一種電動汽車智能充電的協調控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及能源管理領域中電動汽車充電管理方法，特別是一種適用于超市、商 場等公共場合的電動汽車智能充電的協調管理方法。
【背景技術】
[0002] 環保與傳統能源供應日趨緊張的背景下，新能源汽車產業鏈成為未來汽車工業的 發展新趨勢。新能源汽車與充電設施相輔相成，新能源汽車強勁發展的勢頭又提升了充電 設施的需求，充電設施市場即將爆發，產業也將迎來投資高潮。根據對當前現狀的要求，充 電粧主要建設的位置主要為目的地，例如小區、商場、賓館、企業的停車場。為這些場所提供 電源的變壓器容量一般按照用電峰值設計，并且含有一定的冗余量，電力上稱為冗余容量。 在實際運行中，極少達到設計值，而充電粧的使用必將增加這些變壓器的負荷，如何實現在 有變壓器不增容的情況下電動汽車合理、經濟、智能充電，是電動汽車充電服務行業即將面 臨的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明為解決現有電動汽車智能充電管理未實現經濟和合理化充電的技術問題， 設計了一種電動汽車智能充電的協調管理方法，本方法通過利用變壓器現有冗余容量，實 現了充電粧的智能化管理。
[0004] 本發明為實現發明目的采用的技術方案是： 一種電動汽車智能充電的協調控制方法，基于變壓器監測裝置和智能充電管理系統實 現，變壓器監測裝置實時讀取變壓器的輸出負荷并傳送給智能充電管理系統，智能充電管 理系統控制充電粧的通斷，其特征在于，智能充電管理系統中設置功率計算模塊、充電粧分 配控制模塊，并存儲變壓器總容量P、變壓器冗余容量保護閾值P0、單個充電粧固有功率值 P3，電動汽車智能充電的協調控制方法包括以下步驟： A計算當前變壓器可用冗余容量Pl，若Pl 2 P3，則進行步驟B;若0<P1 <P0，則進行步驟 F，若PO < Pl <P3，則重復步驟A; B檢測當前充電粧需求個數Cl，若C1=0,則返回步驟A，若Cl 2 1，則進行步驟C; C計算當前變壓器可用冗余容量Pl條件下允許投入的充電粧個數C2=P1/P3,若C2 2 Cl， 進行步驟E，否則，進行步驟D; D按照C2/C1的比例計算得出實際可投入充電粧的個數C3= (C2/C1)XC2=(P1/P3)2/ Cl，若C3 2 1，則進行步驟E，若C3 < 1，則返回步驟A; E按照優先等級的優先順序，將優先級最高的C3個充電粧投入充電，并返回步驟A; F按照優先等級的優先順序，切斷優先級最低的充電粧，并返回步驟A。
[0005] 本發明的關鍵是:在保證安全的情況下最大化利用變壓器冗余容量實現電動汽車 的充電。本發明的基礎可以是，將變壓器的一路或多路輸出單獨連接充電粧，與充電粧外負 荷分別進行負荷監測，更好的實現了在滿足正常用電的情況下，利用變壓器冗余容量對電 動汽車進行智能化充電管理。在平衡變壓器冗余容量以及電動汽車充電需求個數時，按照 百分比確定每次可以投入充電粧的個數，并按照充電粧的優先等級投入充電，而不是將冗 余容量一次性全部投入充電粧，降低了變壓器負荷突然增大帶來的負面影響。
[0006] 本發明采用加權算法預測最近半小時變壓器其他負荷，在保證安全的情況下最大 化利用變壓器冗余容量，實現電動汽車的充電。同時根據充電時長，智能排序電動汽車充電 順序，保證了每輛電動汽車的充電電量。在其他負荷突增的情況下采用快斷慢合的方式，保 證變壓器的運行安全。
[0007] 本發明的有益效果是:本方法解決了新增電動汽車充電粧后，增加變壓器容量的 問題，減少了基礎設備投資費用，并合理的利用變壓器冗余容量，有效的避免了變壓器超負 荷運行造成設備損壞的情況發生，有力的推動了電動汽車產業及充電服務行業的發展。
【具體實施方式】
[0008] 一種電動汽車智能充電的協調控制方法，基于變壓器監測裝置和智能充電管理系 統實現，變壓器監測裝置實時讀取變壓器的輸出負荷并傳送給智能充電管理系統，智能充 電管理系統控制充電粧的通斷，其特征在于，智能充電管理系統中設置功率計算模塊、充電 粧分配控制模塊，并存儲變壓器總容量P、變壓器冗余容量保護閾值P0、單個充電粧固有功 率值P3，電動汽車智能充電的協調控制方法包括以下步驟： A計算當前變壓器可用冗余容量Pl，若Pl 2 P3，則進行步驟B;若0<P1 <P0，則進行步驟 F，若PO < Pl <P3，則重復步驟A; B檢測當前充電粧需求個數Cl，若C1=0,則返回步驟A，若Cl 2 1，則進行步驟C; C計算當前變壓器可用冗余容量Pl條件下允許投入的充電粧個數C2=P1/P3,若C2 2 Cl， 進行步驟E，否則，進行步驟D; D按照C2/C1的比例計算得出實際可投入充電粧的個數C3= (C2/C1)XC2=(P1/P3)2/ Cl，若C3 2 1，則進行步驟E，若C3 < 1，則返回步驟A; E按照優先等級的優先順序，將優先級最高的C3個充電粧投入充電，并返回步驟A; F按照優先等級的優先順序，切斷優先級最低的充電粧，并返回步驟A。
[0009] 本發明中將變壓器可剩余最小功率值作為變壓器冗余容量保護閾值P0,小于該閾 值PO，變壓器切斷相應負載進行自動斷電保護，且PO <P3。
[0010] 所述步驟C和D中，C2的數值取P1/P3比值的整數。
[0011] 步驟E和F中，充電粧通電或斷電所依據的優先等級的計算方法是基于電動汽車充 電時長監測裝置實現的，并在智能充電管理系統中預先設定每個充電粧的優先級別并用加 權系數X表示、設定充電粧固定充電時長為Y，在此基礎上進行以下步驟： El計算當前電動汽車充電時長為Z; E2根據每個充電粧的優先級X、充電粧固定充電時長為Y及當前電動汽車充電時長為Z， 并借助配套公式計算當前充電粧充電切換優先值A，其中所述公式為:A=(Y-Z) XX; E3按照每個充電粧優先值A的大小進行排序。
[0012] 所述步驟E3中，按照每個充電粧優先值A的大小進行排序，正序為充電接入順序， 逆序為充電斷開順序。
[0013] 所述步驟A中當前變壓器可用冗余容量Pl的計算方法是在是在實時監測充電粧外 的負荷P4與充電粧的負荷P8基礎上實現的，所述方法的步驟中包括： Al實時讀取并存儲變壓器輸出的當前充電粧外的負荷P4,并計算變壓器總容量P和當 前充電粧外的負荷P4差值得出當前冗余差值P7=P-P4,同時根據充電粧外負荷的歷史數據 計算相應時段充電粧外的預測負荷P5,并計算變壓器總容量P和充電粧外的預測負荷P5的 差值得出預測冗余差值P6=P_P5后，進行步驟A2; A2比較預測冗余差值P6和當前冗余差值P7,取兩者中較小值計算當前變壓器可用冗余 容量Pl=min(P7，P6)- P8。
[0014]所述步驟Al中充電粧外的預測負荷P5是智能充電管理系統調用近M天相應時間段 內的充電粧外負荷的歷史數據，并結合配套加權算法公式計算得出的結果，所述計算方法 包括以下步驟： Al 1將變壓器總容量P劃分為N個區段； Bll統計近M天相應時間段內歷史數據落在各區段的功率數值及個數，定義各區段內功 率數值出現的個數為mi、各區段內的功率值分別為芎，其中i=( I，N)，〗=(? 1?? ; C I 1按照公式1統計各區段內功率的平均值4并存儲，其中，公式1為：
Dll按照公式2計算各區段的加權數崎并存儲，其中，公式23
； El 1按照公式3計算各區段加權后數值I并存儲，其中，公式3為:該=警; Fll將上述公式卜3代入公式4并按照公式4計算負荷預測數值Q并存儲，其中公式4為：
LOO15」本發明中增加變壓器監測裝置，實時讀取并存儲變壓器輸出的充電粧外的負荷。 充電管理流程為： 1根據最近15天充電粧外的負荷情況，采用加權法預測最近半小時負荷； 2計算變壓器限值和預測負荷的差值得出冗余差值1; 3計算變壓器限值和當前負荷差值得出冗余差值2; 4比較冗余差值1和冗余差值2，較小值為冗余容量值； 5計算當前充電負荷是否達到冗余容量限值，按照投入順序間隔5~15分鐘將充電粧投 入充電狀態，優先考慮10分鐘為間隔。
[0016]當充電粧外其他負荷突增時，監測當前總負荷是否高于變壓器限值，按照切除順 序迅速切除充電粧。其中，計算當前電動汽車充電后的時長，按照優先等級及充電時長相結 合的方法安排投入順序和切除順序。