一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，实现了直流快速充电站运行模式的灵活切换，对微网系统并网及离网运行方式下的不同需求提供支持。在为电动汽车提供充电服务的同时，使电动汽车发挥动力电池的储能作用及快速响应特性，实现微网系统的优化及稳定运行，提高了直流快速充电站的增值服务价值。本发明充分发挥了直流快速充电站的作用，提高了资源利用效率，具有灵活、可靠、自动化程度高的特点，对微网系统的优化和稳定运行提供了支持。
【专利说明】-种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法。
【背景技术】
[0002] 交流充电、直流充电和电池更换是电动汽车能量补给的几种主要形式。电动汽车 直流快速充电站是为电动汽车提供快速充电服务的站点，电动汽车在充电站内进行集中充 电，相当于直流快速充电站将分散的充电负荷进行聚集，更有利于电网对电动汽车充电负 荷进行管理，同时更有利于配电网络的规划建设。
[0003] 发展分布式电源已列入了国家"十二五"发展规划。目前，我国可再生能源发电以 大规模、远距离集中接入为主要形式，对电网的输电容量、调峰/调频能力提出了较高的要 求。分布式可再生能源发电通过配电网并网，深入负荷中心，并可实现本地自治管理，相比 于集中式接入，更有利于电网的优化运行。微网是分布式电源应用的高级模式，其可采用并 网或离网方式运行。当微网中的电源以风力/光伏发电为主时，其出力的不确定性和波动 性将使微网运行出现稳定性、电能质量等问题。
[0004] 电动汽车直流快速充电站有一定数量的电动汽车充电，电动汽车可以等效成电 池，因此具备一定的储能能力。电动汽车直流快速充电站通过中低压配电网并网，可为微网 的运行控制提供支撑。直流快速充电站可对站内电动汽车内电池的充放电进行动态调节， 参与微网系统的有功、无功控制。直流快速充电站与为微网的结合，不仅对微网的运行控制 有重要意义，还可以更大程度的发挥直流快速充电站的作用，促进电动汽车产业的发展。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，使电 动汽车直流快速充电站在满足电动汽车充电需求的同时，对微网系统的稳定和优化运行进 行支持。
[0006] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种微网中的电动汽车直流快 速充电站充电控制方法，包括如下步骤：
[0007] (1)微网系统处于并网状态时，直流快速充电站监控系统预测下一时段的服务车 辆数量N并采集每个电动汽车电池箱的荷电状态；
[0008] (2)根据服务车辆数量的预测数据N及各电动汽车电池箱荷电状态，从高到低对 各电池箱进行排序，排序在前N个的电动汽车电池箱按照设定的常规充电模式保留充电， 其余Ν'个电动汽车电池箱参与调控；
[0009] (3)根据Ν'个参与调控的电动汽车电池箱的剩余电量，对直流快速充电站整体的 充放电容量进行估算，将估算得到的正向功率Ρ+及其持续时间Τ+、反向功率Ρ_及其持续时 间Τ_发送至微网能量管理系统；
[0010] (4)微网能量管理系统根据系统内其他设备和用户的状态和运行目标，向直流 快速充电站监控系统下达直流快速充电站有功功率调度命令PBES以及无功功率调度命令 Qbes ;
[0011] (5)直流快速充电站监控系统按照分配算法计算各参与调控的充电机的有功功率 指令Pi和无功功率指令Qi，并下达至对应的充电机进行充电。
[0012] 服务车辆数量的预测数据N的计算公式为：Ν = λ (ti) ΛΤ，λ (ti)为ti时刻车辆 的密度。
[0013] 直流快速充电站整体的充放电容量估算公式如下：
【权利要求】
1. 一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 微网系统处于并网状态时，直流快速充电站监控系统预测下一时段的服务车辆数 量N并采集每个电动汽车电池箱的荷电状态； (2) 根据服务车辆数量的预测数据N及各电动汽车电池箱荷电状态，从高到低对各电 池箱进行排序，排序在前N个的电动汽车电池箱按照设定的常规充电模式保留充电，其余 N'个电动汽车电池箱参与调控； (3) 根据N'个参与调控的电动汽车电池箱的剩余电量，对直流快速充电站整体的充 放电容量进行估算，将估算得到的正向功率P+及其持续时间T+、反向功率P_及其持续时间 T_发送至微网能量管理系统； (4) 微网能量管理系统根据系统内其他设备和用户的状态和运行目标，向直流快速充 电站监控系统下达直流快速充电站有功功率调度命令Pbes以及无功功率调度命令Qbes ; (5) 直流快速充电站监控系统按照分配算法计算各参与调控的充电机的有功功率指令 Pi和无功功率指令Qi,并下达至对应的充电机进行充电。
2. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：服务车辆数量的预测数据N的计算公式为：
A(tj为&时刻车辆的密 度。
3. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：直流快速充电站整体的充放电容量估算公式如下：
其中，&为充电机的视在功率，Q为单个电池箱容量，SOq为第j个电动汽车电池箱荷 电状态，&为第N'个电动汽车电池箱荷电状态。
4. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于，直流快速充电站监控系统按照如下规则向各参与调控的充电机下达指令进行充电：
其中，SOCi为第i个电动汽车电池箱荷电状态。
5. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：所述微网能量管理系统与直流快速充电站监控系统进行双向通讯，对直流快速充电站 与微网的能量交换进行管理。
6. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：所述微网能量管理系统对微网内的各个设备或者用户进行管理，并接受电网管理系统 的调度管理，同时对并网开关进行远程控制，向其发出并网/离网指令。
7. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于，所述直流快速充电站监控系统包括： 车辆到达率预测模块，用于对下一时段的服务车辆数量N进行预测，并将预测数据发 送至可控容量估算模块； 可控容量估算模块，根据预测数据及充电设备监控模块发送的各电动汽车电池箱荷电 状态，从高到低对各电动汽车电池箱进行排序，排序在前N个的电动汽车电池箱按照设定 的常规充电模式保留充电，其余N'个电动汽车电池箱参与调控，可控容量预估算块根据N' 个参与调控电池箱的剩余电量，对直流快速充电站整体的充放电容量进行估算，将估算得 到的正向功率P+及其持续时间T+、反向功率？_及其持续时间T_发送至微网能量管理系统； 协调分配模块，用于接收微网能量管理系统下达的直流快速充电站有功功率调度命令Pbes以及无功功率调度命令Qbes ; 充电设备监控模块，用于将各充电机的有功功率指令Pk和下达至各充电机。
8. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：所述直流快速充电站设定的常规充电模式是指直流快速充电站对电动汽车即时进行充 电，直至电动汽车充满电量。
9. 根据权利要求1所述的微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法，其特征在 于：当微网系统离网运行时，直流快速充电站作为主电源向微网系统供电，维持系统电压和 频率稳定，充电机采用下垂控制对系统频率f、电压V进行自动响应。
【文档编号】H01M10/44GK104241720SQ201410529527
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】周山虎, 连湛伟, 邓建慎, 方韬, 朱意霞, 马占业, 克潇, 徐鹏, 李洪峰, 杨茜 申请人:许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司