[发明专利]一种考虑匹配电动汽车的多充电模式充电桩控制方法

权利要求书

1.一种考虑匹配电动汽车的多充电模式充电桩控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据电动汽车和充电桩的匹配结果，建立充电桩负荷的状态向量，该过程具体包括：

(1.1)获取待充电电动汽车的充电需求以及充电站内各充电桩的可用信息；

(1.2)根据匹配时的约束条件将电动汽车初步分配给充电桩完成匹配；

约束条件1：每辆电动汽车最多只能使用一个充电桩进行充电，且一个充电桩不能同时为多辆电动汽车充电；

约束条件2：由于一旦完成电动汽车和充电桩的匹配，将直至充电完成，中途不能更换充电桩，所以充电桩的充电能力应满足电动汽车的充电量或充电时间要求；

(1.3)根据匹配信息得到每个充电桩的状态向量：

S_c,i＝(P_cmax,i,P_cmin,i,R_m,i,T_E,i,M_i,R_i)

其中：i为充电站内的充电桩编号；R_m,i为在自动充满模式下，第i个充电桩对应的电动汽车剩余需要的充电量；T_E,i为在按时间充电模式下，第i个充电桩设定的停止充电的时刻；M_i为在按金额充电模式下，第i个充电桩设置的金额；R_i为在按电量充电模式下，第i个充电桩对应的电动汽车剩余需要的充电量；P_cmin,i为第i个充电桩的最小充电功率；P_cmax,i为第i个充电桩的最大充电功率；

步骤2：每隔时间T对充电桩进行一次控制，分别在不考虑调峰需求和考虑调峰需求的情况下，以满足充电桩所在园区自身用电要求同时兼顾园区运行成本为优化目标，建立多充电模式充电桩控制模型；

1)当不考虑调峰需求响应时，以工业园区运行成本最小为控制目标，目标函数为：

min C_eqp＝C_e-F_c

其中：C_eqp为工业园区运行成本；C_e为园区的购电成本；F_c为充电桩给园区带来的收益；C_e和F_c的具体表达式为：

其中：t₁为起始控制时刻；N_T为优化控制的时段数，若为日内控制取N_T＝24×60/T-1；若为实时控制取N_T＝t₁+T_c×60/T-1，T_c为控制时长；c_e,t为时段t的电价；P_t为园区在时段t的购电功率；c_c,t为时段t的充电桩收费价格，该价格由园区自行设定；P_c,i,t为第i个充电桩在时段t的充电功率；N_c为充电桩数量2)当工业园区存在调峰需求时，需优先响应调峰需求，控制目标设定为在最大化满足调峰需求的前提下，尽可能最小化园区运行成本，目标函数为：

其中：C_e为园区的购电成本；F_c为充电桩给园区带来的收益；P_t为园区在时段t的购电功率；P_ref,t为调峰时段的调峰目标参考功率；τ₀和τ₁分别为调峰时段的起始时刻和结束时刻；λ₁和λ₂为常数，取λ₁＞＞λ₂；

除了工业园区的功率平衡约束、储能电池约束，还需要考虑具有多种充电模式充电桩的约束条件，充电桩约束如下：

1)充电桩的启停状态约束：

充电桩只有启动和停止两个状态，对于第i个充电桩，用如下0-1变量表示充电桩的启停状态：

x_i,t,t＝t₁,t₁+1,…,N_T

其中：x_i,t为第i个充电桩在时段t的启停状态，若停止则x_i,t＝0，否则x_i,t＝1；

第i个充电桩的充电功率受启停状态约束如下：

x_i,tP_cmin,i≤P_c,i,t≤x_i,tP_cmax,i,i＝1,2,…,N_c,t＝t₁,t₁+1,…,N_T

2)充电桩的多种充电模式约束，在各种充电模式下，下述约束都应尽可能达到边界值：

a、对于处于自动充满模式的充电桩，充电量不超过使电动汽车充满的电量

b、对于处于按时间充电模式的充电桩，在设定的时间过后，充电桩停止充电

x_i,t＝0,t≥T_E,i

c、对于处于按金额充电模式的充电桩，充电桩消费金额不超过设定金额

d、对于处于按电量充电模式的充电桩，充电量不超过设定的电量

步骤3：对充电桩控制模型进行优化求解，输出结果即为园区的充电桩控制策略，包括每个充电桩的充电时段和充电功率，储能电池充放电功率，园区购电功率，以及园区运行成本。