擬充電站，以宏觀的管理使建設(shè)于城市不同地方獨(dú)立充電設(shè)施接受虛擬充電站統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了離散分布充電設(shè)施的集中性運(yùn)
口 o電網(wǎng)峰谷值較大，需要額外能源削峰填谷，以保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。未來社會電動汽車蘊(yùn)含的儲電潛力將非常大，利用電動汽車儲能潛力巨大，通過智能電網(wǎng)與電動汽車能量的可控、優(yōu)化的雙向流動，可實(shí)現(xiàn)對電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施的充分利用。研究電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測曲線，制定相關(guān)政策或鼓勵相關(guān)社會行為使電動汽車用戶和電網(wǎng)之間尋求一種利益平衡。1、對不同時段充電采用不同費(fèi)率。在電網(wǎng)負(fù)荷波峰時段，充電價格調(diào)高；在電網(wǎng)負(fù)荷波谷時段，充電價格調(diào)低。而且，可以根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，細(xì)化分當(dāng)前時段電價。2、對采用各種方案充電引入鼓勵機(jī)制。對于長期滿足電動汽車最優(yōu)充電方案的用戶或者提前預(yù)約式充電的用戶給予優(yōu)惠電價措施。3、過于集中的地區(qū)性充電，不僅不利于電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)，更不利于電動汽車用戶的充電時效性。因此，對城市內(nèi)車輛相對密集地段進(jìn)行合理規(guī)劃，以區(qū)域費(fèi)率的方式進(jìn)行管理，以便電動汽車用戶能夠合理分散。[0009]本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:—種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng),其特征在于，所述管理系統(tǒng)包括虛擬充電站管理終端，電網(wǎng)信息采集終端，離散分布充電設(shè)施，車載信息管理終端和車載無線通信終端；所述虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接；所述電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息；所述離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接；所述車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互；所述車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型目的針對目前分布的電動汽車充電設(shè)施管理問題，提供一種分布式電動汽車充電管理系統(tǒng)，用于解決離散分布的充電設(shè)施無序充電導(dǎo)致的電網(wǎng)高負(fù)荷技術(shù)問題，有效利用電網(wǎng)低谷負(fù)荷，同時滿足電動汽車用戶不同需求下的充電設(shè)施管理系統(tǒng)。1.本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一調(diào)配離散分布充電設(shè)施，并能根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)調(diào)整充電方式引導(dǎo)策略，對電網(wǎng)安全運(yùn)行起到良好的改善作用。2.用戶使用經(jīng)濟(jì)和便捷。3.本實(shí)用新型提供的虛擬充電站運(yùn)營模式，均勻化應(yīng)用離散分布的充電設(shè)施，節(jié)省了成本。4.采用虛擬充電站管理方式，能夠有效存儲用戶充電信息，為后續(xù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)參考，而且便于運(yùn)營方制定符合用戶需求的個性化充電策略。

圖1為本實(shí)用新型提供的虛擬充電站示意圖圖2為本實(shí)用新型提供的虛擬充電站系統(tǒng)交互連接方式與信息示意圖圖3為本實(shí)用新型提供的電動汽車虛擬充電站未預(yù)約服務(wù)流程圖圖4為本實(shí)用新型提供的電動汽車虛擬充電站預(yù)約服務(wù)流程圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。將一定區(qū)域內(nèi)相互關(guān)聯(lián)的離散分布充電設(shè)施想象為一個虛擬的充電站，從這一區(qū)域整體上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理。虛擬充電站整體上能夠滿足常規(guī)充電站的所有功能，同時能夠有效利用時間和空間以契合用戶需求。用于為電動汽車供應(yīng)電力補(bǔ)給，在電動汽車接入充電時從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充電數(shù)據(jù)。離散充電設(shè)施地域分布廣，通訊方式為管理系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)施例1圖2為本實(shí)用新型提供的虛擬充電站示意圖，主要流程包括:[0030]虛擬充電站管理終端:采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)備連接，實(shí)時獲取配電網(wǎng)信息采集終端下發(fā)的當(dāng)前時段可用功率及電價數(shù)據(jù)。通過利用WIFI方式與各區(qū)域集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將制定的價格與充電策略下發(fā)，同時實(shí)時獲取所轄管理區(qū)域內(nèi)電動汽車充電設(shè)施使用情況以及電動汽車充電數(shù)據(jù)并存儲。對不同需求用戶進(jìn)行引導(dǎo)并配置不同充電設(shè)備。電網(wǎng)信息采集終端:通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息，用于接收電網(wǎng)實(shí)時負(fù)荷信息，采集充電設(shè)施各時段內(nèi)充電數(shù)據(jù)并上傳配電網(wǎng)信息采集終端，為配電網(wǎng)調(diào)度人員及時做出負(fù)荷調(diào)整和準(zhǔn)確負(fù)荷預(yù)測提供原始數(shù)據(jù)。離散分布充電設(shè)施:通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站的連接；同時，向虛擬充電站傳輸充電數(shù)據(jù)，實(shí)時獲取虛擬充電站發(fā)布的電價數(shù)據(jù)等信息。采用PLC通信技術(shù)與電動汽車進(jìn)行通信，用于為電動汽車提供電力能源供給接口，在電動汽車接入充電時利用PLC技術(shù)從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充點(diǎn)數(shù)據(jù)。接受虛擬充電站管理終端管控，并顯示電動汽車充電實(shí)時電價數(shù)據(jù)、充電需求數(shù)據(jù)以及服務(wù)選擇選項(xiàng)。并根據(jù)用戶選擇情況進(jìn)行充電和計(jì)量計(jì)費(fèi)。車載信息管理終端:通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互，在充電過程中從車載信息存儲設(shè)備中獲取并更新充點(diǎn)數(shù)據(jù)。車載無線通信終端:采用GPRS通訊方式建立連接，用戶能夠通過該終端向虛擬充電站查詢區(qū)域內(nèi)充電設(shè)備的使用優(yōu)先級，實(shí)時電價數(shù)據(jù)以及進(jìn)行預(yù)約充電、信息查詢等服務(wù)。實(shí)施例2圖3為本實(shí)用新型提供的電動汽車虛擬充電站未預(yù)約服務(wù)流程圖，主要流程包括:1、檢測到電動汽車充電設(shè)施與電動汽車連接，并接收充電請求；2、更新電網(wǎng)信息；3、根據(jù)電網(wǎng)信息、區(qū)位信息下發(fā)各類服務(wù)實(shí)時電價信息；4、檢測當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷是否受限；5、發(fā)送各類充電服務(wù)實(shí)時價格信息至充電設(shè)施，等待用戶選擇充電服務(wù)模式；6、接收用戶選擇服務(wù)類別，發(fā)出確認(rèn)請求；用戶確認(rèn)充電，開始計(jì)量計(jì)費(fèi)，并將充電負(fù)荷數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸至虛擬充電站；用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；7、充電完成,對用戶賬戶進(jìn)行扣費(fèi),并更新車載信息管理信息；虛擬充電站對充電數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，結(jié)束充電服務(wù)；8、在步驟2中，如果當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷受限，還可提示用戶是否充電，是，則以高額電價開始充電，否，則結(jié)束充電；9、在步驟5中，可分為緊急充電/大功率充電、實(shí)時交流充電、經(jīng)濟(jì)交流充電三種對應(yīng)的充電服務(wù)；10、用戶選擇緊急充電/大功率充電服務(wù)，查詢電網(wǎng)負(fù)荷及設(shè)備狀態(tài)是否允許，允許充電，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；11、用戶選擇實(shí)時交流充電服務(wù)，更新充電需求順序確認(rèn)是否存在排隊(duì)，是，則等待設(shè)置充電延時后開始充電，否，則直接開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；[0048]12、用戶選擇經(jīng)濟(jì)交流充電服務(wù)，更新電網(wǎng)信息確認(rèn)是否滿足經(jīng)濟(jì)充電條件，是，則設(shè)置經(jīng)濟(jì)充電并開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電，否則結(jié)束。實(shí)施例3圖4為本實(shí)用新型提供的電動汽車虛擬充電站預(yù)約服務(wù)流程圖，主要流程包括:1、虛擬充電站接受電動汽車遠(yuǎn)程預(yù)約請求；2、更新電網(wǎng)信息；2、系統(tǒng)查詢該用戶常用充電信息，根據(jù)電網(wǎng)信息、區(qū)位信息向用戶車載終端下發(fā)各類服務(wù)實(shí)時電價信息；3、接受用戶反饋信息，確定用戶具體需求，并根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)、充電設(shè)施狀態(tài)以及用戶需求制定充電策略，提供用戶充電方案，引導(dǎo)用戶至充電設(shè)施節(jié)點(diǎn)；4、用戶確認(rèn)預(yù)約完成，否則，取消預(yù)約服務(wù)；5、用戶于預(yù)約時間到達(dá)計(jì)劃充電設(shè)備處與其連接(超時一定時段預(yù)約取消，并發(fā)送信息至用戶)；6、檢測到電動汽車充電設(shè)備與電動汽車連接，下達(dá)預(yù)約服務(wù)信息至充電設(shè)備；7、用戶確認(rèn)開始充電，同時計(jì)量計(jì)費(fèi)；8、充電完成,對用戶賬戶進(jìn)行扣費(fèi),并更新車載信息管理信息；虛擬充電站對充電數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，結(jié)束充電服務(wù)；9、預(yù)約服務(wù)可分為緊急充電/大功率充電、用戶為主、電網(wǎng)為主三種對應(yīng)的充電服務(wù)；10、用戶選擇緊急充電/大功率充電服務(wù)，查詢電網(wǎng)負(fù)荷及設(shè)備狀態(tài)是否允許，允許充電，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；11、用戶選擇用戶為主充電服務(wù)，設(shè)定交流充電服務(wù)預(yù)期時間，更新是否存在排隊(duì)，是，則等待設(shè)置充電延時后開始充電，否，則直接開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電；12、用戶選擇電網(wǎng)為主充電服務(wù)，更新電網(wǎng)信息并制定充電策略，發(fā)送充電服務(wù)策略至用戶，等待用戶選擇是否接受，是，則開始充電，用戶確認(rèn)不再充電，結(jié)束充電，否，則結(jié)束。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述管理系統(tǒng)包括虛擬充電站管理終端，電網(wǎng)信息采集終端，離散分布充電設(shè)施，車載信息管理終端和車載無線通信終端； 所述虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接； 所述電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息； 所述離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接； 所述車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互； 所述車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬充電站管理終端實(shí)時獲取配電網(wǎng)信息采集終端下發(fā)的當(dāng)前時段可用功率及電價數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)信息采集終端用于接收電網(wǎng)實(shí)時負(fù)荷信息，采集充電設(shè)施各時段內(nèi)充電數(shù)據(jù)并上傳配電網(wǎng)信息管理終端。
4.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述離散分布充電設(shè)施向虛擬充電站管理平臺傳輸充電數(shù)據(jù)，實(shí)時獲取虛擬充電站發(fā)布的電價數(shù)據(jù)信息。
5.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，其特征在于，所述車載信息管理終端用于測量和記錄電動汽車充電數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于虛擬充電站模式的電動汽車離散充電設(shè)施管理系統(tǒng)，虛擬充電站管理終端采用以太網(wǎng)通訊方式與配電網(wǎng)信息采集終端及管理的區(qū)域內(nèi)各充電設(shè)施連接；電網(wǎng)信息采集終端通過以太網(wǎng)與虛擬充電站管理終端交互信息；離散分布充電設(shè)施通過CAN或PLC通訊方式與本區(qū)域數(shù)據(jù)集中器通信，建立與虛擬充電站管理終端的連接；車載信息管理終端通過PLC與電動汽車充電設(shè)施進(jìn)行信息交互；車載無線通信終端采用GPRS無線通訊方式與虛擬充電站管理終端建立連接。本實(shí)用新型通過以分布式電動汽車充電設(shè)施為基礎(chǔ)單元搭建虛擬充電站，以宏觀的管理使建設(shè)于城市不同地方獨(dú)立充電設(shè)施接受虛擬充電站統(tǒng)一調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)離散分布充電設(shè)施的集中性運(yùn)營。
文檔編號G05B19/418GK203164714SQ20132012042
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者周斌, 惠琪, 劉昭慧, 張建偉, 趙翔, 呂曉榮, 楊芳, 秦儉 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司