[发明专利]一种充电设备的功率智能调节电路及方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种充电设备的功率智能调节方法。

背景技术

电动汽车是指以蓄电池、燃料电池或者超级电容为动力源，全部或部分由电机驱动的汽车，是电气化和汽车的融合产物。电动汽车在广义上可以主要分为以下三种，即混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车和纯电动汽车。混合动力电动汽车是指车上装有两个以上动力源(如蓄电池、燃料电池、内燃机等)，包括有电机驱动，符合道路交通安全法规的汽车。目前得到广泛应用的是插电式混合动力车充满电后可凭电池带动电动机行驶，在车载电池的电量用完后，车载发动机消耗石油带动发电机发电为电池充电，继续使用电池驱动电动机行驶。混合动力电动汽车纯电动里程较短，没有摆脱对石油资源的依赖，是电动汽车产业发展过程中的一种过渡车型。燃料电池电动汽车的特点是：其动力电池的电能来源于燃料和氧化剂通过电化学方式产生的化学能，燃料电池的电化学反应过程不会产生有害物质，且具有较高的能量转换效率。纯电动汽车是完全由充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等)作为动力源的汽车。它通过电池向电机提供电能驱动电动机行驶，是一种“零排放”汽车，认为是目前最理想的交通工具。

电动汽车在节能减排、遏制气候变暖以及保障石油供应安全等方面有着传统汽车无法比拟的优势，受到了各国政府、汽车生产商以及能源企业的广泛关注。日益提升的电池设备、充电技术以及充电设施也促进电动汽车不断普及。研究表明，在中等发展速度下，至2020、2030和2050年，电动汽车占美国汽车总量的比例将分别达到35%、51%和62%。我国也制定了适合国情的发展规划，推进电动汽车产业化进程，提高车网(电网)融合程度。2014年以来，国务院及相关部委出台《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》、《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》等多项激励政策，明确加快充电设施建设，给予充电设施建设奖励。截至2016年5月，国家及地方共出台新能源汽车相关激励政策183项，有效推动了电动汽车及充换电产业的发展。在政策的强力推动下，近年来我国新能源汽车的产销量呈爆发性增长态势。据国家统计局数据统计，5月新能源汽车产量为5.4万辆，同比增长92.9%。累计方面，1-5月新能源汽车产量为21.9万辆，同比增长88.8%。

电动汽车大规模使用，充电负荷接入电网，将对电力系统的规划、运行以及电力市场的运营产生深刻影响。由于受诸多因素影响，充电负荷具有复杂特性。就单一车辆而言，它主要由用户出行需求决定，同时受到用户使用习惯、设备特性等因素的影响。就区域电力系统而言，它还受到电动汽车数量规模、充电设施完善程度的影响。由于用户需求和用户行为的不确定性与相互差异，充电负荷具有一定的随机性、分散性。充电负荷引起的负荷增加，将对电力系统的发、输、配电容量提出更高的需求；充电负荷在影响配电网损耗和电压水平的同时，也会对配电网三相负载平衡、配电变压器寿命产生影响，还会引发配电网负荷局部过载等问题；由于充电谐波的存在还会影响配电网电能质量。在电力市场运营方面，电动汽车、电动汽车aggregator将成为新的市场参与方，参与市场竞价和辅助服务的提供；电动汽车的庞大数目和分散特性，使得市场运营机制由集中式向分散式转变。分散机制的复杂电力市场稳定运行也成为一个值得关注的问题。电池的储能能力使得用户在充电时间选择上具有一定的灵活性，充电负荷具有一定的可控性。初期研究表明，恰当的充电控制不仅能够抑制、消除电动汽车对电网的不利影响，而且能够支撑电网运行，负荷调度的效益初步显现。特别是V2G(vehicle-to-grid)技术的提出使得可在平均高达96%的空闲时间内利用电动汽车储能资源，调整充放电过程，促进可再生能源电力吸纳，为电网提供辅助服务。

因此，有必要掌握电动汽车充电的功率需求和能量需求特性，研究在时间和空间两个维度上对电动汽车充电负荷进行有效预测，为电动汽车充电分布管理提供依据。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的多辆不同功率电动汽车充电分布管理的问题，本发明提供一种充电设备的功率智能调节方法。

技术方案：一种充电设备的功率智能调节方法，包括以下步骤：

（1）抽取电动汽车的起始充电时间，根据起始充电时间计算充电时长，抽取电动汽车日行驶里程，计算电动汽车荷电状态SOC，基于蒙特卡罗法计算电动汽车负荷，绘制负荷曲线；

（2）根据步骤（1）绘制同类型多辆电动汽车的负荷曲线，判断负荷曲线是否收敛，若负荷曲线收敛则输出负荷曲线，若不收敛则重复操作步骤（1）；