[0047] ⑶
[0048]式(3)中50(^&+1)、50匕（〇分別為第丨輛電動(dòng)汽車電池七+13時(shí)刻的荷電狀態(tài);(^ 為電池總?cè)萘?Ce為充電效率;Pi(t)為第i輛電動(dòng)汽車充電功率；
[0049] 充電功率約束條件：
[0050] 〇<Pt(t) < Pmaxi (4)
[0051 ]式(4)中Pmaxi是最大充電功率；
[0052]若在此基礎(chǔ)上作極限假設(shè)，假設(shè)每輛電動(dòng)汽車充電都將電量充滿，則約束條件可 改為如下：
[0053]
[0054] (6)
[0055] 式(5)中T為充電總時(shí)間，七=0，1，2~1'-1;30(：辦=0)為電動(dòng)汽車剛插入充電時(shí)的 電池荷電狀態(tài)。
[0056] 以一座城市20KV的配電網(wǎng)為例，提出電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制方法。假設(shè)將一 天時(shí)間分為24個(gè)時(shí)間段，即時(shí)間間隔為lh，具體優(yōu)化控制方法如下：
[0057] 初始化當(dāng)日配電網(wǎng)負(fù)載信息以及當(dāng)日電價(jià)信息。
[0058]本實(shí)施例初始化當(dāng)日配電網(wǎng)負(fù)載信息為：該城市擁有1200輛電動(dòng)汽車，采用電池 為鋰離子電池，耗能為0.5kw.h/km，電池容量為24kw.h.在未并入電動(dòng)汽車時(shí)配電網(wǎng)負(fù)荷B (t)是實(shí)時(shí)變化的，總負(fù)荷最高峰為11MW，最低谷為8MW，額定負(fù)荷為9.5MW。
[0059]假設(shè)電動(dòng)汽95%的電動(dòng)汽車一天平均跑40km，常規(guī)充電功率為3kw.h，充電效率為 〇.8,剛充電時(shí)平均電池荷電率為45%，并且充電都會(huì)將電池充滿。當(dāng)日電價(jià)信息采用實(shí)時(shí) 電價(jià)。根據(jù)此時(shí)刻的?辦）』(〇幾及以下公式：
[0060]
\ J
[0061 ] 得出這一時(shí)刻的電網(wǎng)電價(jià)j (t，Pt);
[0062] 電動(dòng)汽車充電成本根據(jù)電價(jià)及以下公式選擇充電時(shí)間：
[0063]
[0064] 由于大量電動(dòng)汽車選擇在負(fù)荷低谷期(低價(jià)期)進(jìn)行充電，所以將影響配電網(wǎng)負(fù)荷 分布，導(dǎo)致電價(jià)進(jìn)行新一輪更新，而電動(dòng)汽車在接收到新一輪電價(jià)信息后又改變其充電行 為，如此循環(huán)最后趨于穩(wěn)定求得最優(yōu)解，得出日最小充電成本為9.5元；
[0065] 在充電期間，電動(dòng)汽車同時(shí)需滿足以下約束條件：
[0066] 〇<Pt(t) < Pmaxi
[0067] S0Ci(T-l) = l
[0068]
[0069] 表1為采用本發(fā)明前后系統(tǒng)配電網(wǎng)負(fù)荷率、峰值負(fù)荷增加率、網(wǎng)絡(luò)損耗以及電動(dòng)汽 車日平均充電成本對(duì)比表。
[0070]
[0071] 表 1
[0072] 由表1可以看出，在所示的電動(dòng)汽車不采取任何控制策略和采用有序充電兩種情 況下，通過優(yōu)化電動(dòng)汽車充電行為，電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)有序充電后，充電負(fù)荷抑制了負(fù)荷波 動(dòng)，較少了網(wǎng)絡(luò)損耗，又維護(hù)了電動(dòng)汽車用戶的利益。
[0073] 上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得 的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括中屯、調(diào)度級(jí)、協(xié)調(diào)控制級(jí)、 微電網(wǎng)控制級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)，由電力線與通訊線逐級(jí)相連； 所述中屯、調(diào)度級(jí)包括中屯、控制器， 所述協(xié)調(diào)控制級(jí)包括多個(gè)區(qū)域控制器， 所述微電網(wǎng)控制級(jí)包括多個(gè)微電網(wǎng)控制器、多個(gè)公共充電站控制器， 所述現(xiàn)場控制級(jí)包括多個(gè)電動(dòng)汽車控制器， 所述微電網(wǎng)控制器包括多個(gè)微電網(wǎng)、每個(gè)微電網(wǎng)包括微處理器； 所述通訊線用于使數(shù)據(jù)由最低級(jí)向更高級(jí)逐級(jí)傳輸，直至傳至中屯、控制器，控制中屯、 處理數(shù)據(jù)后得到新的指令，再由控制中屯、將指令經(jīng)通訊線傳至區(qū)域控制器制定電價(jià)；電力 線用于將電能從最高級(jí)逐級(jí)向低傳輸直至現(xiàn)場控制級(jí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述中屯、控 制器包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計(jì)、分析在離散的充電汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述區(qū)域控 制器用于通過中屯、控制器的數(shù)據(jù)處理分析來制定電網(wǎng)售電的實(shí)時(shí)價(jià)格。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述區(qū)域控 制器用于在公共充電站給電動(dòng)汽車集中充電的同時(shí)，給多個(gè)微電網(wǎng)供電。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于，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(dòng)汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)。6. 如權(quán)利要求1~5所述任意一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的電動(dòng)汽車有序充 電實(shí)時(shí)控制方法，其特征在于，基于電動(dòng)汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)W充電成本最小為目標(biāo)函數(shù)，并考 慮其他電動(dòng)汽車的運(yùn)行狀態(tài)給電網(wǎng)帶來的影響，進(jìn)而影響電價(jià)，反過來通過電價(jià)影響電動(dòng) 汽車充電行為，周而復(fù)始，最終使電動(dòng)汽車充電成本與電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)間達(dá)成動(dòng)態(tài)納什平衡， 并用粒子群算法得到最優(yōu)解； 在該控制系統(tǒng)下W充電成本為最小的目標(biāo)函數(shù)如式(1)所示：(1) 式（1)中Fmin為電動(dòng)汽車充電總成本;j(t，Pt)為電網(wǎng)在t時(shí)刻的售電價(jià)格;Pi(t)為第i輛 電動(dòng)汽車在t時(shí)刻的充電功率；^為在充的所有電動(dòng)汽車的平均充電功率C為 非負(fù)的適應(yīng)參數(shù);T為充電時(shí)長； 在控制中屯、接收所有在充電動(dòng)汽車的運(yùn)行數(shù)據(jù)后，電網(wǎng)實(shí)時(shí)更新的t時(shí)刻充電電價(jià)如 式(2)所示：俄 式(2)中B(t)是沒有電動(dòng)汽車并入電網(wǎng)時(shí)t時(shí)刻線路所需的功率;Pi(t)是t時(shí)刻第i輛電 動(dòng)汽車由電網(wǎng)價(jià)格所作出的最優(yōu)的充電功率;Pe是線路的額定功率;N為在充電動(dòng)汽車總數(shù) (3) 輛； 該模型的約束條件，具體包括： 電池電能平衡約束條件： 式(3)中SOCi(t+l)、SOCi(t)分別為第i輛電動(dòng)汽車電池t+l、t時(shí)刻的荷電狀態(tài);Cr為電 池總?cè)萘?Ce為充電效率;Pi ( t )為第i輛電動(dòng)汽車充電功率； 充電功率約束條件： 0<Pt(t) <Pmaxi (4) 式(4)中Pmaxi是最大充電功率； 若在此基礎(chǔ)上作極限假設(shè)，假設(shè)每輛電動(dòng)汽車充電都將電量充滿，則約束條件可改為 如下：訪） 式(5)中T為充電總時(shí)間，* = 0，1，2-1'-1;50片(* = 0)為電動(dòng)汽車剛插入充電時(shí)的電池 荷電狀態(tài)。
【專利摘要】一種電動(dòng)汽車有序充電實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，包括中心調(diào)度級(jí)、協(xié)調(diào)控制級(jí)、微電網(wǎng)控制級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)，由電力線與通訊線逐級(jí)相連；所述中心調(diào)度級(jí)包括中心控制器，所述協(xié)調(diào)控制級(jí)包括多個(gè)區(qū)域控制器，所述微電網(wǎng)控制級(jí)包括多個(gè)微電網(wǎng)控制器、多個(gè)公共充電站控制器，所述現(xiàn)場控制級(jí)包括多個(gè)電動(dòng)汽車控制器，所述微電網(wǎng)控制器包括多個(gè)微電網(wǎng)、每個(gè)微電網(wǎng)包括微處理器；所述通訊線用于使數(shù)據(jù)由最低級(jí)向更高級(jí)逐級(jí)傳輸，直至傳至中心控制器，控制中心處理數(shù)據(jù)后經(jīng)通訊線傳至區(qū)域控制器制定電價(jià)；電力線用于將電能從最高級(jí)逐級(jí)向低傳輸直至現(xiàn)場控制級(jí)。本發(fā)明使電動(dòng)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(jià)能做出實(shí)時(shí)反應(yīng)。
【IPC分類】H02J7/00, B60L11/18
【公開號(hào)】CN105515110
【申請?zhí)枴緾N201610002374
【發(fā)明人】程杉, 王賢寧
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月1日