一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法与流程

1.本发明涉及配电网自动化技术领域，尤其涉及一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法。

背景技术：

2.随着全球能源危机的日益严重以及环境问题的日益突出，世界各国相继推出新能源汽车优惠政策，鼓励通过电动汽车的推广来达到节能减排、降低对环境的影响的目的。
3.虽然电动汽车的数量迅猛增长，但其充电模式仍处于一种无序的方式，由于电动汽车充电具有时空随机性，因此大规模且无序的充电模式会加大电网的峰谷差，可能会影响电网的稳定运行。如今，如何通过有序充电控制策略减小电动汽车充电对电网的冲击已成为了领域内的热点问题。目前现有的有序充电方法大都采用了通过控制充电启停的方式，且优化求解周期为一整天的时间，这就可能会导致出现长时间未给车充电的情况，用户体验较差；同时，由于车充电的时空随机性，过长的优化求解周期也会影响充电效果。

技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，减小了充电站峰谷差，通过短周期的滚动优化策略降低汽车充电的时空随机性导致的对充电效果的影响，采取限制充电功率的方式代替传统的控制充电启停方式，将充电变成了持续不断的过程，提升了充电用户的体验。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，包括以下步骤：s1，能量路由器采集当前时刻各辆待充电汽车的需求充电功率及电池容量；s2，以2小时为一个周期，设定时间间隔为5分钟，即将一个周期分成24个时间间隔，对应24个时间点，能量路由器使用粒子算法优化求解各时间点的充电站充电总功率，取第一个时间点的求解值作为当前时刻到未来5分钟内的充电站充电总功率；s3，在首个时间点根据各辆待充电汽车的需求充电功率进行功率分配，5分钟内的分配功率保持不变；s4，每5分钟向前滚动时间窗口，跳转s1。
6.优选地，所述s2中粒子算法的优化目标为一个周期内充电站充电总功率的峰谷差及充电站充电成本最小，目标函数具体为：其中xi代表从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率，ai表示当前
滚动时间窗内的电价，se表示能量路由器的容量；优化求解的约束条件为：1）第一个时间点的求解值不超过需求功率值：；2）2小时内给车充满电：；3）从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率值非负：xi≥0；其中p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，m表示待充电汽车数量，qj表示第j辆待充电汽车的电池容量。
7.优选地，所述s3中的功率分配公式为：其中pj表示给各辆待充电汽车分配的充电功率，p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，p
总
表示s2中计算出的分配给充电站的总功率，m表示待充电汽车数量。
8.本发明的有益技术效果：减小了充电站峰谷差，降低了充电站用电成本，通过短周期的滚动优化方式降低汽车充电的时空随机性导致的对充电效果的影响，采取限制充电功率的方式代替传统的控制充电启停方式，将充电变成了持续不断的过程，提升了充电用户的体验。
附图说明
9.图1为本发明的整体流程图。
10.图2为本发明实施例中的滚动优化策略示意图。
11.图3为本发明实施例中的仿真测试对比图。
具体实施方式
12.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
13.实施例：随机选取充电方式为无序充电的某充电站某日的充电订单数据，基于本发明方法进行仿真测试。
14.如图1所示，一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，包括以下步骤：s1，能量路由器采集当前时刻各辆待充电汽车的需求充电功率及电池容量。
15.s2，如图2所示，以2小时为一个周期，设定时间间隔为5分钟，即将一个周期分成24
个时间间隔，对应24个时间点，能量路由器使用粒子算法优化求解各时间点的充电站充电总功率，取第一个时间点的求解值作为当前时刻到未来5分钟内的充电站充电总功率。
16.粒子算法的优化目标为一个周期内充电站充电总功率的峰谷差及充电站充电成本最小，目标函数具体为：其中xi代表从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率，ai表示当前滚动时间窗内的电价，se表示能量路由器的容量。
17.优化求解的约束条件为：1）第一个时间点的求解值不超过需求功率值：；2）2小时内给车充满电：；3）从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率值非负：xi≥0；其中p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，m表示待充电汽车数量，qj表示第j辆待充电汽车的电池容量。
18.s3，在首个时间点根据各辆待充电汽车的需求充电功率进行功率分配，5分钟内的分配功率保持不变。
19.功率分配公式为：其中pj表示给各辆待充电汽车分配的充电功率，p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，p
总
表示s2中计算出的分配给充电站的总功率，m表示待充电汽车数量。
20.s4，每5分钟向前滚动时间窗口，跳转s1。
21.对比一天24小时内充电站原始峰谷差数据和使用本发明方法进行仿真测试后的峰谷差数据，绘制两种情况下的功率变化曲线，如图3所示，可见，相比原始数据，在采用本方法后，充电站一天内的峰谷差减小了21%，用电成本降低了18%，效果显著。通过短周期的滚动优化方式降低汽车充电的时空随机性导致的对充电效果的影响，采取限制充电功率的方式代替传统的控制充电启停方式，将充电变成了持续不断的过程，提升了充电用户的体验。
22.上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术
领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

技术特征：

1.一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，能量路由器采集当前时刻各辆待充电汽车的需求充电功率及电池容量；s2，以2小时为一个周期，设定时间间隔为5分钟，即将一个周期分成24个时间间隔，对应24个时间点，能量路由器使用粒子算法优化求解各时间点的充电站充电总功率，取第一个时间点的求解值作为当前时刻到未来5分钟内的充电站充电总功率；s3，在首个时间点根据各辆待充电汽车的需求充电功率进行功率分配，5分钟内的分配功率保持不变；s4，每5分钟向前滚动时间窗口，跳转s1。2.根据权利要求1所述的一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，其特征在于，所述s2中粒子算法的优化目标为一个周期内充电站充电总功率的峰谷差及充电站充电成本最小，目标函数具体为：其中x
i
代表从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率，a
i
表示当前滚动时间窗内的电价，s
e
表示能量路由器的容量；优化求解的约束条件为：1）第一个时间点的求解值不超过需求功率值：；2）2小时内给车充满电：；3）从当前时刻到未来2小时内各时间点的充电站充电总功率值非负：x
i
≥0；其中p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，m表示待充电汽车数量，q
j
表示第j辆待充电汽车的电池容量。3.根据权利要求1所述的一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，其特征在于，所述s3中的功率分配公式为：其中p
j
表示给各辆待充电汽车分配的充电功率，p
jdem
表示第j辆待充电汽车的需求充电功率，p
总
表示s2中计算出的分配给充电站的总功率，m表示待充电汽车数量。

技术总结

本发明涉及配电网自动化技术领域，公开了一种基于能量路由器的电动汽车有序充电方法，包括以下步骤：采集当前时刻汽车的需求充电功率及电池容量；以2小时为周期，将一个周期均分成24个间隔，对应24个时间点，使用粒子算法优化求解各时间点的充电总功率，取首个时间点求解值作为当前时刻到未来5分钟内的充电总功率；在首个时间点进行各车辆的充电功率分配，5分钟内的分配功率保持不变；每5分钟向前滚动时间窗，跳转方法开头。本发明减小了充电站峰谷差，降低了用电成本，通过短周期滚动优化方式降低了汽车充电的时空随机性对充电效果的影响，用限制充电功率方式代替传统的控制充电启停方式，将充电变成了持续的过程，提升了用户体验。户体验。户体验。