本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的智能用電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能有序充電系統(tǒng)及其短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著與傳統(tǒng)負(fù)荷特性差異較大的電動(dòng)汽車的迅速普及，利用電動(dòng)汽車參與需求響應(yīng)以支撐供電側(cè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的電動(dòng)汽車有序充電技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，而電動(dòng)汽車的有序充電技術(shù)則需要建立在配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)之上。

配電變壓器負(fù)荷預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)源于用電信息采集系統(tǒng)，無(wú)法有效地將電動(dòng)汽車有序充電負(fù)荷和變壓器基礎(chǔ)負(fù)荷加以區(qū)分。因此，迄今為止，尚無(wú)計(jì)及電動(dòng)汽車有序充電的居民小區(qū)配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于提供一種通過(guò)獲取參與有序充電的電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)居民小區(qū)配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)的智能有序充電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種智能有序充電系統(tǒng)，包括安裝在居民小區(qū)配電變壓器低壓側(cè)的電流互感器和電壓互感器，二者的輸出端與配電變壓器監(jiān)測(cè)終端的輸入端相連，電動(dòng)汽車有序充電控制器以RS485或RS232的方式與配電變壓器監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行通信，電動(dòng)汽車有序充電控制器與各個(gè)充電樁之間以電力線載波的方式進(jìn)行通信；所述配電變壓器監(jiān)測(cè)終端獲取居民小區(qū)配電變壓器低壓側(cè)的電壓和電流，實(shí)時(shí)計(jì)算出包含電動(dòng)汽車在內(nèi)的全部用電負(fù)荷，每隔一定時(shí)間保存全部用電負(fù)荷；所述電動(dòng)汽車有序充電控制器制定每個(gè)充電樁的有序充電計(jì)劃，下達(dá)每個(gè)充電樁的有序充電計(jì)劃，監(jiān)測(cè)每個(gè)充電樁的充電狀態(tài)，每隔一定時(shí)間存儲(chǔ)所有充電樁的有序充電負(fù)荷；電動(dòng)汽車有序充電控制器以RS485或RS232方式將其獲取的所有充電樁的有序充電負(fù)荷傳送至配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，在配電變壓器監(jiān)測(cè)終端內(nèi)求取對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻點(diǎn)的全部用電負(fù)荷與有序充電負(fù)荷的差分，并將該差分視為居民小區(qū)配電變壓器的基礎(chǔ)負(fù)荷加以存儲(chǔ)。

所述全部用電負(fù)荷為為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的全部用電負(fù)荷；所述有序充電負(fù)荷為為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的所有充電樁的有序充電負(fù)荷；所述基礎(chǔ)負(fù)荷為即為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的居民小區(qū)配電變壓器基本負(fù)荷，其計(jì)算公式為：

所述一定時(shí)間為15分鐘。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種智能有序充電系統(tǒng)的短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)將居民小區(qū)配電變壓器基礎(chǔ)負(fù)荷按時(shí)間選后順序排列，形成原始負(fù)荷序列，然后對(duì)該序列進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到不同頻帶的固有模態(tài)函數(shù)和余項(xiàng)；

(2)對(duì)分解后的分量及日期類型進(jìn)行歸一化處理，節(jié)假日類型為1，工作日類型為0；

(3)由EMD分解的余項(xiàng)采用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)；余下IMF分量采用支持向量機(jī)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)；在構(gòu)建預(yù)測(cè)模型時(shí)將氣溫包括當(dāng)天的最高溫度和平均溫度作為模型的一組輸入；

(4)采用粒子群算法對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

(5)利用優(yōu)化后的模型對(duì)居民小區(qū)配電變壓器進(jìn)行短期基本負(fù)荷預(yù)測(cè)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明中的電動(dòng)汽車有序充電控制器和配電變壓器監(jiān)測(cè)終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將電動(dòng)汽車有序充電控制器中制定的電動(dòng)汽車有序充電功率傳送到配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，并在其中完成配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷的預(yù)測(cè)。相比現(xiàn)有方法，能夠充分考慮電動(dòng)汽車有序充電功率的影響，同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種基于多種負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，大大提高配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷的預(yù)測(cè)的精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的負(fù)荷預(yù)測(cè)流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種智能有序充電系統(tǒng)，包括安裝在居民小區(qū)配電變壓器1低壓側(cè)的電流互感器2和安裝在居民小區(qū)配電變壓器1低母線處的電壓互感器3，二者的輸出端與配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4的輸入端相連，電動(dòng)汽車有序充電控制器5以RS485或RS232的方式與配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4進(jìn)行通信，電動(dòng)汽車有序充電控制器5與各個(gè)充電樁之間以電力線載波的方式進(jìn)行通信；所述配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4獲取居民小區(qū)配電變壓器1低壓側(cè)的電壓和電流，實(shí)時(shí)計(jì)算出包含電動(dòng)汽車在內(nèi)的全部用電負(fù)荷，每隔一定時(shí)間保存全部用電負(fù)荷；所述電動(dòng)汽車有序充電控制器5制定每個(gè)充電樁的有序充電計(jì)劃，下達(dá)每個(gè)充電樁的有序充電計(jì)劃，監(jiān)測(cè)每個(gè)充電樁的充電狀態(tài)，每隔一定時(shí)間存儲(chǔ)所有充電樁的有序充電負(fù)荷；電動(dòng)汽車有序充電控制器5以RS485或RS232方式將其獲取的所有充電樁的有序充電負(fù)荷傳送至配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4，在配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4內(nèi)求取對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻i點(diǎn)的全部用電負(fù)荷與有序充電負(fù)荷的差分，并將該差分視為居民小區(qū)配電變壓器1的基礎(chǔ)負(fù)荷加以存儲(chǔ)。所述一定時(shí)間為15分鐘。

所述全部用電負(fù)荷為為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的全部用電負(fù)荷；所述有序充電負(fù)荷為為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的所有充電樁的有序充電負(fù)荷；所述基礎(chǔ)負(fù)荷為即為第k日、第i時(shí)間點(diǎn)的居民小區(qū)配電變壓器1基本負(fù)荷，其計(jì)算公式為：圖1中的基礎(chǔ)負(fù)荷是指出電動(dòng)汽車之外的用電負(fù)荷，這個(gè)基礎(chǔ)負(fù)荷也就是本發(fā)明的預(yù)測(cè)對(duì)象。

如圖2所示，本方法包括下列順序的步驟：

(1)將居民小區(qū)配電變壓器1基礎(chǔ)負(fù)荷按時(shí)間選后順序排列，形成原始負(fù)荷序列，然后對(duì)該序列進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)，得到不同頻帶的固有模態(tài)函數(shù)(Intrinsic Mode Function，IMF)和余項(xiàng)；

(2)居民小區(qū)配電變壓器1短期負(fù)荷受節(jié)假日影響較大，對(duì)分解后的分量及日期類型進(jìn)行歸一化處理，節(jié)假日類型為1，工作日類型為0；

(3)居民小區(qū)配電變壓器1短期負(fù)荷受外界各種因素影響，對(duì)它的預(yù)測(cè)單一采用一種方法不能達(dá)到較好的效果，針對(duì)各IMF分量在頻域及時(shí)域上的不同特點(diǎn)，分別采取不同預(yù)測(cè)模型。由于EMD分解的余項(xiàng)存在明顯的線性特征，由EMD分解的余項(xiàng)采用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)；余下IMF分量采用支持向量機(jī)(Support Vector Machine，SVM)對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)；在構(gòu)建預(yù)測(cè)模型時(shí)將氣溫包括當(dāng)天的最高溫度和平均溫度作為模型的一組輸入；

(4)采用粒子群算法對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；：SVM和線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的泛化學(xué)習(xí)能力與其參數(shù)選擇有很大關(guān)系，采用收斂速度快、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)來(lái)解決負(fù)荷預(yù)測(cè)問(wèn)題中的參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。

(5)利用優(yōu)化后的模型對(duì)居民小區(qū)配電變壓器1進(jìn)行短期基本負(fù)荷預(yù)測(cè)。

綜上所述，本發(fā)明的電動(dòng)汽車有序充電控制器5和配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將電動(dòng)汽車有序充電控制器5中制定的電動(dòng)汽車有序充電功率傳送到配電變壓器監(jiān)測(cè)終端4，并在其中完成配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷的預(yù)測(cè)。相比現(xiàn)有方法，能夠充分考慮電動(dòng)汽車有序充電功率的影響，同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種基于多種負(fù)荷預(yù)測(cè)模型的配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，大大提高配電變壓器短期基礎(chǔ)負(fù)荷的預(yù)測(cè)的精度。