一种充电桩主动配电的充电调度系统的制作方法

1.本发明涉及充电调度技术领域，具体是一种充电桩主动配电的充电调度系统。


背景技术：

2.燃料汽车每年消耗世界石油产量的一半以上，近年来不断上涨的油价表明人类可用的化石能源稀缺是造成它的原因，随着化石燃料短缺以及环境污染，电动汽车等新能源汽车受到全世界越来越多的关注，电动汽车主要分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种在各国推行的支持性政策下，电动汽车相关产业迅猛发展，由于近年来电动汽车相关技术的进步，电动汽车在全球的市场占有率逐年增加。
3.随着电动汽车大规模接入电网，大量电动汽车车主在同一时段进行充电会导致电动汽车充电负荷激增，尤其是在用高峰时期进行集中充电可能导致电网电压质量问题，例如三相电压不平衡，谐波污染，负荷峰谷差增加等问题，针对大规模电动汽车无序充电对电网运行带来的影响和目前我国新能源消纳存在的问题，引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标，为减轻上述问题，有必要开发相应的电动汽车充电调度系统来对电动汽车用户充电行为进行管理，引导车主有序充电，因此我们提出一种充电桩主动配电的充电调度系统。


技术实现要素：

4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种充电桩主动配电的充电调度系统，包括充电负荷因素分析单元、数据传输单元、数据处理单元、充电桩负荷分析单元、充电费用计算单元和车辆调度单元；
5.充电负荷因素分析单元，其用于对电动汽车自身充电时的影响因素进行分析，其包括有区域内充电的电动汽车数量、车辆类型、充电时段和充电方式，从而通过充电行为特征公式来计算电动汽车的充电负荷；
6.充电费用计算单元，其通过代理商的定价来计算电动汽车算需要的费用，从而通过费用让用户选择充电桩位置，以此方式可以在使用户节省费用的同时可以更好的进行电网负荷的分配，引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标，通过上述充电行为特征公式用来计算充电负荷因素分析，从而更好地适用于调度系统的调度工作。
7.优选的，所述充电负荷因素分析单元中的充电行为特征公式如下：
8.其中qv,s表示时刻s内所有电动汽车的充电功率，x
v,s
表示时刻s内电动汽车v的充电功率，n表示电动汽车数量，i指小时时间，针对大规模电动汽车无序充电对电网运行带来的影响和目前我国新能源消纳存在的问题，引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标；
9.根据现有的统计数据，求取计算电动汽车充放电功率所需日行驶里程、充放电初始时刻等参数的分布规律；
10.之后通过充电行为特征公式抽取充电功率、起始充电时间及日行驶里程，根据需充电电量和充电功率计算得到其充电时长；
11.再然后，叠加每一时刻的电动汽车充电功率，得到n辆电动汽车充电功率曲线，实现规模化电动汽车并入电网进行有序充电，保障电网的平稳运行，通过合理引导电动汽车的充电行为，降低其并网充电对电网负荷的影响。
12.优选的，所述充电费用计算单元中的代理商定价公式如下：
13.其中hs为s时刻的传统负荷，为s时刻电网向代理商的售电价格,α＞0为代理商收取的基本费用,β＞0是电价系数，对于s时刻，代理商辖区内电动汽车充电产生负荷越大，电网总负荷越大，则电价越高，用户支出越大,因此通过此代理商定价公式便于用户的费用计算，实现引导用户进行合理充电；
14.且在代理商定价时通过对电价进行分时分析，将每日划分成几个时段，根据采用峰谷分时电价制度来确定电价，通过日负荷电量，将每天24小时划分为尖峰、高峰、平时、低谷四个时段，对各个时段制定不同的电价，且代理商的电价基础为电网电价和附加费用的组成，附加费用用于对员工工资支出以及相应的设备维护,例如充电桩的维护等，通过经济手段或技术手段控制电动汽车的充电时间和充电功率，减小电网峰谷差，考虑全天各时段电价的不同，建立分时电价充电调度系统，减少充电费用，考虑数量较少且分步不均匀的现状。
15.优选的，所述数据传输单元，其用于将用户所需的充电量与位置数据传输给数据处理单元，实现点与点之间的信息传输与交换，从而保障数据传输的实时性和可靠性；
16.数据处理单元，其用于对用户、代理商和电网之间的互动，进而对区域内电动汽车车辆数据进行分析处理，对数据进行分析和加工，包括对各种原始数据的分析、整理、计算和编辑，通过数据处理单元可以针对不同使用者进行不同方向的计算方式，从而保障系统的充电调度多样性。
17.优选的，所述充电桩负荷分析单元，针对不同站点的充电桩空闲位置进行实时监控，从而针对充电桩的位置数据进行的分析，并配合用户所需充电位置信息进行匹配，对其充电桩进行调度。
18.优选的，所述车辆调度单元，使充电桩位置与车辆位置进行匹配，通过主动配电方式使其车辆接入分布式充电桩，更好地利用分布式充电桩位置进行车辆分配。
19.本发明提供了一种充电桩主动配电的充电调度系统，与现有技术相比具备以下有益效果：
20.1、该充电桩主动配电的充电调度系统，根据现有的统计数据，求取计算电动汽车充放电功率所需日行驶里程、充放电初始时刻等参数的分布规律；之后通过充电行为特征公式抽取充电功率、起始充电时间及日行驶里程，根据需充电电量和充电功率计算得到其充电时长；再然后，叠加每一时刻的电动汽车充电功率，得到n辆电动汽车充电功率曲线，实现规模化电动汽车并入电网进行有序充电，保障电网的平稳运行，通过合理引导电动汽车的充电行为，降低其并网充电对电网负荷的影响，通过代理商定价公式便于用户进行费用
计算，实现引导用户进行合理充电。
21.1、该充电桩主动配电的充电调度系统，通过经济手段或技术手段控制电动汽车的充电时间和充电功率，减小电网峰谷差，考虑全天各时段电价的不同，建立分时电价充电调度系统，减少充电费用，考虑数量较少且分步不均匀的现状，研究充电设施选址问题。
附图说明
22.图1为本发明的充电桩主动配电的充电调度系统框图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例一：
25.请参阅图1，一种充电桩主动配电的充电调度系统，包括充电负荷因素分析单元、数据传输单元、数据处理单元、充电桩负荷分析单元、充电费用计算单元和车辆调度单元；
26.充电负荷因素分析单元，其用于对电动汽车自身充电时的影响因素进行分析，其包括有区域内充电的电动汽车数量、车辆类型、充电时段和充电方式，从而通过充电行为特征公式来计算电动汽车的充电负荷；
27.充电费用计算单元，其通过代理商的定价来计算电动汽车算需要的费用，从而通过费用让用户选择充电桩位置，以此方式可以在使用户节省费用的同时可以更好的进行电网负荷的分配，引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标，通过上述充电行为特征公式用来计算充电负荷因素分析，从而更好地适用于调度系统的调度工作。
28.此实施例中，充电负荷因素分析单元中的充电行为特征公式如下：
29.其中qv,s表示时刻s内所有电动汽车的充电功率，x
v,s
表示时刻s内电动汽车v的充电功率，n表示电动汽车数量，i指小时时间，针对大规模电动汽车无序充电对电网运行带来的影响和目前我国新能源消纳存在的问题，引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标；
30.根据现有的统计数据，求取计算电动汽车充放电功率所需日行驶里程、充放电初始时刻等参数的分布规律；
31.之后通过充电行为特征公式抽取充电功率、起始充电时间及日行驶里程，根据需充电电量和充电功率计算得到其充电时长；
32.再然后，叠加每一时刻的电动汽车充电功率，得到n辆电动汽车充电功率曲线，实现规模化电动汽车并入电网进行有序充电，保障电网的平稳运行，通过合理引导电动汽车的充电行为，降低其并网充电对电网负荷的影响。
33.此实施例中，充电费用计算单元中的代理商定价公式如下：
34.其中hs为s时刻的传统负荷，为s时刻电网向代理商的售电价格,α＞0为代理商收取的基本费用,β＞0是电价系数，对于s时刻，代理商辖区内电动汽车充电产生负荷越大，电网总负荷越大，则电价越高，用户支出越大,因此通过此代理商定价公式便于用户的费用计算，实现引导用户进行合理充电；
35.且在代理商定价时通过对电价进行分时分析，将每日划分成几个时段，根据采用峰谷分时电价制度来确定电价，通过日负荷电量，将每天24小时划分为尖峰、高峰、平时、低谷四个时段，对各个时段制定不同的电价，且代理商的电价基础为电网电价和附加费用的组成，附加费用用于对员工工资支出以及相应的设备维护,例如充电桩的维护等，通过经济手段或技术手段控制电动汽车的充电时间和充电功率，减小电网峰谷差，考虑全天各时段电价的不同，建立分时电价充电调度系统，减少充电费用，考虑数量较少且分步不均匀的现状。
36.此实施例中，数据传输单元，其用于将用户所需的充电量与位置数据传输给数据处理单元，实现点与点之间的信息传输与交换，从而保障数据传输的实时性和可靠性；
37.数据处理单元，其用于对用户、代理商和电网之间的互动，进而对区域内电动汽车车辆数据进行分析处理，对数据进行分析和加工，包括对各种原始数据的分析、整理、计算和编辑，通过数据处理单元可以针对不同使用者进行不同方向的计算方式，从而保障系统的充电调度多样性。
38.此实施例中，充电桩负荷分析单元，针对不同站点的充电桩空闲位置进行实时监控，从而针对充电桩的位置数据进行的分析，并配合用户所需充电位置信息进行匹配，对其充电桩进行调度。
39.此实施例中，车辆调度单元，使充电桩位置与车辆位置进行匹配，通过主动配电方式使其车辆接入分布式充电桩，更好地利用分布式充电桩位置进行车辆分配。
40.分析实验
41.一般来说，电动汽车车主需求从几个方面来考虑，分别是充电用时、充电花费和充电等待时间，针对用户为电动私家车用户时，对于车主来说，其充电时段一般为闲时时段，充电地点为停车位配置的充电桩，因此对于电动汽车车主来说在充电问题上不太关心具体充电时间，只要保证在可充电时段内完成充电即可，同时由于是在车主停车位充电，在车辆准备充电时并不需要排队，因此不存在充电等待时间这个问题，因此就电动私家车充电来说，其车主主要考虑的是在可充电时段内采取相应的充电规划使自己充电花费最少；
42.针对用户为代理商用户时，代理商的目的是通过小区为单位对电动汽车充电进行有序管理，从系统实现的角度来看，代理商侧的需求主要分为三部分，分别是代理商服务器功能需求、云平台功能需求和算法实现模式，随着电动汽车数量的增加，考虑到经济成本，代理商服务节点算力可能较为有限，因此对于代理商来说关心的除了找到合适的调度算法使小区内电网波动最小外还需要采用合适的调度模型尽量的减少代理商自身服务器的计算压力，使其对辖区内电动汽车管理稳定有序进行。
43.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，包括充电负荷因素分析单元、数据传输单元、数据处理单元、充电桩负荷分析单元、充电费用计算单元和车辆调度单元；充电负荷因素分析单元，其用于对电动汽车自身充电时的影响因素进行分析，其包括有区域内充电的电动汽车数量、车辆类型、充电时段和充电方式，从而通过充电行为特征公式来计算电动汽车的充电负荷；充电费用计算单元，其通过代理商的定价来计算电动汽车算需要的费用，从而通过费用让用户选择充电桩位置。2.根据权利要求1所述的一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，所述充电负荷因素分析单元中的充电行为特征公式如下：其中qv,s表示时刻s内所有电动汽车的充电功率，x
v,s
表示时刻s内电动汽车v的充电功率，n表示电动汽车数量，i指小时时间。3.根据权利要求1所述的一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，所述充电费用计算单元中的代理商定价公式如下：其中hs为s时刻的传统负荷，为s时刻电网向代理商的售电价格,α＞0为代理商收取的基本费用,β＞0是电价系数，且在代理商定价时通过对电价进行分时分析，将每日划分成几个时段，根据采用峰谷分时电价制度来确定电价，通过日负荷电量，将每天24小时划分为尖峰、高峰、平时、低谷四个时段，对各个时段制定不同的电价，且代理商的电价基础为电网电价和附加费用的组成，附加费用用于对员工工资支出以及相应的设备维护。4.根据权利要求1所述的一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，所述数据传输单元，其用于将用户所需的充电量与位置数据传输给数据处理单元；数据处理单元，其用于对用户、代理商和电网之间的互动，进而对区域内电动汽车车辆数据进行分析处理，对数据进行分析和加工，包括对各种原始数据的分析、整理、计算和编辑，通过数据处理单元可以针对不同使用者进行不同方向的计算方式。5.根据权利要求1所述的一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，所述充电桩负荷分析单元，针对不同站点的充电桩空闲位置进行实时监控，从而针对充电桩的位置数据进行的分析，并配合用户所需充电位置信息进行匹配，对其充电桩进行调度。6.根据权利要求1所述的一种充电桩主动配电的充电调度系统，其特征在于，所述车辆调度单元，使充电桩位置与车辆位置进行匹配，通过主动配电方式使其车辆接入分布式充电桩，更好地利用分布式充电桩位置进行车辆分配。

技术总结
本发明公开了一种充电桩主动配电的充电调度系统，包括充电负荷因素分析单元、数据传输单元、数据处理单元、充电桩负荷分析单元、充电费用计算单元和车辆调度单元；充电负荷因素分析单元，其用于对电动汽车自身充电时的影响因素进行分析，其包括有区域内充电的电动汽车数量、车辆类型、充电时段和充电方式；充电费用计算单元，其通过代理商的定价来计算电动汽车算需要的费用，从而通过费用让用户选择充电桩位置，本发明涉及充电调度技术领域；该充电桩主动配电的充电调度系统,通过充电负荷因素分析和代理商定价提高电网负荷平稳性，因此同时实现对用户充电费用的分析，合理引导电动汽车的充电行为，降低其并网充电对电网负荷的影响。响。响。


技术研发人员：朱元 张禹 钱伟
受保护的技术使用者：无锡市政公用新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/6