一种基于网格分析法的有序充电算法的制作方法

1.本发明涉及电动汽车有序充电技术领域，尤其涉及一种基于网格分析法的有序充电算法。


背景技术：

2.电动汽车作为g2v，v2g的主体，具备同时和电网ems和车联网平台连接的特点。有序充电(schedulinggrid to vehicle),使得电网给电动汽车的充电行为变得可控、可计划、可调节，有利于电网的稳定运行，不至于因为大量电动汽车同时充电而对电网造成巨大冲击，从而导致电网崩溃产生严重后果。有序充电算法，通过对各种信道收集来的信息进行处理，优化后求解出最适合电网的放电算法策略。
3.但现在对有序充电算法的研究大部分集中在电车到达v2g充电桩之后的研究，缺乏把电动汽车通过最优路径分配到v2g充电桩的研究目前。因此对于一种基于网格分析法的有序充电算法，缺乏把电动汽车通过最优路径分配到v2g充电桩的研究目前是我们要解决的问题。


技术实现要素：

4.为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种基于网格分析法的有序充电算法，电动汽车到v2g充电桩最短距离、电动汽车在此v2g充电桩补给最少充电量、最低电价，实现电动汽车有序充电。
5.为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于网格分析法的有序充电算法，包括以下步骤：s1、车联网平台获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息；电动汽车的车机系统获取电动汽车的电池容量、即时soc以及实时地理位置信息并将其传输给车联网平台，车联网平台再将其所获取的电动汽车电池容量和即时soc传输给电网ems；
6.s2、电网ems根据网侧需求计算得到实时充电价格并将其传输给车联网平台，车联网平台再将其所获取的实时充电价格传输给车机系统；
7.s3、车联网平台以所有v2g充电桩地理位置信息的坐标、电动汽车实时地理位置信息的坐标作为输入，车联网平台上的网格分析法进行网格化的有限元分析，先结合实时充电价格计算得到特定v2g充电桩的地理位置信息，再利用最短距离法或最短时间法计算得到电动汽车到达特定v2g充电桩的到达时间信息；
8.s4、车联网平台将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给车机系统，车机系统再将其所获取的特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给电网ems，电网ems根据其所获取的电动汽车电池容量和即时soc、特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息计算得到服务时间信息、总体完成充电负荷需求信息并传输给车机系统。
9.s5、电网ems根据车联网平台的最终决定分配相应的功率、特定工作流对特定v2g充电桩配电，特定v2g充电桩同时对电动汽车配电。
10.本发明一种基于网格分析法的有序充电算法的有益效果是，车联网平台会获取特
定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息，特定区域指的是车联网平台的适用范围内，所有v2g充电桩的地理位置信息储存在车联网平台内。电动汽车需要进行充电时，电动汽车先下载机车系统，机车系统同意并接收车联网平台下发的合约后二者实现交互，车机系统获取电动汽车的电池容量、即时soc以及实时地理位置信息会全部传输给车联网平台，由于车联网平台与电网ems交互通信，车联网平台会将电动汽车电池容量、即时soc传输给电网ems。电网ems根据网侧需求计算得到的实时充电价格并将其传输给车联网平台，车联网平台再传输给车机系统。车联网平台以v2g充电桩地理位置信息的坐标、电动汽车实时地理位置信息的坐标作为输入，结合实时充电价格得到特定v2g充电桩的地理位置信息，特定v2g充电桩指的是电动汽车到此v2g充电桩最短距离、电动汽车在此v2g充电桩补给最少充电量、最低电价，是相对运算后选择最优的v2g充电桩；再利用最短距离法或/和最短时间法计算得到电动汽车到达特定v2g充电桩的到达时间信息。车联网平台将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给车机系统，车机系统再将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给电网ems，电网ems根据其所获取的电动汽车电池容量和即时soc、特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息计算得到服务时间信息、总体完成充电负荷需求信息并传输给车机系统，此时用户可以通过车机系统看到电动汽车的电池容量、即时soc和实时地理位置信息、实时充电价格、服务时间信息以及总体完成充电负荷需求信息。当车联网平台的最终决定选择好特定v2g充电桩后，电网ems分配相应的功率、特定工作流对特定v2g充电桩配电，用户选择去此特定v2g充电桩充电并由特定v2g充电桩对电动汽车配电。此有序充电算法，电动汽车到v2g充电桩最短距离、电动汽车在此v2g充电桩补给最少充电量、最低电价，实现电动汽车有序充电；进一步降低电动汽车的充电成本，为电网ems稳定运行提供决策支撑，影响包括电网阶梯定价，动态无功补偿等算法提供灵活的决策策略。
11.由于所有v2g充电桩位置固定，所以网格属于静态网格，只需要做一次网格化，计算量相比较其他算法小，算法收敛性强，健壮性好。由于使用多源头信息体制，有些占带宽的信息(比如所有v2g充电桩位置信息可以储存在本地)，所以信息对信道的依赖度低，算法对信息的依赖度低。
12.作为本发明的进一步改进是，车联网平台与电网ems交互通信，车机系统与车联网平台、电网ems均交互通信，v2g充电桩与车联网平台、电网ems均交互通信。车联网平台与电网ems交互通信。车联网平台使用mqtt协议或者其他的物联网规约和电动汽车的车机系统实现交互通信。电网ems使用104/dnp3/iec
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61850mms协议和电动汽车的车机系统实现交互通信。v2g充电桩通过ntp(network time protocol)或者ieee
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1588或者irig
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b服务器与车联网平台、电网ems实现交互通信。
13.作为本发明的进一步改进是，车联网平台通过在线模式或/和离线模式获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息。车联网平台可以通过在线模式和离线模式一起获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息，也可以通过在线模式和离线模式中的任意一个获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息。
14.作为本发明的进一步改进是，车联网平台的车辆登记信息获取电动汽车的电池容量，车联网平台的动态信息获取电动汽车的即时soc以及实时地理位置信息。
15.作为本发明的进一步改进是，车联网平台根据电动汽车的电池容量、即时soc引导电动汽车有序充电。
附图说明
16.图1为本实施例的结构框图；
17.图2为本实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
19.参见附图1
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2所示，本实施例一种基于网格分析法的有序充电算法，包括以下步骤：s1、车联网平台获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息；电动汽车的车机系统获取电动汽车的电池容量、即时soc以及实时地理位置信息并将其传输给车联网平台，车联网平台再将其所获取的电动汽车电池容量和即时soc传输给电网ems；
20.s2、电网ems根据网侧需求计算得到实时充电价格并将其传输给车联网平台，车联网平台再将其所获取的实时充电价格传输给车机系统；
21.s3、车联网平台以所有v2g充电桩地理位置信息的坐标、电动汽车实时地理位置信息的坐标作为输入，车联网平台上的网格分析法进行网格化的有限元分析，先结合实时充电价格计算得到特定v2g充电桩的地理位置信息，再利用最短距离法或/和最短时间法计算得到电动汽车到达特定v2g充电桩的到达时间信息；
22.s4、车联网平台将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给车机系统，车机系统再将其所获取的特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给电网ems，电网ems根据其所获取的电动汽车电池容量和即时soc、特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息计算得到服务时间信息、总体完成充电负荷需求信息并传输给车机系统。
23.s5、电网ems根据车联网平台的最终决定分配相应的功率、特定工作流对特定v2g充电桩配电，特定v2g充电桩同时对电动汽车配电。
24.本实施例的车联网平台与电网ems交互通信，车机系统与车联网平台、电网ems均交互通信，v2g充电桩与车联网平台、电网ems均交互通信。车联网平台与电网ems交互通信。车联网平台使用mqtt协议或者其他的物联网规约和电动汽车的车机系统实现交互通信。电网ems使用104/dnp3/iec
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61850mms协议和电动汽车的车机系统实现交互通信。v2g充电桩通过ntp(network time protocol)或者ieee
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1588或者irig
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b服务器与车联网平台、电网ems实现交互通信。
25.本实施例的车联网平台通过在线模式或/和离线模式获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息。车联网平台可以通过在线模式和离线模式一起获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息，也可以通过在线模式和离线模式中的任意一个获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息。
26.本实施例的车联网平台的车辆登记信息获取电动汽车的电池容量，车联网平台的动态信息获取电动汽车的即时soc以及实时地理位置信息。
27.本实施例的车联网平台根据电动汽车的电池容量、即时soc引导电动汽车有序充电。
28.本实施例的工作过程：车联网平台会获取特定区域内所有v2g充电桩的地理位置信息，特定区域指的是车联网平台的适用范围内，所有v2g充电桩的地理位置信息储存在车
联网平台内。电动汽车需要进行充电时，电动汽车先下载机车系统，机车系统同意并接收车联网平台下发的合约后二者实现交互，车机系统获取电动汽车的电池容量、即时soc以及实时地理位置信息会全部传输给车联网平台，由于车联网平台与电网ems交互通信，车联网平台会将电动汽车电池容量、即时soc传输给电网ems。电网ems根据网侧需求计算得到的实时充电价格并将其传输给车联网平台，车联网平台再传输给车机系统。车联网平台以v2g充电桩地理位置信息的坐标、电动汽车实时地理位置信息的坐标作为输入，结合实时充电价格得到特定v2g充电桩的地理位置信息，特定v2g充电桩指的是电动汽车到此v2g充电桩最短距离、电动汽车在此v2g充电桩补给最少充电量、最低电价，是相对运算后选择最优的v2g充电桩。再利用最短距离法或最短时间法计算得到电动汽车到达特定v2g充电桩的到达时间信息。例如：有a和b两个v2g充电桩，到达a的距离最短，但是路很堵，到达b的路程很长，但是路很通畅；此时选择最短时间法，把这辆电动汽车归结到b，然后电力系统配电主站可以按照分配到充电桩上的电动汽车数量，调配相应的功率来支撑b，从而达到有序充电。
29.车联网平台将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给车机系统，车机系统再将特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息传输给电网ems，电网ems根据其所获取的电动汽车电池容量和即时soc、特定v2g充电桩的地理位置信息、到达时间信息计算得到服务时间信息、总体完成充电负荷需求信息并传输给车机系统，此时用户可以通过车机系统看到电动汽车的电池容量、即时soc和实时地理位置信息、实时充电价格、服务时间信息以及总体完成充电负荷需求信息。
30.当车联网平台的最终决定选择好特定v2g充电桩后，电网ems分配相应的功率、特定工作流对特定v2g充电桩配电，用户选择去此特定v2g充电桩充电并由特定v2g充电桩对电动汽车配电。此有序充电算法，电动汽车到v2g充电桩最短距离、电动汽车在此v2g充电桩补给最少充电量、最低电价，实现电动汽车有序充电；进一步降低电动汽车的充电成本，为电网ems稳定运行提供决策支撑，影响包括电网阶梯定价，动态无功补偿等算法提供灵活的决策策略。
31.由于所有v2g充电桩位置固定，所以网格属于静态网格，只需要做一次网格化，计算量相比较其他算法小，算法收敛性强，健壮性好。由于使用多源头信息体制，有些占带宽的信息(比如所有v2g充电桩位置信息可以储存在本地)，所以信息对信道的依赖度低，算法对信息的依赖度低。
32.以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。