本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電，具體涉及一種充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類、可調(diào)潛力計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、電動(dòng)汽車負(fù)荷受到用戶自身行為特征、天氣等多種因素的影響，在時(shí)空上存在隨機(jī)性、靈活性與分散性。這會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)汽車在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)無序集中充電，其充電負(fù)荷可能與原電網(wǎng)的負(fù)荷峰值重合，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)極端高峰，也會(huì)促使電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差進(jìn)一步加大；同時(shí)電動(dòng)汽車廣泛隨機(jī)接入將會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行與控制帶來顯著的不確定性，增加了電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度的難度。

3、另一方面，利用電動(dòng)汽車用戶的行駛規(guī)律可以引導(dǎo)和控制其充放電，通過v2g(vehicle?to?grid)技術(shù)，將臨時(shí)閑置無行駛需求的電動(dòng)汽車存儲(chǔ)的電能“反饋”到電網(wǎng)，可以減輕用電壓力。具有相似行為特征的電動(dòng)汽車可以匯集成“虛擬發(fā)電廠”參與電網(wǎng)的削峰填谷，幫助電網(wǎng)消納更多的可再生資源。

4、因此，電動(dòng)汽車負(fù)荷是一種典型的具備可調(diào)潛力的負(fù)荷，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前電動(dòng)汽車的可調(diào)潛力計(jì)算主要存在以下問題：

5、1.部分研究通過概率分布函數(shù)模擬電動(dòng)汽車的充放電時(shí)間規(guī)律，從而估計(jì)充電站不同時(shí)刻的電動(dòng)汽車數(shù)目和電能，進(jìn)而獲得聚合的可調(diào)度容量。此方法對(duì)于電動(dòng)汽車的充電時(shí)間和開始充電時(shí)的soc(state?of?charge，剩余電量)進(jìn)行了雙重假設(shè)，模型和參數(shù)泛化能力弱，忽略了隨機(jī)因素及交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)電動(dòng)汽車充電的影響。

6、2.實(shí)際詳細(xì)數(shù)據(jù)難以獲取，多數(shù)研究指出電動(dòng)汽車電池容量、充電時(shí)間、充放電功率、離網(wǎng)時(shí)刻期望soc、離網(wǎng)時(shí)間等參數(shù)是計(jì)算單個(gè)電動(dòng)汽車可調(diào)容量的重要約束條件，但實(shí)際中電動(dòng)汽車的出行軌跡等用戶隱私數(shù)據(jù)難以獲取。

7、3.目前強(qiáng)制改變用戶的充電時(shí)間對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行“反饋”電量存在困難，部分研究對(duì)于電動(dòng)汽車可調(diào)潛力的評(píng)估存在“高估”現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類、可調(diào)潛力計(jì)算方法及系統(tǒng)。

2、根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類方法，包括以下步驟：

4、按照設(shè)定時(shí)間間隔，獲取充電樁狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括各個(gè)充電站內(nèi)的充電樁數(shù)量、被占用的充電樁數(shù)量、充電站內(nèi)所有充電樁在每個(gè)時(shí)段的充電時(shí)間以及各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段的總用電量；

5、根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得到各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段正在充電的充電樁數(shù)量及平均充電功率、各個(gè)充電站占用但未使用的充電樁數(shù)量；

6、計(jì)算得到各個(gè)時(shí)段新增接到充電樁的電動(dòng)汽車數(shù)量和各個(gè)時(shí)段新增開始充電的電動(dòng)汽車數(shù)量；

7、根據(jù)上述兩個(gè)電動(dòng)汽車數(shù)量的值，對(duì)充電站內(nèi)的充電樁根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分類。

8、作為可選擇的實(shí)施方式，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得到各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段正在充電的充電樁數(shù)量及平均充電功率、各個(gè)充電站占用但未使用的充電樁數(shù)量的過程包括：根據(jù)充電站內(nèi)的充電樁數(shù)量，以及充電站內(nèi)所有充電樁在每個(gè)時(shí)段的充電時(shí)間，計(jì)算得到各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段正在充電的充電樁數(shù)量，結(jié)合被占用的充電樁數(shù)量，計(jì)算出被占用但未使用的充電樁的數(shù)量，以及被占用且在使用的充電樁數(shù)量；

9、根據(jù)計(jì)算出的數(shù)量，結(jié)合各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段的總用電量，計(jì)算得到各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段的平均充電功率。

10、作為可選擇的實(shí)施方式，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)段新增接到充電樁的電動(dòng)汽車數(shù)量和各個(gè)時(shí)段新增開始充電的電動(dòng)汽車數(shù)量的過程包括：將充電樁占用情況相鄰時(shí)段作差，得到各個(gè)時(shí)段新增接到充電樁的電動(dòng)汽車數(shù)量ve1；將被占用且在使用的充電樁數(shù)量作差，得到各個(gè)時(shí)段新增開始充電的電動(dòng)汽車數(shù)量ve2。

11、作為可選擇的實(shí)施方式，對(duì)充電站內(nèi)的充電樁根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分類的過程包括：

12、1、ve1(i,n)>0，ve2(i,n)＝0；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車接入充電樁但并未充電；

13、2、ve1(i,n)>0，0<ve2(i,n)<ve1(i,n)；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車接入充電樁，并有部分電動(dòng)汽車開始充電；

14、3、ve1(i,n)＝ve2(i,n)>0；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車接入充電樁并全部開始充電；

15、4、0<ve1(i,n)<ve2(i,n)；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車接入充電樁并全部開始充電，且有原本占用未充電的電動(dòng)汽車開始充電；

16、5、ve1(i,n)>0，ve2(i,n)<0；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車接入充電樁但并未充電，且有電動(dòng)車停止充電；

17、6、ve1(i,n)<0，ve2(i,n)＝0；相比于上個(gè)時(shí)段，有連接充電樁但未充電的電動(dòng)汽車離開充電樁；

18、7、ve1(i,n)<0，ve2(i,n)>0；相比于上個(gè)時(shí)段，有連接充電樁但未充電的電動(dòng)汽車離開充電樁，且有連接充電樁但未充電的電動(dòng)汽車開始充電；

19、8、ve1(i,n)<ve2(i,n)<0；相比于上個(gè)時(shí)段，有連接充電樁但未充電的電動(dòng)汽車離開充電樁，且有電動(dòng)汽車停止充電后立即離開；

20、9、ve1(i,n)＝ve2(i,n)<0；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車停止充電后立即離開；

21、10、ve2(i,n)<ve1(i,n)<0；相比于上個(gè)時(shí)段，有部分電動(dòng)汽車停止充電后立即離開，有部分電動(dòng)汽車停止充電后未離開；

22、11、ve1(i,n)＝0，ve2(i,n)>0；相比于上個(gè)時(shí)段，有連接充電樁但未充電的電動(dòng)汽車開始充電；

23、12、ve1(i,n)＝0，ve2(i,n)<0；相比于上個(gè)時(shí)段，有電動(dòng)汽車停止充電但并未離開充電樁。

24、一種充電站可調(diào)潛力上下限計(jì)算方法，包括以下步驟：

25、將計(jì)算得到的各個(gè)充電站占用但未使用的充電樁數(shù)量形成矩陣；

26、修正所述矩陣；

27、抽取新連接到占用但未使用充電樁上的電動(dòng)汽車的初始soc，結(jié)合電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的平均容量，計(jì)算可調(diào)電量上下限變化量；

28、對(duì)比各充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類結(jié)果，對(duì)可調(diào)電量上下限的影響；

29、根據(jù)所述影響，計(jì)算充電站各時(shí)段的可充放電量，構(gòu)建各充電站的充放電量-時(shí)間圖；

30、根據(jù)各充電站的充放電量-時(shí)間圖，確定最大充放電功率的持續(xù)時(shí)間，即相應(yīng)充電站的可調(diào)潛力上下限，及其持續(xù)時(shí)間。

31、所述可調(diào)潛力上下限為充電站最大放/充電功率，持續(xù)時(shí)間為最大放/充電功率的持續(xù)時(shí)間。

32、作為可選擇的實(shí)施方式，修正所述矩陣的過程包括：

33、若[oui,n+0.5]表示不超過oui,n+0.5的最大整數(shù)，若oui,n-[oui,n+0.5]<0.1，則oui,n＝[oui,n+0.5]；

34、若oui,n為非整數(shù)，oui-1,n和oui+1,n為整數(shù)，且oci+1,n-oci-1,n＝ooi+1,n-ooi-1,n，則oui,n＝oui+1,n；

35、oui,n為第i個(gè)時(shí)段第n個(gè)充電站的占用但未使用的充電樁數(shù)量，ooi,n為第i個(gè)時(shí)段第n個(gè)充電站的被占用且在使用的充電樁數(shù)量。

36、作為可選擇的實(shí)施方式，抽取新連接到占用但未使用充電樁上的電動(dòng)汽車的初始soc，結(jié)合電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的平均容量，計(jì)算可調(diào)電量上下限變化量的過程如下所示：

37、

38、

39、其中，初始soci,n,j，其中，i表示第i個(gè)時(shí)段，n表示第n個(gè)充電站，j表示新增的第j輛電動(dòng)汽車；capave表示電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的平均容量；可調(diào)電量上限表示充電站可對(duì)電網(wǎng)送電量，可調(diào)電量下限表示充電站可多用電量；結(jié)果為正表示第n個(gè)充電站在第i個(gè)時(shí)段的可調(diào)電量上下限增加，結(jié)果為負(fù)表示可調(diào)電量上下限減少。

40、作為可選擇的實(shí)施方式，根據(jù)各充電站的充放電量-時(shí)間圖，確定最大充放電功率的持續(xù)時(shí)間，計(jì)算相應(yīng)充電站的可調(diào)潛力上下限，及其持續(xù)時(shí)間的過程為：

41、根據(jù)第n個(gè)充電站的充放電量-時(shí)間圖，若最大放電量qn,ch,max的持續(xù)時(shí)間為可調(diào)潛力上限為nn,ch,maxchat,n，其中nn,ch,max為第n個(gè)充電站有最大放電量時(shí),連接充電樁但未充放電的電動(dòng)汽車數(shù)量，chat,n,ch為第n個(gè)充電站在t時(shí)段的平均充電功率；可調(diào)潛力上限的持續(xù)時(shí)間為qn,ch,max/(nn,ch,maxchat,n,ch)。若最大充電量qn,dis,max的持續(xù)時(shí)間為[tn,dis,tn,dis+an,dis×δt]，可調(diào)潛力下限為nn,dis,maxchat,n，其中nn,dis,max為第n個(gè)充電站有最大充電量時(shí),連接充電樁但未充放電的電動(dòng)汽車數(shù)量，chat,n,dis為第n個(gè)充電站在時(shí)段的平均放電功率；可調(diào)潛力下限的持續(xù)時(shí)間為qn,dis,max/(nn,dis,maxchat,n,dis)。

42、一種充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類系統(tǒng)，包括：

43、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于按照設(shè)定時(shí)間間隔，獲取充電樁狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括各個(gè)充電站內(nèi)的充電樁數(shù)量、被占用的充電樁數(shù)量、充電站內(nèi)所有充電樁在每個(gè)時(shí)段的充電時(shí)間以及各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段的總用電量；

44、計(jì)算模塊，用于根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得到各個(gè)充電站在每個(gè)時(shí)段正在充電的充電樁數(shù)量及平均充電功率、各個(gè)充電站占用但未使用的充電樁數(shù)量，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)段新增接到充電樁的電動(dòng)汽車數(shù)量和各個(gè)時(shí)段新增開始充電的電動(dòng)汽車數(shù)量；

45、分類模塊，用于根據(jù)上述兩個(gè)電動(dòng)汽車數(shù)量的值，對(duì)充電站內(nèi)的充電樁根據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分類。

46、一種充電站可調(diào)潛力上下限計(jì)算系統(tǒng)，包括：

47、修正模塊，用于將計(jì)算得到的各個(gè)充電站占用但未使用的充電樁數(shù)量形成矩陣，修正所述矩陣；

48、變化量計(jì)算模塊，用于抽取新連接到占用但未使用充電樁上的電動(dòng)汽車的初始soc，結(jié)合電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的平均容量，計(jì)算可調(diào)電量上下限變化量；

49、影響確定模塊，用于對(duì)比各充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類結(jié)果，對(duì)可調(diào)電量上下限的影響；

50、充放電量-時(shí)間圖構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述影響，計(jì)算充電站各時(shí)段的可充放電量，構(gòu)建各充電站的充放電量-時(shí)間圖；

51、可調(diào)潛力上下限計(jì)算模塊，用于根據(jù)各充電站的充放電量-時(shí)間圖，確定最大充放電功率的持續(xù)時(shí)間，計(jì)算相應(yīng)充電站的可調(diào)潛力上下限，及其持續(xù)時(shí)間。

52、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成上述方法中的步驟。

53、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí)，完成上述方法中的步驟。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

55、本發(fā)明提供了一種充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類方法，根據(jù)充電站電動(dòng)汽車進(jìn)出情況和充電總功率等非用戶隱私數(shù)據(jù)，將充電樁狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分。

56、本發(fā)明提供了一種充電站可調(diào)潛力上下限的計(jì)算方法，在不影響充電站內(nèi)電動(dòng)汽車用戶正常充電及駛離的情況下，根據(jù)充電站內(nèi)充電樁狀態(tài)分類方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)時(shí)段的充電站的可調(diào)潛力上下限的準(zhǔn)確計(jì)算。

57、本發(fā)明提供了一種大規(guī)模充電站可調(diào)潛力及爬坡速率計(jì)算方法，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模充電站連續(xù)穩(wěn)定地提供可調(diào)潛力。

58、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。