[发明专利]一种基于分层架构的电动汽车有序充电控制方法

说明书

本发明公开了一种基于分层架构的电动汽车有序充电控制方法，包括如下步骤：利用蒙特卡洛方法建立影响电动汽车充电负荷因素的概率模型；根据概率模型计算电动汽车有序充电下的总负荷；建立基于分层架构的有序充电控制模型，有序充电控制模型包括相连接的上层充电控制中心和下层台区充电站，上层充电控制中心根据总负荷利用粒子群算法对电动汽车的充电过程进行优化得到功率指导曲线，下层台区充电站根据功率指导曲线利用粒子群算法求解最优充电时段，根据最优充电时段计算有序充电负荷需求；根据有序充电负荷需求和基础负荷计算有序充电负荷曲线并输出。本发明可以使电动汽车充电负荷的高峰期后移，降低了电动汽车充电负荷对电网的冲击。

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种基于分层架构的电动汽车有序充电控制方法。

背景技术

伴随着全球工业化进程的迅猛发展，石油等不可再生资源的消耗呈现出逐渐增加的趋势，使得能源资源面临着严重的短缺问题；另一方面，二氧化碳等的排放问题使得自然环境也面临着严重的考验，极端恶劣天气的频繁出现使人们越来越重视环境保护。为了缓解自然资源不足以及环境污染等问题，电动汽车近年来得到了人们的青睐。但是在未来大规模电动汽车进行无序充电，必然会对电网的稳定安全运行造成巨大的影响，无序的电动汽车充电负荷会给配电网带来电压下降、线路过载、电网负荷峰值增大、网络损耗等一系列问题。因此，有必要对电动汽车的有序充电策略进行研究，对电动汽车充放电进行引导和控制，使得电网、用户和电动汽车公司都能获得最大的效益。

目前，大量学者对电动汽车有序充电控制策略开展了相关研究工作，取得的成果显著。有的以平抑负荷波动和最小化负荷峰谷差为目标，将充电站各个时段的充电功率作为优化对象，采用粒子群算法建立了充电站多目标优化模型；有的以充换电站为研究对象，针对负荷峰谷差增加和充电费用较高的问题，以充电站的全天花费最低为优化目标，以起始充电时间为优化对象，建立了分时电价情况下充换电站经济运行模型；有的将通常采用的集中优化问题进行分解为多个子问题进行求解优化，以最大化充电站的收益为优化目标，在分时电价和固定电价策略下，分别采用集中式以及分散式优化策略进行仿真，得到电动汽车无序和有序充电情况下的负荷预测结果。

发明内容

针对无序充电给电网带来极大负荷并导致线路过载、网络损耗的问题，本发明提出了一种基于分层架构的电动汽车有序充电控制方法，考虑了充电站的容量限制，建立了电动汽车双层优化控制模型，并以降低用电成本、满足用户充电时间需求、降低负荷方差、削峰填谷为目标，实现了电动汽车的有序充电控制，使电动汽车充电负荷的高峰期后移，由晚上的用电高峰期转移到了第二天凌晨的用电低谷期。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于分层架构的电动汽车有序充电控制方法，包括如下步骤：

S1，利用蒙特卡洛方法建立影响电动汽车充电负荷因素的概率模型；

S2，根据步骤S1所得到的概率模型计算电动汽车有序充电下的总负荷；

S3，建立基于分层架构的有序充电控制模型，所述有序充电控制模型包括相连接的上层充电控制中心和下层台区充电站，上层充电控制中心根据步骤S2所得到的有序充电下的总负荷，利用粒子群算法对电动汽车的充电过程进行优化得到功率指导曲线，下层台区充电站根据功率指导曲线利用粒子群算法求解电动汽车的最优充电时段，并根据最优充电时段计算有序充电负荷需求；

S4，根据步骤S3所得到的有序充电负荷需求和对应的基础负荷计算有序充电负荷曲线，输出电动汽车的功率指导曲线和有序充电负荷曲线。

在步骤S1中，所述概率模型包括起始荷电状态概率模型、起始充电时刻概率模型以及充电时长概率模型。

所述起始荷电状态概率模型为：