[发明专利]基于云计算的电动汽车有序充电调度系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于云计算的电动汽车有序充电调度系统及方法，每个时间片计算各个待充电各电动汽车的任务优先级，满足在用户设定的充电时长内完成充电，根据优先级设置多级队列，优先级高的队列优先充电；队列内的各个待充电各电动汽车按照优先级排序，对于优先级相同的待充电各电动汽车随机确定先后顺序；当存在空闲充电位置且用户的待充电各电动汽车优先级满足要求后，生成用户到达目标位置的引导，引导用户到达目标位置进行充电，结算。本发明通过云计算平台对大数据的处理，快速、准确地为电网、充电站和用户提供最优充电方案，在保证用户需求的前提下，提升电网运行安全性和效益性，实现区域电网内电动汽车充电的统一调度控制。

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于云计算的电动汽车有序充电调度系统及方法。

背景技术

电动汽车作为新一代交通工具，以其节能、环保的优点，受到各国政府的广泛关注。世界各国纷纷出台政策，把电动汽车的发展放到重要的战略地位，我国也正在大力发展电动汽车产业，并出台了一系列的发展政策。大规模的电动汽车的接入将对电网负荷、电能质量以及电网安全与经济运营造成新的挑战。挑战之一在于大规模电动汽车在同一时间段集中充电将带来新一轮的负荷增长，尤其是电动汽车在高峰期充电将进一步加剧电网负荷峰谷差，可能导致电网线路过载、电压跌落、配电网损耗増加、配电变压器过载等一系列问题，而在夜间用电低谷期，电能得不到有效利用。另外，由于充电行为的不确定性和充电类型的差异性使得充电负荷具有随机性和分散性的恃征，这也必将加大电网运行控制的难度。同时，大规模电动汽车广泛接入电网，其使用特性在时间和空间上的移动性和随机性，让电动汽车实现快充，充电谐波进入电网也会降低配电网络的稳定性；此外，过负荷也会增大对发电设备的容量需求，导致系统投入增加，降低系统运行的经济性。

充电桩作为电动汽车和电网进行能量交换的媒介，在运营和调度上，都对电网和电动汽车用户产生很大的影响。充电桩的有序运营是实现大规模电动汽车有序充电的基础。而且，有序充电对于提高配电网运行的经济性和降低电动汽车负荷对配电网正常运行的不利影响具有重要的意义。

目前，针对电动汽车的有序充电调度问题，国内外很多学者已在此方面进行了深入研究。侧重于充电方式改进以及不同时间段电价制定的研究主要有以下几种方案：①利用一种随机规划算法，以能量损耗最小化为目标，实现插电式混合动力汽车的协调充电；②在已知系统电价曲线的条件下，通过智能调度充电功率和充放电时间，实现电动汽车用户收益最大化的电动汽车充电优化控制策略；③利用充电负荷的时空双尺度可调节特性，建立一种基于负荷预测的有序充电模型；④根据换电站的特点以换电站各时刻的充电功率为控制对象，建立多目标的换电池站充电调度模型；⑤利用基于分时电价的PHEV电动汽车充电时隙选择逆向归纳优化算法，该算法可以有效降低用户充电成本；⑥基于客户订车需求，建立包含充电计划的电动汽车调度模型，有效减少用户充电等待时间；⑦基于分时电价制度，建立计及电网负荷波动及用户成本的多目标优化模型，得到次日优化充放电计划；⑧建立基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度模型，有效降低充电成本和调度偏差。

近年来，人们对电动汽车有序充电的方法作了大量的探索，从不同方面研究出了多种有序充电优化方法。确定最优充电模式的唯一途径是综合考虑充电设备(包括充电站和充电桩)和充电汽车两方面的数据信息，并且对所有数据进行统一分析和处理。根据侧重点的不同，不同的研究机构和人员研究、比较了多种不同的充电模型，从研究层面上来划分有序充电可分为：(1)单一电动汽车充电控制；(2)多辆电动汽车充电控制；(3)区域电网内电动汽车充电控制。按功率流向划分，又可分为：(1)单方向充电控制，只考虑电网向电动汽车单向充电，不考虑电动汽车向电网反向馈送电能；(2)V2G(车辆到电网)方式，电动汽车接入电网后，电能在电池与电网之间双向流动，涉及电动汽车向电网馈送电能的情形。

针对前述电动汽车有序充电的现有技术方案，一般方案能够分别解决1-2个充电侧重点，侧重点包括能量损耗最小、充电站运营收益最大化、用户收益最大化、用户充电等待时间最小化、充电调度偏差最小化、资源浪费最小化、用户充电公平化等等，多数有序充电方案无法多方面满足上述充电侧重需求。