一种基于物联网的汽车充电网络调控系统的制作方法

1.本技术属于基于物联网的智能充电技术领域，尤其涉及一种基于物联网的汽车充电网络调控系统。


背景技术：

2.电力系统中电动汽车充电机为非线性负荷，电动汽车的接入给电网带来大规模的负荷增长，在缺乏充电协调的情况下，将进一步加剧配网的负荷峰谷差，对配电网的安全运行产生负面影响；电动汽车充电站的选址和定容不当，有可能影响城市交通网络的规划布局、电动汽车用户的出行便利与否，进而影响电动汽车的广泛应用，也会导致电能损耗显著增加。目前国网公司针对充电桩的管理有一套车联网平台，帮助车主快速找到可使用的充电桩，并记录充电收费信息。该平台仅针对桩-车-人的交互设计，且对于充电桩的实时运行情况无从了解，并且对于车辆接入充电网络，对电网可能造成的影响也没有考虑。因此，如何对充电桩场站集群的各个站点的供电容量以及实时负载情况进行实时分析，合理分配并调节充电桩的负荷大小，实现有序充电，对保障电网安全及电能质量具有重要意义。然而目前在车联网平台的研究方面，大多将充电桩作为普通负荷来进行管理，仅对充电桩的工作状态进行监测，在与电网的双向互动方面缺乏进一步的应用，难以应对大规模充电桩建设后为电网带来的冲击问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于，提供一种用于改善网内电动汽车用电负荷，通过将电动汽车作为独立的移动充放电装置，利用电网与电动汽车的交互来实现降低电网峰值负荷，提高网内电容量，提升电网性能的基于物联网的汽车充电网络调控系统。
4.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
5.一种基于物联网的汽车充电网络调控系统，所述系统包括：供能模块、物联模块、监控模块、调控模块；
6.所述供能模块，用于建立由若干稳定发电源构成的可持续稳定供电的固定供电设备，建立由若干快速发电源构成的可快速发电的临时供电设备；
7.所述物联模块，用于获取调度周期内区域内电动汽车的接入状态和数据，根据电动汽车的电动汽车接入状态和数据，判断电动汽车充电需求，根据其不同需求对电动汽车充放电类型进行判断，根据相应指令控制在网电动汽车的充放电；
8.所述监控模块，用于在调度周期内监测固定供电设备和临时供电设备运行状态，输出准备阶段内固定供电设备和临时供电设备运行的数据；用于输出固定供电设备和临时供电设备在准备阶段内运行数据，生成调控周期内的预测供电设备运行数据；
9.所述调控模块，用于建立包含配网内可执行充放电调控的电动汽车和临时供电设备的可控单元；建立包含其他电动汽车和固定供电设备的不可控单元；用于从网外物联模块收集和计算区域内电动汽车的总负荷以及不同时刻的变化量；用于建立以电动供电设备
最低发电成本和电动汽车最低充电成本为目标函数的调度策略；用于调度周期开始阶段，获取初始供电设备运行数据和区域内电动汽车的接入状态和数据，生成准备阶段供电设备调度指令；所述准备阶段供电设备调度指令用于控制临时供电设备；用于在调度周期内，基于供能模块实时输出以及电动汽车充电负荷变化数据，通过调度策略生成优选控制指令，所述控制指令包括用于控制临时供电设备，以及利用充电桩控制电动汽车充放电。
10.对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述物联模块，还包括电动汽车跟踪单元、显示输出单元；
11.所述电动汽车跟踪单元用于：生成新入网电动汽车的身份id、用于记录和存储相应id对应的充电时间、充电地点、充电电量以及充电时间；
12.所述显示输出单元用于：显示当前电价以及充电模式和充电成本、显示可选错峰充电时间调度建议和预期充电成本。
13.对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述物联模块用于获取调度周期内区域接入的内电动汽车接入状态和数据具体还包括根据电动汽车类型将其划入不同类的步骤，具体是指根据电动汽车充电需求的不同，将电动汽车分为多个类型，包括：
14.平均使用时间time≥6h，或者对充电速度和充电时间要求高需要稳定充电，的不可调控电动汽车，记为l1类；
15.无法向电网馈电但具有可调整的充电速度和充电时间的不可馈电电动汽车，记为l2类；
16.可以向电网馈电且具有可调整的充电速度和充电时间的灵活充放电电动汽车，记为l3类。
17.对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述以电动供电设备最低发电成本和电动汽车最低充电成本为目标函数的调度策略中至少包括发电和充电成本优选目标模型；
18.所述优选模型的目标函数为：
[0019][0020]
goal1是指电动汽车充电成本最小目标，goal2是供电成本最小目标；
[0021]
其中，t＝1、2
…
、t是指分段电价模式下的不同时段；是指lk(k＝1、2、3)类电动汽车在t时段的充电功率，m＝1、2
…
m是电动汽车的id序号；是指lk类电动汽车在t时段的馈电功率；是指lk类电动汽车在时段的充电单价；是指lk类电动汽车在t时段的馈电单价；α
lk
是指电动汽车设备耗损系数；j＝1、2
…
j是指供电设备序号；是指供电设备j在t时段内的发电成本；是指供电设备j在t时段内的动作指示标志，当供电设备
运行时指示值为1，供电设备停止运行时指示值为0；是指供电设备j在t时段内的启停成本。
[0022]
对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述供电设备j在t时段内的发电成本计算方法如下：
[0023][0024]
其中为供电设备j在t时段内的发电功率；其中a、b、c是通过若干全新的供电设备的发电成本和发电功率通过拟合计算得到的常量参数，rj为劣化经验系数，通过实验测得；
[0025]
所述供电设备j在t时段内的启停成本计算方法如下：
[0026][0027]
其中dj、ej为供电设备j的开机消耗常量，f
time-s
为供电设备j在t时段内的停用时长，gj为供电设备j的平均维护时长。
[0028]
对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述优选模型的目标函数替换为：
[0029][0030]
其中，goal
max1
为电动汽车全部类型为l1类时的充电成本；goal
max2
为电动汽车全部类型为l1类时的供电成本。
[0031]
其有益效果在于：
[0032]
本技术的基于物联网的汽车充电网络调控系统
[0033]
电动汽车加入到区域电网调度模型中，在考虑电动汽车接入区域电网后产生的影响的基础上，利用分时电价以及电池馈电等控制和调节电网运行调度，根据电动汽车充电成本与电网发电成本来对电网发电和电动汽车充放电进行综合调控。
附图说明
[0034]
本技术无附图。
具体实施方式
[0035]
以下结合具体实施例对本技术作详细说明。
[0036]
随着国内新能源产业的飞速发展，电动汽车作为一种电网用电产品，其内部的电源同事具有负荷和电源的双重供能，单一的电动汽车相当于一个微型储能设备，同时电动
汽车使用时并非所有事件均处于需要充电的状态，当大批量电容汽车同时接入时，这些电动汽车可以临时充当电网内的充放电储能设备，泳衣提高电网容量，增加电网稳定性。
[0037]
基于此，本技术的一种基于物联网的汽车充电网络调控系统，包括：供能模块、物联模块、监控模块、调控模块；
[0038]
所述供能模块，用于建立由若干稳定发电源构成的可持续稳定供电的固定供电设备，建立由若干快速发电源构成的可快速发电的临时供电设备；
[0039]
所述物联模块，用于获取调度周期内区域内电动汽车的接入状态和数据，根据电动汽车的电动汽车接入状态和数据，判断电动汽车充电需求，根据其不同需求对电动汽车充放电类型进行判断，根据相应指令控制在网电动汽车的充放电；
[0040]
所述监控模块，用于在调度周期内监测固定供电设备和临时供电设备运行状态，输出准备阶段内固定供电设备和临时供电设备运行的数据；用于输出固定供电设备和临时供电设备在准备阶段内运行数据，生成调控周期内的预测供电设备运行数据；
[0041]
所述调控模块，用于建立包含配网内可执行充放电调控的电动汽车和临时供电设备的可控单元；建立包含其他电动汽车和固定供电设备的不可控单元；用于从网外物联模块收集和计算区域内电动汽车的总负荷以及不同时刻的变化量；用于建立以电动供电设备最低发电成本和电动汽车最低充电成本为目标函数的调度策略；用于调度周期开始阶段，获取初始供电设备运行数据和区域内电动汽车的接入状态和数据，生成准备阶段供电设备调度指令；所述准备阶段供电设备调度指令用于控制临时供电设备；用于在调度周期内，基于供能模块实时输出以及电动汽车充电负荷变化数据，通过调度策略生成优选控制指令，所述控制指令包括用于控制临时供电设备，以及利用充电桩控制电动汽车充放电。
[0042]
所述物联模块，还包括电动汽车跟踪单元、显示输出单元；
[0043]
所述电动汽车跟踪单元用于：生成新入网电动汽车的身份id、用于记录和存储相应id对应的充电时间、充电地点、充电电量以及充电时间；
[0044]
所述显示输出单元用于：显示当前电价以及充电模式和充电成本、显示可选错峰充电时间调度建议和预期充电成本。
[0045]
所述物联模块用于获取调度周期内区域接入的内电动汽车接入状态和数据具体还包括根据电动汽车类型将其划入不同类的步骤，具体是指根据电动汽车充电需求的不同，将电动汽车分为多个类型，包括：
[0046]
平均使用时间time≥6h，或者对充电速度和充电时间要求高需要稳定充电，的不可调控电动汽车，记为l1类；无法向电网馈电但具有可调整的充电速度和充电时间的不可馈电电动汽车，记为l2类；可以向电网馈电且具有可调整的充电速度和充电时间的灵活充放电电动汽车，记为l3类。
[0047]
所述以电动供电设备最低发电成本和电动汽车最低充电成本为目标函数的调度策略中至少包括发电和充电成本优选目标模型；
[0048]
所述优选模型的目标函数为：
[0049][0050]
goal1是指电动汽车充电成本最小目标，goal2是供电成本最小目标；
[0051]
其中，t＝1、2
…
、t是指分段电价模式下的不同时段；是指lk(k＝1、2、3)类电动汽车在t时段的充电功率，m＝1、2
…
m是电动汽车的id序号；是指lk类电动汽车在t时段的馈电功率；是指lk类电动汽车在时段的充电单价；是指lk类电动汽车在t时段的馈电单价；α
lk
是指电动汽车设备耗损系数；j＝1、2
…
j是指供电设备序号；是指供电设备j在t时段内的发电成本；是指供电设备j在t时段内的动作指示标志，当供电设备运行时指示值为1，供电设备停止运行时指示值为0；是指供电设备j在t时段内的启停成本。
[0052]
所述供电设备j在t时段内的发电成本计算方法如下：计算方法如下：
[0053]
其中为供电设备j在t时段内的发电功率；其中a、b、c是通过若干全新的供电设备的发电成本和发电功率通过拟合计算得到的常量参数，rj为劣化经验系数，通过实验测得；
[0054]
所述供电设备j在t时段内的启停成本计算方法如下：
[0055][0056]
其中dj、ej为供电设备j的开机消耗常量，f
time-s
为供电设备j在t时段内的停用时长，gj为供电设备j的平均维护时长。
[0057]
对前述基于物联网的汽车充电网络调控系统的进一步改进或者优选实施方案，所述优选模型的目标函数替换为：
[0058][0059]
其中，goal
max1
为电动汽车全部类型为l1类时的充电成本；goal
max2
为电动汽车全部类型为l1类时的供电成本。
[0060]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的实质和范围。