[发明专利]一种充电站内兼顾预约与排队的电动汽车充电调度方法

说明书

本发明公开一种充电站内兼顾预约与排队的电动汽车充电调度方法，应用于智能电网中电动汽车充电调度技术领域，针对现有的电动汽车充电过渡阶段同时存在预约充电和现场排队充电这两种充电模式的充电调度问题；本发明首先确定调度时间窗口并基于充电站用户历史充电数据信息通过强化学习合理分配不同模式用户可接入的充电桩比例，然后通过比较动态到达用户的排队等待时间和预约等待时间来智能切换充电模式；在过渡阶段平衡和改善了不同充电模式下用户的充电体验，提高了用户充电模式选择的灵活性，提高了充电桩的资源利用率。

技术领域

本发明属于智能电网中电动汽车充电调度技术领域，特别涉及一种兼顾预约与排队的电动汽车充电调度技术。

背景技术

现代城市的飞速发展需要持续消耗大量的化石能源，但也造成了严重的大气污染。电动汽车(Electric Vehicle,EV)因其零排放、噪声低、能源利用率高等特点，已经成为未来汽车行业发展的主要趋势。然而电动汽车的发展也并非一帆风顺，受限于电池容量和充电效率，当前电动汽车的用户体验还远未达到预期，这正是由于现阶段电动汽车往往无序、随机接入充电接口充电，且充电站资源也没有按照充电需求进行优化配置。这无论对充电设施的使用，用户的充电体验还是电网的整体负荷平抑都毫无裨益。为了解决电动汽车大规模无序充电对电网和用户带来的影响，合理调度电力系统资源等问题，国内外研究人员针对V2G(Vehicle to Grid,V2G)场景的学术研究也越来越广泛。

在现有的针对电动汽车的充电调度和资源分配算法的研究中，常常存在两个方面的不足。一是大多数研究只针对未来预约式充电，对电动汽车用户充电的临时性和随机性考虑不足。值得注意的是，基于时隙的充电设施分配，以优化电网电力供需平衡或用户整体效用最高为目标进行双边匹配，但这种策略忽略了充电用户到达的时隙离散型，不满足以用户到达顺序进行实时调度的要求。另一方面针对充电方式从当下的不受充电调度中心调度的排队充电向预约式充电发展的过程中，将长期存在两种类型的充电用户，如何合理地分配充电资源让两种类型的用户都得到充电服务，需要结合充电站的历史充电数据和电力数据进行资源分配，优化竞争环境下用户的充电体验。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种充电站内兼顾预约与排队的电动汽车充电调度方法，建立资源分配模型，通过强化学习Q-learning算法得到不同充电模式用户的充电调度方案。

本发明的创新内容有以下两点。其一，在电动汽车充电调度发展过渡阶段同时考虑了预约充电和现场排队充电这两种充电模式，兼顾了两种充电模式用户的充电需求，通过分析充电站历史用户信息并结合强化学习算法对有限的充电桩资源在调度时间窗口内进行分配，避免某种类型的用户充电服务长时间得不到满足，出现服务偏向性，平衡充电调度发展过渡阶段不同类型用户的充电体验。其二，通过智能切换充电模式，预约用户提前到达充电站可以放弃预约，转而加入排队队列，反之排队用户也可放弃排队进行现场预约，能够针对动态变化的用户充电需求及时做出调整，避免出现有空闲充电桩而用户需求又不能通过调整充电方式得到满足的情况。

本发明采用的技术方案为：一种充电站内兼顾预约与排队的电动汽车充电调度方法，包括：

S1、采集和处理充电站内的电力数据和过去一段时间接入该充电站内所有车辆的历史充电情况数据；

S2、根据意向接入该充电站的车辆与空闲充电桩之间的资源竞争程度确定充电调度时间窗口大小；

S3、针对S2所述的充电调度时间窗口，建立充电桩资源分配模型；

S4、根据步骤S1所述的过去一段时间接入该充电站内所有车辆的历史充电情况数据、步骤S3的资源分配模型，采用强化学习Q-learning算法对不同充电类型的车辆按时隙进行充电桩分配；

S5、基于S4的充电桩分配方案，根据行驶模式下电动汽车的动态到达设计车辆的充电类型智能切换策略。

进一步地，步骤S1所述车辆包括预约车辆与排队车辆。