[发明专利]一种电动汽车有序充电实时控制系统

摘要

一种电动汽车有序充电实时控制系统，包括中心调度级、协调控制级、微电网控制级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连；所述中心调度级包括中心控制器，所述协调控制级包括多个区域控制器，所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多个公共充电站控制器，所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，所述微电网控制器包括多个微电网、每个微电网包括微处理器；所述通讯线用于使数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，控制中心处理数据后经通讯线传至区域控制器制定电价；电力线用于将电能从最高级逐级向低传输直至现场控制级。本发明使电动汽车用户充电成本最小、使电网损耗较小，并能使用户根据电价能做出实时反应。

主权项

一种电动汽车有序充电实时控制系统，其特征在于，包括中心调度级、协调控制级、微电网控制级、现场控制级，由电力线与通讯线逐级相连；所述中心调度级包括中心控制器，所述协调控制级包括多个区域控制器，所述微电网控制级包括多个微电网控制器、多个公共充电站控制器，所述现场控制级包括多个电动汽车控制器，所述微电网控制器包括多个微电网、每个微电网包括微处理器；所述通讯线用于使数据由最低级向更高级逐级传输，直至传至中心控制器，控制中心处理数据后得到新的指令，再由控制中心将指令经通讯线传至区域控制器制定电价；电力线用于将电能从最高级逐级向低传输直至现场控制级；所述中心控制器包括数据处理系统，用于统计、分析在离散的充电汽车的运行数据；所述区域控制器，用于通过中心控制器的数据处理分析来制定电网售电的实时价格；所述区域控制器，用于在公共充电站给电动汽车集中充电的同时，给多个微电网供电；所述公共充电站控制器，用于采集公共充电处的离散的电动汽车运行数据；基于电动汽车的运行数据以充电成本最小为目标函数，并考虑其他电动汽车的运行状态给电网带来的影响，进而影响电价，反过来通过电价影响电动汽车充电行为，周而复始，最终使电动汽车充电成本与电网负荷波动间达成动态纳什平衡，并用粒子群算法得到最优解；在该控制系统下以充电成本为最小的目标函数如式(1)所示：Fmin=Σt=0T-1{j(t,Pt)Pi(t)+c(Pi(t)-Pt‾)2}---(1)]]>式(1)中Fmin为电动汽车充电总成本；j(t,Pt)为电网在t时刻的售电价格；Pi(t)为第i辆电动汽车在t时刻的充电功率；为在充的所有电动汽车的平均充电功率c为非负的适应参数；T为充电时长；在控制中心接收所有在充电动汽车的运行数据后，电网实时更新的t时刻充电电价如式(2)所示：j(t,Pt)=f(B(t)+Σi=1NPx(t)Pe)---(2)]]>式(2)中B(t)是没有电动汽车并入电网时t时刻线路所需的功率；Pi(t)是t时刻第i辆电动汽车由电网价格所作出的最优的充电功率；Pe是线路的额定功率；N为在充电动汽车总数辆；该模型的约束条件，具体包括：电池电能平衡约束条件：SOCi(t+1)-SOCi(t)=Pi(t)CeCr---(3)]]>式(3)中SOCi(t+1)、SOCi(t)分别为第i辆电动汽车电池t+1、t时刻的荷电状态；Cr为电池总容量；Ce为充电效率；Pi(t)为第i辆电动汽车充电功率；充电功率约束条件：0≤Pi(t)≤Pmaxi  (4)式(4)中Pmaxi是最大充电功率；若在此基础上作极限假设，假设每辆电动汽车充电都将电量充满，则约束条件可改为如下：SOCi(T‑1)＝1  (5)Σt=0T-1Pi(t)=(1-SOCi(t=0))CrCe---(6)]]>式(5)中T为充电总时间,t＝0，1，2…T‑1；SOCi(t＝0)为电动汽车刚插入充电时的电池荷电状态。