[发明专利]一种适用于大型光储充电动汽车充电站的能源管理系统及方法

说明书

本发明公开一种适用于光储充电动汽车充电站的能源管理系统及方法，所述系统包括一次系统和二次系统，所述一次系统包括配电网系统、光储充场站系统、接入场站的电动车群，所述二次系统包括电网调度系统、场站管理系统、云平台；所述场站管理系统和配电网系统接受电网调度系统的调度和控制；所述场站管理系统采集光储充场站系统及接入场站的电动车群的数据信息上传至云平台，云平台计算实时态、未来态的调度控制序列，将指令下发给场站管理系统进行全站的能源分配及充电桩的功率分配。本发明通过对光伏、储能、电网、电动车四种能源系统全方位的顶层设计，实现大型光储充电站的最优能源控制，实现大型光储充电站运营方的收益最大化。

技术领域

本发明涉及一种能源管理系统及方法，属于电动汽车技术领域。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，电动车的发展已提升至国家战略层面，可预期的电动车数量在未来10年内将会呈现几何倍增长，但是当前绝大多数的充电站为单一电网电源供电，随着国家补贴的退坡，无序充电、高额的购电费用、低薄的利润已成为制约社会资本积极参与建设大型充电站的重要因素，这些高额的成本费用又间接转嫁给电动车车主，对电动车的发展产生恶性循环。

电动车不同于普通用电设备，容量大、功率大、随机性接入等问题突出，尤其是大规模电动汽车集中充电将会对当前电网系统造成较大的电力负荷冲击，影响电网的运行安全。同时我们也看到光伏发电清洁无污染而且布置方便，而储蓄电池弥补了光伏发电的间歇性电源缺点，随时、全时满足负荷用电需求，在时空上达到电能“瞬态平衡”。当前光伏和储能系统的成本大幅降低，大型充电站从传统“单一电网接入”模式转型到“光伏+储能+电网”综合模式的需求也越来越强烈。大型光储充电站基于“自发自用、余电上网”的模式下，一方面在充分利用光伏发电从而能够减少电动汽车充电对电网的能量需求，降低充电负荷对电网的冲击，另一方面利用峰谷电价差进行反向售电从而获取利润。同时随着V2G技术的研究和应用越来越深入，通过V2G技术连接到电网并提供用功注入和无功补偿服务，在电网失衡状态下提升断面功率，充电站和用户也以此可以获得高额的资金补偿。

光储充电站包含了多种不同能源系统，即光伏、储能、电网、电动车，各能源系统可以互相实现能源流动，这一套复杂的系统结构也使得光储充电站的能量协调控制变得复杂与困难。当前研究存在以下缺陷：(1)多数应用停留在“单一电网接入”的充电站，在电动车能源需求侧管理框架下，实现充电负荷和电网侧供电的动态调整；(2)多数应用从光储充电站原理优点出发，即光伏+储能配合绿色用电，基于峰谷电价反向售电，实现削峰填谷等，但多为笼统性的操控手段，缺乏精准的数据量化进行能量分配。因此，对于大型光储式充电站亟需一种量化管理的能量分配方式，对光伏、储能、电网、电动车四种能源系统进行协调控制，不仅要满足电网运行调度，也能实现能量流的协调控制，实现充电站运营方的收益最大化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大型光储充电动汽车充电站的能源管理系统及方法，满足协调光伏发电、储能电池、电网、电动车四种能源之间能量相互流动的分配，减轻电网的负荷，满足电网运行调度，也能实现能量流的协调控制，实现充电站运营方的收益最大化。

本发明采用的技术方案是：

一种适用于光储充电动汽车充电站的能源管理系统，其特征在于包括一次系统和二次系统，所述一次系统为设备侧，所述二次系统为管理侧；所述一次系统包括配电网系统、光储充场站系统、接入场站的电动车群，所述二次系统包括电网调度系统、场站管理系统、云平台；所述场站管理系统和配电网系统接受电网调度系统的调度和控制；所述场站管理系统采集光储充场站系统及接入场站的电动车群的数据信息上传至云平台，从场站收益、电网负荷调度、充电用户满意三方面进行目标函数建模，计算实时态、未来态的调度控制序列，然后下发指令给场站管理系统进行全站的能源分配及充电桩的功率分配。

一种适用于光储充电动汽车充电站的能源管理方法，其特征在于包括如下步骤：