[发明专利]电动汽车换电站有序充电控制方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车换电站有序充电控制方法，离散化电池荷电状态等级；获取电动汽车换电需求；构建以填谷为目标的充换电站有序充电模型，并以负荷的离差平方和为指标确定有序充电控制的适应度函数；根据确立的适应度函数采用改进的布谷鸟搜索算法求解换电站有序充电控制的最优解，然后根据求解的最优解为换电站制定电池的充电安排表。便于换电站管理者操作的有序充换电控制方法，得到包含每时段参与换电服务的电动汽车数量，参与充电行为的换电池数量换电站有序充换电调度调度，以满足换电站日常经营的同时，实现对区域电网填谷的作用。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车技术，特别涉及一种基于改进布谷鸟算法的电动汽车换电站有序充电控制方法。

背景技术

电动汽车作为一种节能减排的关键技术，是未来解决能源危机普遍看好的途径之一。随着电动汽车驾驶性能的不断完善及其在节约成本方面的潜力，电动汽车用户群在不断的扩大。目前，电动汽车电能补给形式有整车充电和换电两种方式。整车充电又可分为插充(包括快充和慢充)和无线充电。插充模式下，一方面，对车主而言其能源补充耗时太长，一般要4—5小时(快充也需耗时30分钟以上)，便捷性远远不能满足人们的要求；另一方面，就其社会性而言，该模式需要建设基础设施，涉及多方利益协调(如车主、电网公司、小区物业等)，而且由于一些问题尚未协调好而大大制约了充电桩的广泛建设。无线充电，又称无线供电，是一种以耦合的电磁场为媒介实现电能传递的方式。无线充电具有使用方便、安全，无火花及触电危险等优点，因此，人们认识到其在电动汽车充电方面的应用前景。然而，目前电动汽车无线供电能量传递效率低下成为制约其发展的主要瓶颈。此外，不管是插充还是无线充电，电动汽车充电负荷都具有明显的时间和空间不确定性，这将对电网的运行与规划提出极大挑战。

基于电池租赁的换电模式以其能源补给的快速性和充电管理的方便性目前已经成为用户倾向选择、电网重视的商业技术模式，首先，采用换电模式一般可在1至2分钟内就完成换电过程，其便捷性不输于目前常规的加油方式；其次，对电池采用集中型管理可有效避免大规模电动汽车随机充电对电网带来的不利影响，甚至还可以与可再生能源发电协同运行，避免绿色能源损失，减少发电成本。

对经过换电服务换下的电池，若随即就投入电网充电可能造成配电网线路过载，电压跌落，配电变压器过载，配电网峰谷差加剧，“峰上加峰”的现象出现，所以得对换电站的换电与充电服务加以控制，以消除其对电网的不利影响。而目前现有的对于电动汽车有序充电控制的实现大多是通过控制充电功率来实现，这在现实应用难以做到精准控制，因为现实中对于换电站管理者来说更方便的是控制充电电池的投放的数量与时间。

发明内容

本发明是针对对电动汽车换电站合理管理的问题，提出了一种电动汽车换电站有序充电控制方法，便于换电站管理者操作的有序充换电控制方法，得到包含每时段参与换电服务的电动汽车数量，参与充电行为的换电池数量换电站有序充换电调度调度，以满足换电站日常经营的同时，实现对区域电网填谷的作用。

本发明的技术方案为：一种电动汽车换电站有序充电控制方法，具体包括如下步骤：

1)根据单位充电时间步长内换电池荷电状态增量的大小将电池的荷电状态离散化，将所带荷电量区间共分为M个等级：

2)获取换电站入站的电动汽车需求信息，各时段入站电动汽车总数，以及处于待充电、充电中和充满状态的电动汽车数量；

3)在对电动汽车换电和电池充电控制中建立一个有序充换电模型，该模型以t时段投入充电的第m级荷电状态电池的数量u(t，m)为控制量，以最小化负荷曲线的离差平方和为目标；

4)通过改进布谷鸟算法初始化鸟巢，得到各荷电等级进入充电的数量矩阵u_T×M和优化周期T内的充电矩阵C_TxM作为初始鸟巢信息，运用改进布谷鸟算法对步骤3)中有序充换电模型进行求解，负荷曲线的离差平方和为布谷鸟算法中的适应度函数，得到充换电安排表；