電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子、通信與電力系統(tǒng)技術(shù)電能優(yōu)化的領(lǐng)域，具體地，設(shè)及一種電動(dòng)汽 車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油作為一種不可再生的礦物資源，必然會(huì)走向枯竭，而且在其使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn) 生大量的尾氣，造成環(huán)境的污染。而電能作為一種可再生的清潔能源，已經(jīng)在車輛上得到應(yīng) 用。世界各大汽車巨頭也相繼推出了自己的電動(dòng)汽車產(chǎn)品。隨著時(shí)間的推移，電動(dòng)汽車的使 用會(huì)越來(lái)越廣泛。研究表明，大量電動(dòng)汽車的充電行為，會(huì)使電網(wǎng)的負(fù)荷增加。由于電動(dòng)汽 車用戶的作息規(guī)律等原因，電動(dòng)汽車的充電時(shí)間也會(huì)相對(duì)集中，運(yùn)會(huì)造成電力系統(tǒng)中負(fù)荷 的"峰峰相加"，降低配電網(wǎng)中變電設(shè)備的使用壽命。另一方面，不利于電力系統(tǒng)的安全、經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行。電動(dòng)汽車絕大多數(shù)時(shí)間處于非行駛狀態(tài)，所W可W采用一些控制策略對(duì)電動(dòng)汽車 的充電行為進(jìn)行合理的引導(dǎo)。
[0003] W往用于電動(dòng)汽車規(guī)模并網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的控制策略與實(shí)際情況存在一定的偏差，優(yōu) 化調(diào)度的效率很是低下，且電動(dòng)汽車充電控制策略中，僅W單一目標(biāo)作為優(yōu)化指標(biāo)，難W電 動(dòng)用戶參與的積極性和實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。
[0004] 那么設(shè)計(jì)一種新型的優(yōu)化方法成為一種亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，該電動(dòng)汽 車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)汽車在各個(gè)時(shí)間段的充電 與實(shí)際情況存在一定的偏差，優(yōu)化調(diào)度效率低下的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了利益的最大化。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)，該電動(dòng)汽 車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)包括處理器W及與所述處理器相禪接的W下部件:觸摸屏、GPRS通 訊模塊、調(diào)理電路、控制電路和優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器，所述觸摸屏將用戶在觸摸屏上設(shè)置的 期望充電結(jié)束時(shí)間傳輸至所述處理器;所述調(diào)理電路被配置成還連接于電動(dòng)汽車的電池， W將所述電池的狀態(tài)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后傳輸給所述處理器;所述處理器通過(guò)電池的狀態(tài)計(jì)算 出所述電動(dòng)汽車的電池的電量狀態(tài);所述控制電路被配置成還連接于所述電池，W控制所 述電池的充放電；所述GPRS通訊模塊被配置成還連接于所述優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器，W將電 池的電量狀態(tài)、當(dāng)前充電功率和期望充電結(jié)束時(shí)間發(fā)送至所述優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器，并將 優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器的控制信號(hào)發(fā)送至所述處理器，控制所述電池的充放電。
[0007] 優(yōu)選地，所述電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)還包括：
[000引第一電源和第二電源，所述第一電源被配置成連接于所述處理器和所述觸摸屏， W提供電源電壓;所述第二電源被配置成連接于所述GPRS通訊模塊，W提供電源電壓。
[0009] 優(yōu)選地，所述處理器為型號(hào)為STM32F103的處理器。
[0010] 優(yōu)選地，所述處理器上設(shè)置有復(fù)位按鍵。
[0011] 優(yōu)選地，所述觸摸屏為TF化CD觸摸屏。
[0012] 本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化方法，該電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化方法 包括：
[0013] 步驟1，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車電池的電量狀態(tài)，計(jì)算出當(dāng)前功率下用戶充電所需要的 充電時(shí)間；
[0014] 步驟2,將設(shè)施充電時(shí)間數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)電動(dòng)汽車充電的功率信息和用戶在觸摸屏上設(shè) 置的期望充電結(jié)束時(shí)間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到位于優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器上；
[0015] 步驟3,服務(wù)器利用粒子群算法對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化，在保證用戶在期望 充電結(jié)束時(shí)間內(nèi)完成充電過(guò)程的前提下，得到充電的時(shí)間段，并根據(jù)所述時(shí)間段對(duì)電動(dòng)汽 車的電池實(shí)現(xiàn)充電。
[0016] 優(yōu)選地，在步驟3中，利用粒子群算法對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化的方法包括：
[0017] 步驟31，分別計(jì)算所有車輛充電費(fèi)用和平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)；
[0018] 步驟32,每隔預(yù)設(shè)時(shí)間段，綜合計(jì)算充電費(fèi)用和平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)，對(duì)車輛執(zhí)行 充電。
[0019] 優(yōu)選地，計(jì)算所有車輛充電費(fèi)用的步驟包括：
[0020] 將一天劃分為=個(gè)時(shí)間段，分別是高電價(jià)時(shí)段、平電價(jià)時(shí)段和低電價(jià)時(shí)段；
[0021] 第i量電動(dòng)車在各個(gè)時(shí)間段充電的總時(shí)間為：
[0022] t(i) = th(i)+tm(i)+ti(i)
[0023] 第i量電動(dòng)車各個(gè)時(shí)間段內(nèi)充電的總費(fèi)用為：
[0024] C(i)=P(i)th(i)Ch+P(i)tm(i)Cm+P(i)ti(i)Ci，
[0025] N輛電動(dòng)車充電的總費(fèi)用為：
[0026] C = YCVh
[0027] 其中，N為用戶的量，第i個(gè)用戶的電池充電功率為P(i)，texp(i化為第i量電動(dòng)車用 戶期望充電結(jié)束時(shí)間，trealQ化為實(shí)際完成充電所需時(shí)間，th(i)為第i量電動(dòng)車用戶在高電 價(jià)時(shí)段的充電時(shí)間，tm(i)為第i量電動(dòng)車在平電價(jià)時(shí)段的充電時(shí)間，tl(i)為第i量電動(dòng)車在 低電價(jià)時(shí)段的充電時(shí)間，C為第i量電動(dòng)車所有車輛充電費(fèi)用。
[0028] 優(yōu)選地，計(jì)算平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)的步驟包括：
[0029] 計(jì)算平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)的步驟包括：
[0030] 將一天劃分為96個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段的長(zhǎng)度為15min;
[0031 ]通過(guò)如下公式計(jì)算平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)：
[0032] W=(P〇(j)+Pe(j)-Pav)S
[0033] 其中，0 < j <96 ; Pe(j )為第j個(gè)時(shí)間段內(nèi)開始充電的M個(gè)電動(dòng)汽車的總負(fù)荷，即 CO.)二 Z 尸('.)其中M<N; !-=1
[0034] Pav為前一天電力系統(tǒng)2地內(nèi)的平均負(fù)荷；
[0035] Po(j)為第j個(gè)時(shí)間段非電動(dòng)汽車充電負(fù)荷；
[0036] W為平抑負(fù)荷波動(dòng)的指標(biāo)，
[0037] 為了綜合考慮區(qū)域內(nèi)用戶總的充電總費(fèi)用C和平抑負(fù)荷波動(dòng)的指W，取
作為最終的優(yōu)化目標(biāo)；
[003引其中，Cmax、Cmin分別為用戶總的充電總費(fèi)用C的上下界，即Cmin < C < Cmax。Wmax、Wmin分 別為平抑負(fù)荷波動(dòng)的指W的上下界，即Wmin<W<WmaxcA為可調(diào)常數(shù)，0<A<0.5。優(yōu)選地，預(yù)設(shè) 時(shí)間段為15分鐘。
[0039] 通過(guò)上述【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化方法，可W利用 粒子群算法對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化，在保證用戶在期望充電結(jié)束時(shí)間內(nèi)完成充電過(guò) 程的前提下，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一天內(nèi)電力負(fù)荷峰谷差最小和用戶充電所需費(fèi)用最低。通過(guò)上述的 系統(tǒng)，可W實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車電池的SOC狀態(tài)，計(jì)算出當(dāng)前功率下用戶充電所需要的時(shí)間， 并提示用戶設(shè)定期望的充電結(jié)束時(shí)間。
[0040] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予W詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0042] 圖1是說(shuō)明本發(fā)明的一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0043] 圖2是說(shuō)明本發(fā)明的粒子群算法的算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0045] 本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng)，該電動(dòng)汽車并網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化系統(tǒng) 包括處理器W及與所述處理器相禪接的W下部件:觸摸屏、GPRS通訊模塊、調(diào)理電路、控制 電路和優(yōu)化調(diào)度中屯、服務(wù)器，所述觸摸屏將用戶在觸摸屏上設(shè)置的期望充電結(jié)束