一種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，具體是一種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源危機(jī)和環(huán)境污染在中國已經(jīng)日益嚴(yán)重，對新能源的開發(fā)和利用已經(jīng)上升到世 界各國的日程。電動汽車取代了傳統(tǒng)的汽車使用能源方式，并且不會排放C0 2及其它污染 物，保護(hù)環(huán)境。
[0003] 傳統(tǒng)的控制策略大多為集中控制策略，集中控制策略又稱中央控制系統(tǒng)，信息都 流入控制中心，由控制中心集中加工處理，所有的控制指令由控制中心統(tǒng)一下達(dá);分散控制 策略是以微處理機(jī)為核心的分散型直接控制策略，它的控制功能分散，管理集中。所以，相 比于集中控制策略，分散控制策略處理信息的時間根本不受并入電網(wǎng)汽車數(shù)量的影響，具 有良好的可拓展性。大量的電動汽車無序并入電網(wǎng)將對電網(wǎng)造成沖擊，影響電能質(zhì)量甚至 使電網(wǎng)癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)，使電動 汽車用戶充電成本最小、使電網(wǎng)損耗較小，并能使用戶根據(jù)電價能做出實時反應(yīng)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)，包括中心調(diào)度級、協(xié)調(diào)控制級、微電網(wǎng)控制 級、現(xiàn)場控制級，由電力線與通訊線逐級相連；
[0007] 所述中心調(diào)度級包括中心控制器，
[0008] 所述協(xié)調(diào)控制級包括多個區(qū)域控制器，
[0009] 所述微電網(wǎng)控制級包括多個微電網(wǎng)控制器、多個公共充電站控制器，
[0010] 所述現(xiàn)場控制級包括多個電動汽車控制器，
[0011] 所述微電網(wǎng)控制器包括多個微電網(wǎng)、每個微電網(wǎng)包括微處理器；
[0012] 所述通訊線用于使數(shù)據(jù)由最低級向更高級逐級傳輸，直至傳至中心控制器，控制 中心處理數(shù)據(jù)后得到新的指令，再由控制中心將指令經(jīng)通訊線傳至區(qū)域控制器制定電價； 電力線用于將電能從最高級逐級向低傳輸直至現(xiàn)場控制級。
[0013] 所述中心控制器包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計、分析在離散的充電汽車的運行數(shù) 據(jù)。
[0014] 所述區(qū)域控制器用于通過中心控制器的數(shù)據(jù)處理分析來制定電網(wǎng)售電的實時價 格。
[0015] 所述區(qū)域控制器用于在公共充電站給電動汽車集中充電的同時，給多個微電網(wǎng)供 電。
[0016] 所述公共充電站控制器用于采集公共充電處的離散的電動汽車運行數(shù)據(jù)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)，有益效果如下:不 僅能使電動汽車充電成本最小，并能讓大量電動汽車并網(wǎng)時給電網(wǎng)帶來的影響降至最低。 分散控制策略的應(yīng)用，讓數(shù)據(jù)傳輸滯后性大大減弱，使電網(wǎng)能夠給出實時電價，所以實時性 很好，基本不受電動汽車并入電網(wǎng)數(shù)量的影響。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)模型圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的電動汽車通訊數(shù)據(jù)傳輸流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1、圖2所示，一種電動汽車有序充電實時控制系統(tǒng)，包括中心調(diào)度級、協(xié)調(diào)控 制級、微電網(wǎng)控制級、現(xiàn)場控制級，由電力線與通訊線逐級相連。即：中心調(diào)度級、協(xié)調(diào)控制 級、微電網(wǎng)控制級、現(xiàn)場控制級依次通過電力線和通訊線由上至下連接。
[0021] 所述中心調(diào)度級包括中心控制器，中心控制器主要為PC機(jī)，采用全分布的網(wǎng)絡(luò)體 系結(jié)構(gòu)和冗余的計算機(jī)硬件配置，主干網(wǎng)絡(luò)采用1000M/100M以太網(wǎng)交換機(jī)組成的雙網(wǎng)冗余 構(gòu)成。計算機(jī)硬件采用RISC芯片的HP Alpha/IBM/SUN服務(wù)器/工作站分布于網(wǎng)絡(luò)中；
[0022] 所述協(xié)調(diào)控制級包括多個區(qū)域控制器，區(qū)域控制器DSP TM320LF2407A芯片。
[0023] 所述微電網(wǎng)控制級包括多個微電網(wǎng)控制器、多個公共充電站控制器，
[0024] 微電網(wǎng)控制器采用DSP TM320LF2407A芯片。
[0025] 公共充電站控制器采用單片機(jī)MC9S12DP256芯片。
[0026]所述現(xiàn)場控制級包括多個電動汽車控制器，
[0027] 電動汽車控制器采用單片機(jī)MC9S12DG128芯片。
[0028] 所述微電網(wǎng)控制器包括多個微電網(wǎng)、每個微電網(wǎng)包括微處理器；
[0029] 微電網(wǎng)包含分布式發(fā)電設(shè)備、充電設(shè)施、儲能設(shè)備、電動汽車等用電負(fù)荷。
[0030] 微處理器采用ARM STM32F107芯片。
[0031]電力線采用LGJ-70型;通訊線采用的4芯的RS-485線纜。
[0032] 所述通訊線用于使數(shù)據(jù)由最低級向更高級逐級傳輸，直至傳至中心控制器，控制 中心處理數(shù)據(jù)后得到新的指令，再由控制中心將指令經(jīng)通訊線傳至區(qū)域控制器制定電價； 電力線用于將電能從最高級逐級向低傳輸直至現(xiàn)場控制級。
[0033] 所述中心控制器包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計、分析在離散的充電汽車的運行數(shù) 據(jù)。
[0034] 所述區(qū)域控制器用于通過中心控制器的數(shù)據(jù)處理分析來制定電網(wǎng)售電的實時價 格。
[0035] 所述區(qū)域控制器用于在公共充電站給電動汽車集中充電的同時，給多個微電網(wǎng)供 電。
[0036] 所述公共充電站控制器用于采集公共充電處的離散的電動汽車運行數(shù)據(jù)。
[0037] 即離散的充電電動汽車將運行數(shù)據(jù)傳至微電網(wǎng)，再由微電網(wǎng)處理數(shù)據(jù)后傳至區(qū)域 控制器直至控制中心；公共充電站集中的充電電動汽車將運行數(shù)據(jù)傳至區(qū)域控制器直至控 制中心，控制中心處理所有的充電電動汽車運行數(shù)據(jù)后發(fā)出指令傳至區(qū)域控制器，區(qū)域控 制器制定充電價格，電動汽車用戶再根據(jù)制定的充電價格選擇最優(yōu)的回應(yīng)方式。如：以多大 的充電功率充電、什么時候充電等。
[0038] 一種電動汽車有序充電實時控制方法，所述中心控制器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在處理器 中植入了一種粒子群算法，可基于電動汽車的運行數(shù)據(jù)以充電成本最小為目標(biāo)函數(shù)，以電 池電能平衡、充電功率等為約束條件。并且考慮其他電動汽車的運行狀態(tài)給電網(wǎng)帶來的影 響，進(jìn)而影響電價，反過來通過電價影響電動汽車充電行為，周而復(fù)始，最終使電動汽車充 電成本與電網(wǎng)負(fù)荷波動間達(dá)成動態(tài)納什平衡，并用粒子群算法得到最優(yōu)解；
[0039] 在該棹制系統(tǒng)下以充電成本為最小的目標(biāo)函數(shù)如式（1)所示：
[0040] ⑴
[0041] 式⑴中Fmin為電動汽車充電總成本;j(t，Pt)為電網(wǎng)在t時刻的售電價格;Pi⑴為 第i輛電動汽車在t時刻的充電功率；；^為在充的所有電動汽車的平均充電功率 〇 c為非負(fù)的適應(yīng)參數(shù);T為充電時長；
' 3
[0042] 在控制中心接收所有在充電動汽車的運行數(shù)據(jù)后，電網(wǎng)實時更新的t時刻充電電 價如式(2)所示：
[0043] v
^ (2)
[0044] 式(2)中B(t)是沒有電動汽車并入電網(wǎng)時t時刻線路所需的功率;Pi(t)是t時刻第 i輛電動汽車由電網(wǎng)價格所作出的最優(yōu)的充電功率;是線路的額定功率;N為在充電動汽 車總數(shù)輛；
[0045] 該模型的約束條件，具體包括：
[0046] 電池電能平衡約束條件：