基于新能源汽车的配电调度系统和方法与流程

1.本技术涉及配电控制技术领域，具体涉及一种基于新能源汽车的配电调度系统和方法。


背景技术：

2.新能源汽车的推广可减缓气候变化并且减少空气污染，但新能源汽车的充电也是一个问题，当对大规模新能源汽车进行充电将给会给发电、输电以及配电系统带来挑战。然而与家用电器等负荷不同，新能源汽车负荷具有高度的灵活和可调节性，因此可以对新能源汽车充电进行管理。而目前并没有相关的新能源汽车充电管理方法。
3.另外未来随着发电结构中可再生能源的比重大幅提升，以及电网对峰谷电价差的调整越来越大，在发电侧对大量灵活电源以及在用电侧对可调节负荷资源的需求，都将不断增加，如果区域配电(例如小区配电)对新能源汽车的充电无法进行管理，一方面对电网造成压力，另一方面也会造成不必要的昂贵的充电价格。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例中提供了一种基于新能源汽车的配电调度系统和方法，以克服现有技术不能对新能源汽车进行充电管理会造成电网压力以及昂高充电价格的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种基于新能源汽车的配电调度系统，该系统包括：配电调度服务器、商业配电网络、区域配电网络和至少一个充电桩；其中所述配电调度服务器、所述商业配电网络以及所述区域配电网络分别连接各所述充电桩；所述充电桩用于连接新能源汽车，一个所述充电桩连接一辆新能源汽车；
6.所述配电调度服务器根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩，控制所述充电桩对所述新能源汽车进行充电或放电；
7.当对所述新能源汽车充电时，所述充电桩将所述商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用所述直流电对所述新能源汽车进行充电；
8.当对所述新能源汽车放电时，所述充电桩将所述新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。
9.本技术实施例中提供的基于新能源汽车的配电调度系统，系统包括配电调度服务器、商业配电网络、区域配电网络和至少一个充电桩；其中配电调度服务器、商业配电网络以及区域配电网络分别连接各充电桩；充电桩用于连接新能源汽车，一个充电桩连接一辆新能源汽车；配电调度服务器根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩，控制充电桩对新能源汽车进行充电或放电；当对新能源汽车充电时，充电桩将商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用直流电对新能源汽车进行充电；当对新能源汽车放电时，充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络。该系统可以利用新能源汽车为区域配电网进行储能，达到削峰填谷，缓解电网压力并且提高经济效益。
10.进一步地，系统还包括客户端；所述客户端连接所述配电调度服务器；所述客户端用于供用户选择所述充电模式。
11.进一步地，所述充电模式包括快速充电模式；所述配电调度服务器根据快速充电模式发送快速充电指令至所述充电桩，所述充电桩对所述新能源汽车进行充电。
12.进一步地，所述充电模式包括有序充电模式；所述配电网服务器根据所述有序充电模式判断所述新能源汽车是进行充电还是放电；
13.当新能源汽车进行充电时，所述配电网服务器发送有序充电指令至所述充电桩，控制所述充电桩将所述新能源汽车发送至充电队列，并按照所述充电队列对所述新能源汽车进行有序充电；
14.当新能源汽车进行放电时，所述配电网服务器发送放电指令至所述充电桩，控制所述充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电。
15.进一步地，所述充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电之后，将所述新能源汽车发送至充电队列，并按照所述充电队列对所述新能源汽车进行有序充电。
16.进一步地，所述充电桩包括充放电控制模块、充放电接口、交直流转换模块、升压模块和逆变模块；其中所述配电调度服务器通过所述充放电控制模块连接所述充放电接口；所述充放电接口用于连接所述新能源汽车；所述交直流转换模块、所述充放电接口、所述升压模块和所述逆变模块依次连接，所述交直流转换换模块连接所述商业配电网络，所述逆变模块连接所述区域配电网络；
17.所述充放电控制模块根据所述配电调度服务器发送的指令控制所述充放电接口对新能源汽车进行充电或放电；
18.所述交直流转换模块用于将所述商业配电网络的交流电转换成直流电；
19.所述升压模块用于将所述新能源汽车的电池中直流电进行升压；
20.所述逆变模块用于将升压后的直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。
21.进一步地，所述充放电控制模块为v2g充放电控制模块。
22.进一步地，所述充放电接口为v2g充放电接口。
23.进一步地，所述升压模块为dc-dc模块。
24.第二方面，本技术实施例提供了利用所述基于新能源汽车的配电调度系统的基于新能源汽车的配电调度方法，该方法包括：所述配电调度服务器接收客户端发送的充电模式，根据所述充电模式发送指令至充电桩，控制所述充电桩对所述新能源汽车进行充电或放电；
25.当对所述新能源汽车充电时，所述充电桩将所述商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用所述直流电对所述新能源汽车进行充电；
26.当对所述新能源汽车放电时，所述充电桩将所述新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。
27.本技术实施例提供的基于新能源汽车的配电调度方法因采用了基于新能源汽车的配电调度系统，如此该方法也可以利用新能源汽车为区域配电网进行储能，达到削峰填谷，缓解电网压力并且提高经济效益。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本技术实施例提供的基于新能源汽车的配电调度系统的结构示意图；
30.图2为本技术另一个实施例提供的配电调度系统过程的结构示意图；
31.图3为本技术一个实施例提供的充电桩的结构示意图；
32.图4为本技术一个实施例提供的基于新能源汽车的配电调度方法流程示意图图；
33.图5为本技术另一个实施例中提供的基于新能源汽车的配电调度方法流程示意图。
具体实施方式
34.下面将对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
35.为了更详细说明本技术，下面结合附图对本技术提供的一种基于新能源汽车的配电调度系统和方法，进行具体地描述。
36.请参考图1，图1示出了本技术实施例提供的基于新能源汽车的配电调度系统的示意图。一种基于新能源汽车的配电调度系统，该系统包括：配电调度服务器10、商业配电网络20、区域配电网络30和至少一个充电桩40；其中配电调度服务器10、商业配电网络20以及区域配电网络30分别连接各充电桩40；充电桩40用于连接新能源汽车，一个充电桩40连接一辆新能源汽车；配电调度服务器10根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩40，控制充电桩40对新能源汽车进行充电或放电；当对新能源汽车充电时，充电桩40将商业配电网络20的交流电转换成直流电，并采用直流电对新能源汽车进行充电；当对新能源汽车放电时，充电桩40将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络30。
37.在一个实施例中，系统还包括客户端50；客户端30连接配电调度服务器10；客户端50用于供用户选择充电模式。
38.在一个实施例中，充电模式包括快速充电模式；配电调度服务器根据快速充电模式发送快速充电指令至充电桩，充电桩对新能源汽车进行充电。
39.在一个实施例中，充电模式包括有序充电模式；配电网服务器根据有序充电模式判断新能源汽车是进行充电还是放电；当新能源汽车进行充电时，配电网服务器发送有序充电指令至充电桩，控制充电桩将新能源汽车发送至充电队列，并按照充电队列对新能源汽车进行有序充电；当新能源汽车进行放电时，配电网服务器发送放电指令至充电桩，控制充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电。
40.在一个实施例中，充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电之后，将新能源汽车发送至充电队列，并按照充电队列对新能源汽车进行有序充电。
41.具体来说，商业配电网络通常是指充电运营商所接入的工商业配电网；区域配电网络通常是指某一个区域的配电网络，可以是一个小区，一条街道的配电网络，该配电网络主要是用于对该区域所有用户的家用设备进行供电。
42.充电模式主要分为两种，包括快速充电模式和有序充电模式；其中快速充电模式又可以成为无序充电或即时充电，是指当新能源汽车接入充电桩就立即对其进行充电。有序充电模式是指按照一定的规则对接入充电桩的新能源汽车进行有序充电，例如可以在设定时间段内按照接入充电桩的顺序依次对新能源汽车进行充电，其中设定时间内为用户用电低峰时间段。另外，在有序充电模式中，如果新能源汽车满足放电条件，可以对其先进行放电处理或管理，之后在设定时间段按照接入充电桩的顺序依次对新能源汽车进行充电。即在有序充电模式时，可以实现对新能源汽车进行充电管理和放电管理。
43.经过研究发现，用户或居民用电具有规律性，主要集中在8:00-00:00,尤其是在18：00至00:00达到顶峰，其中该时间段也是电网负荷集中的时间段。为了保证居民用电电力供应的稳定性以及新能源汽车充电问题，可以通过本技术的基于新能源汽车的配电调度系统来对新能源汽车进行充电管理和放电管理(即进行调度管理)。调度管理具体过程可参照图2所示，可以在用户用电低峰时间段(例如00:00-8:00)对新能源汽车进行充电管理，即对小区充电桩内接入的新能源汽车进行有序充电；在用户用电高峰时间段(例如8:00-00:00)对新能源汽车进行放电管理，即对小区已接入充电桩并选择放电的车辆，根据剩余电量进行放电升压逆变后并入区域供电网络(即小区用电网)为居民用户提供电力。
44.本技术实施例中提供的基于新能源汽车的配电调度系统，系统包括配电调度服务器、商业配电网络、区域配电网络和至少一个充电桩；其中配电调度服务器、商业配电网络以及区域配电网络分别连接各充电桩；充电桩用于连接新能源汽车，一个充电桩连接一辆新能源汽车；配电调度服务器根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩，控制充电桩对新能源汽车进行充电或放电；当对新能源汽车充电时，充电桩将商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用直流电对新能源汽车进行充电；当对新能源汽车放电时，充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络。该系统可以利用新能源汽车为区域配电网进行储能，达到削峰填谷，缓解电网压力提高经济效益的目的。
45.在一个实施例中，请参照图3所示，充电桩包括充放电控制模块、充放电接口、交直流转换模块、升压模块和逆变模块；其中配电调度服务器通过充放电控制模块连接充放电接口；充放电接口用于连接新能源汽车；交直流转换模块、充放电接口、升压模块和逆变模块依次连接，交直流转换换模块连接商业配电网络，逆变模块连接区域配电网络；充放电控制模块根据配电调度服务器发送的指令控制充放电接口对新能源汽车进行充电或放电；交直流转换模块用于将商业配电网络的交流电转换成直流电；升压模块用于将新能源汽车的电池中直流电进行升压；逆变模块用于将升压后的直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络。
46.在一个实施例中，充放电控制模块为v2g充放电控制模块。
47.在一个实施例中，充放电接口为v2g充放电接口。
48.在一个实施例中，升压模块为dc-dc模块。
49.具体地，交直流转换模块为ac-dc模块(即ac/dc模块)。区域配电网络可以为小区配电网络；新能源汽车的电池可以为v2x新能源汽车蓄电池。客户端可以为用户移动客户
端；配电调度服务器又可以成为配电网调度服务器。v2g充放电控制模块，根据配电调度服务器所下放指令控制v2g充放电接口。其中v2g充放电接口，用来控制充电桩对新能源汽车的电池进行充放电。ac/dc模块，将商业配电网络的交流电转为电池可用的直流电。dc/dc模块，将电池的直流电进行升压。逆变模块，将直流转换为交流电。v2x新能源汽车蓄电池，是指支持v2x充电协议或改造为支持v2x充电协议的汽车的蓄电池。
50.配电调度服务器对同意加入此配电调度系统的用户进行更优化有序充电，在新能源汽车接入充电桩时询问本次即时或电价谷时进行充电(即询问快速充电或有序充电)，在电价谷时根据用户选择进行充电，在其它时间段根据小区用电对接入配电系统的新能源汽车进行群体调配。
51.其中，v2g(vehicle to grid)，电动汽车v2g技术。
52.请参照图4所示，本技术实施例还提供了一种利用基于新能源汽车的配电调度系统的基于新能源汽车的配电调度方法，该方法包括：
53.步骤s110，配电调度服务器接收客户端发送的充电模式，根据充电模式发送指令至充电桩，控制充电桩对新能源汽车进行充电或放电；
54.步骤s120，当对新能源汽车充电时，充电桩将商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用直流电对新能源汽车进行充电；
55.步骤s130，当对新能源汽车放电时，充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络。
56.为了便于理解，给出一个详细的实施例，请参照图5，配电调度的具体过程为：s1:用户车辆(即新能源汽车)接入充电桩；s2:配电调度服务器询问用户是否进行快速充电；当用户选择是时，执行s7；当用户选择否时，执行s3；s3：根据配电调度系统过程时间(即预设时间段)判断车辆是否进行充，即判断充电时间还是放电时间；当是充电时间，执行步骤s6；当是放电时间，执行步骤s4；s4：根据车辆soc选择充放电；如果soc大于阈值，执行步骤s5；如果soc小于阈值，执行步骤s6；s5：汽车向小区电网馈电；s6：将车辆加入充电队列；s7：进行快速充电；s8：充电完成等待用户结束充电；s9：充电流程结束用户断开充电桩。
57.其中，soc是指车辆电池剩余电量，当电池剩余电量大于阈值(可以是80％)会对小区电网进行馈电。
58.效果实施例
59.为了说明本技术提供的基于新能源汽车的配电调度系统和方法的有效性，采用本技术的系统和方法(即有序充电)与传统的配电系统和方法(即v2b)进行比较，计算各自的经济效益。
60.其中，有序充电改造成本2000元/车；有序充电终端运维成本20元/车/年；有序充电转移量60％充电量，有序充电策略一天一充；
61.有序充电：cft,sc＝ptou
×
eshift,sc
–
csc；eshift,sc＝fc
×
am
×
60％
62.其中：cft,sc：有序充电第t年净现金流，元；ptou：充电电价峰谷差，元/kwh；eshift,sc：有序充电每年转移电量，kwh；csc：每年有序充电运维成本，元；fc：车辆单位行驶公里电耗，kwh/km；am：车辆每年出行里程，km。
63.v2b配网和充电桩改造2500元/车，v2b电池折旧单价0.5元/kwh，v2b终端运维200元/车/年，充放电策略一天一充一放，车载电池容量50kwh/车，电池备用soc30％，v2x电损
20％；
64.v2b：
65.cft,v2g＝ptou
×
eshift,v2g-cdeg-cv2g
66.eshift,v2g＝bcap
×
μ
×
365-fc
×
am)
×
efv2g+fc
×
am
×
60％
67.cdeg＝(bcap
×
μ
×
365-fc
×
am)
×
pdeg
68.其中：cft,v2g：v2g第t年现金流，元；eshift,v2g：v2g每年转移电量，kwh；cdeg：每年电池充放电折旧，元/年；cv2g：每年v2g运维成本，元；bcap：车载电池储能容量，kwh；μ：电池v2g充放电容量上限，％；efv2g：v2g充放电转换效率，％；pdeg：电池单位充放电折旧成本，元/kwh。
69.在执行峰谷电价的地区，有序充电参与削峰填谷的经济性较高，内部收益率达23％，而v2b受于电池衰减折旧影响较大，尚无商业模式。但在2030年，随着电池成本下降，基于v2b削峰填谷的内部收益率将大幅提升——高达81％，远超有序充电50％的内部收益率。
70.本技术实施例提供的基于新能源汽车的配电调度方法因采用了基于新能源汽车的配电调度系统，如此该方法也可以利用新能源汽车为区域配电网进行储能，达到削峰填谷，缓解电网压力并且提高经济效益。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
72.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种基于新能源汽车的配电调度系统，其特征在于，所述系统包括：配电调度服务器、商业配电网络、区域配电网络和至少一个充电桩；其中所述配电调度服务器、所述商业配电网络以及所述区域配电网络分别连接各所述充电桩；所述充电桩用于连接新能源汽车，一个所述充电桩连接一辆新能源汽车；所述配电调度服务器根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩，控制所述充电桩对所述新能源汽车进行充电或放电；当对所述新能源汽车充电时，所述充电桩将所述商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用所述直流电对所述新能源汽车进行充电；当对所述新能源汽车放电时，所述充电桩将所述新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：客户端；所述客户端连接所述配电调度服务器；所述客户端用于供用户选择所述充电模式。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电模式包括快速充电模式；所述配电调度服务器根据快速充电模式发送快速充电指令至所述充电桩，所述充电桩对所述新能源汽车进行充电。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电模式包括有序充电模式；所述配电网服务器根据所述有序充电模式判断所述新能源汽车是进行充电还是放电；当新能源汽车进行充电时，所述配电网服务器发送有序充电指令至所述充电桩，控制所述充电桩将所述新能源汽车发送至充电队列，并按照所述充电队列对所述新能源汽车进行有序充电；当新能源汽车进行放电时，所述配电网服务器发送放电指令至所述充电桩，控制所述充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电之后，将所述新能源汽车发送至充电队列，并按照所述充电队列对所述新能源汽车进行有序充电。6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述充电桩包括充放电控制模块、充放电接口、交直流转换模块、升压模块和逆变模块；其中所述配电调度服务器通过所述充放电控制模块连接所述充放电接口；所述充放电接口用于连接所述新能源汽车；所述交直流转换模块、所述充放电接口、所述升压模块和所述逆变模块依次连接，所述交直流转换换模块连接所述商业配电网络，所述逆变模块连接所述区域配电网络；所述充放电控制模块根据所述配电调度服务器发送的指令控制所述充放电接口对新能源汽车进行充电或放电；所述交直流转换模块用于将所述商业配电网络的交流电转换成直流电；所述升压模块用于将所述新能源汽车的电池中直流电进行升压；所述逆变模块用于将升压后的直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述充放电控制模块为v2g充放电控制模块。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述充放电接口为v2g充放电接口。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压模块为dc-dc模块。10.一种利用权利要求1-9任一项基于新能源汽车的配电调度系统的基于新能源汽车的配电调度方法，其特征在于，所述方法包括：所述配电调度服务器接收客户端发送的充电模式，根据所述充电模式发送指令至充电桩，控制所述充电桩对所述新能源汽车进行充电或放电；当对所述新能源汽车充电时，所述充电桩将所述商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用所述直流电对所述新能源汽车进行充电；当对所述新能源汽车放电时，所述充电桩将所述新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将所述交流电发送至所述区域配电网络。

技术总结
本申请提供了一种基于新能源汽车的配电调度系统和方法，系统包括配电调度服务器、商业配电网络、区域配电网络和至少一个充电桩；其中配电调度服务器、商业配电网络以及区域配电网络分别连接各充电桩；充电桩用于连接新能源汽车；配电调度服务器根据用户选择的充电模式发送指令至充电桩，控制充电桩对新能源汽车进行充电或放电；当对新能源汽车充电时，充电桩将商业配电网络的交流电转换成直流电，并采用直流电对新能源汽车进行充电；当对新能源汽车放电时，充电桩将新能源汽车的电池中直流电转换成交流电，并将交流电发送至区域配电网络。该系统可以利用新能源汽车为区域配电网进行储能，达到削峰填谷，缓解电网压力并且提高经济效益。经济效益。经济效益。


技术研发人员：杨阳 雷航 黄翔 李昭强
受保护的技术使用者：佛山市安能极科技有限公司
技术研发日：2023.01.10
技术公布日：2023/6/26