一种使用电动汽车充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法与流程

本发明涉及电动汽车充电定时装置领域，特别涉及到一种使用电动汽车充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法。

背景技术：

从充电定时装置来看，目前电动汽车的充电定时装置主要解决的问题是动力电池因老损所带来的满电后持续充电引起意外事故发生，其主要是采用辅助定时装置在电动汽车充电完成后自动断电的一种装置。而对于采用充电定时装置来控制充电开始时一般为公用充电桩的设计，并不用于家用辅助充电。从电动汽车参与电力系统调度来看，目前主要方法是通过控制电动汽车来引导电动汽车负荷充放电平衡电力系统负荷，当负荷较多的时候通过补贴引导电动汽车电池进行放电来平衡电力系统部分负荷，以缓解电力系统调度的压力。

目前电动汽车充电定时装置在家用充电器辅助功能为当电充满后进行自动断电，并无法控制充电在预设时间的开启，而通过对电动汽车的引导作用涉及到充电至放电站放电这一过程，考虑到电力损耗，其经济性有了很大折扣，仍有进一步改进空间。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种使用电动汽车充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种使用电动汽车充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法，包括充电定时装置，所述充电定时装置包括自检模块以及依次电连接的开关、控制模块、交互模块和通信模块，所述自检模块分别与开关、控制模块、交互模块和通信模块电连接；采用充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法包括如下步骤：

1)加装充电定时装置并下载用于控制充电定时装置的app完成用户注；

2)充完电后，充电定时器上传记录的充电时间，app根据充电定时装置记录的充电时间按照梯次电价计算并显示节省费用金额，并对节省费用进行累加记录并且上传；

3)用户在完成节省费用累加用于在需要时候按照设定比例兑换电量；

4)通过用户主动参与、电网按比例奖励的方式完成平衡夜间用电负荷。

进一步的，所述通信模块采用gprs通信作电动汽车充电定时装置的通信模式；采用zigbee通信作为容错通信手段，建立物联网通信用于作为后备通信。

进一步的，所述控制模块包括单片机芯片、存储器、数据传输网络和io接口，单片机用于控制开关的导通和关断，设置的时间储存到储存器中用于供下次调用。

进一步的，所述自检模块包括自启动单元、过电流检测模块、过电压检测模块、过热检测模块和传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过充电定时装置延迟充电，使得电动汽车作为负荷并入电网时在日负荷曲线反映为削峰填谷，即将负荷高峰期的负荷转移到负荷低谷期间，通过这种调度提高了电力系统稳定性，而由于充电定时装置的存在使得用户在面对梯次电价时由(22：00前)电价较高的时候充电转移到(22：00后)电价较低的时候充电，使得用户在冲相同电的情况下花费更少。同时电动汽车充电定时装置通过加入无线控制技术增加了用户远程控制的方式、满足了用户各种需求下的灵活性选择，使得用户可远程进行设置充电时间，增加了操控的灵活性，易于使用户接受。同时又因为充电定时装置的延时充电的控制方式使得电动汽车总的接通电源状态时间降低，降低了发生电动汽车电池老化带来的充电事故的可能性。

本发明能够很好地解决了目前充电定时装置仅仅专注于电动汽车满电断电方面，而不是定时开启充电方面。本发明能够将电动汽车充电时间由负荷高峰期转移到负荷低谷期，通过统计计算电动汽车充满电的时间，通过远程控制措施灵活的保证电动汽车能够充满电，同时充电时间段的转移很好的完成了夜间负荷的削峰填谷，达到了电力系统经济调度的效果，提高了电力系统稳定性。

附图说明

图1为本发明所述的充电定时装置的结构示意图。

图2为典型城乡日负荷曲线图。

图3为上海是居民阶梯电价表。

图4为市面上常见电动汽车的充电时间。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1～图4，本发明所述的一种使用电动汽车充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法，包括充电定时装置，充电定时装置包括自检模块以及依次电连接的开关、控制模块、交互模块和通信模块。自检模块分别与开关、控制模块、交互模块和通信模块电连接。

随着能源结构的调整和动力电池技术的发展，电动汽车凭借环保的优点，数量规模不断扩大，这已经成为未来发展不可逆转的趋势，而随着电动汽车规模的不断上升，其接入电网充电所带来的随机性给电力系统经济调度带来了极大的挑战，考虑到下班之后电动汽车的充电时间段与电力系统日负荷曲线(如图2所示)中负荷高峰期的部分重合，这增加了负荷高峰期时候电力系统带负荷的压力，影响着电力系统稳定性。同时，通过调查统计发现：目前市面上的电动汽车充电时间平均为8个小时左右(如图4所示)，这就导致在负荷较低的夜晚后半段，电动汽车却因为已经充满电而退出了电网，不在作为负荷消耗电能，此时电能转化为其他形式能以来保证电力系统发电与负荷的平衡，由于存在能量形式的变化导致了电能损耗，使得此时电力系统电量利用率低，造成部分浪费，降低了调度的经济。鉴于此本方法提出一种通过针对电动汽车的充电器设计一个定时控制装置，以通过预先设定充电开启时间来保证电动汽车充电的时间段避开负荷较重的时间段，落入日负荷曲线中较低的部分，减轻电网调度负担，实现电力系统的经济调度。

本发明主要分为两个大的方面：一、电动汽车充电定时器的设计，其中包括无线接收模块、控制模块、交互模块、自检模块(如图1所示)。用户可以通过交互界面直接设定充电开启时间，或者使用终端连接无线接收模块设置充电开启时间。二、调度方案。主要为分散式调度方法，调度的主体是每个电动汽车用户，其中步骤如下：1)通过梯次电价(如图3所示)策略使得在负荷较低(22：00之后开始充电区段)的电价会比负荷高峰期(22：00之前充电区段)的价格更低这一因素来诱导用户参与充电定时装置的加装。2)用户通过设置充电开始时间来保证电动汽车作为负荷接入电网的时间点为负荷较少的时段，避开下班之后刚开始的负荷高峰期。3)当发生忘记设置时间时，可以通过终端远程设置充电时间，无需手动设置。4)当由于临时工作计划需更改充电时间时，可通过终端进行远程重新设定充电开启时间。5)通过梯次电价的经济性使得电动汽车用户的充电时间由负荷高峰期朝着负荷低谷处转移，平衡负荷，同时由于梯次电价带来的用户充电经济性引导电动汽车用户使用电动汽车充电定时装置，以完成电力系统经济性调度。6)由于延时接入电网控制方式使得电动汽车总的接通电源状态时间降低，降低了发生电动汽车电池老化带来的充电事故的可能性。

采用充电定时装置平衡夜间用电负荷的方法具体包括如下步骤：

1)加装充电定时装置并下载用于控制充电定时装置的app完成用户注；

2)充完电后，充电定时器上传记录的充电时间，app根据充电定时装置记录的充电时间按照梯次电价计算并显示节省费用金额，并对节省费用进行累加记录并且上传；

3)用户在完成节省费用累加用于在需要时候按照设定比例兑换电量；

4)通过用户主动参与、电网按比例奖励的方式完成平衡夜间用电负荷。

由于梯次电价的设置就是按照负荷高时收费较高，负荷低时候收费较低的方法来确定的电价高低，所以无需另外计算平衡负荷小时数，直接将节省的费用金额乘以一定比例对用户进行奖励就可以了。

通信模块(无线传输模块)主要采用gprs通信作电动汽车充电定时装置的主要通信模式。又考虑到地下车库时候gprs信号薄弱的问题，采用zigbee通信作为容错通信手段，建立物联网通信用于作为后备通信保证通信的可靠性。

控制模块包括单片机芯片、存储器、数据传输网络和io接口，单片机程序用于控制开关的导通和关断，设置的时间储存到储存器中用于供下次调用。

人机交互模块主要选为感应电容触摸屏，其主要包含保护玻璃、fpc容性板、ito传感器，用户可以通过触摸屏设置充电开始时间。

自检模块包括自启动单元、过电流检测模块、过电压检测模块、过热检测模块和传感器。自检模块将对充电定时装置进行故障检测，主要表现为过电压、过电流、过热时发生出信号给控制模块断开电源，并使通信模块发出故障信息至用户手机。

根据电动汽车数量不断增长的必然趋势，考虑大规模电动汽车接入电网对电力系统配电网网损及电压偏差带来的影响，提出一种电动汽车充电定时装置，通过充电定时器控制电动汽车充电开启时间，将本该在负荷高峰期(16：00～21：00)充电的电动汽车经过充电定时器控制在负荷较低的时段(22：00～6：00)充电，通过调查统计得出市面目前电动汽车非快速充电充满电时间为8个小时，改变充电时间后可保证在第二天使用之前充满，不影响第二天使用，通过这种方式完成电动汽车作为负荷参与电网时间段的转移，达到电力系统经济调度效果，同时对充电定时装置加装无线通信模块，用户可以通过手机进行远程遥控设定，增加了灵活性。同时，延时接入电网使得总的充电时间降低，降低发生电动汽车电池老化带来的充电事故的可能性。

本发明为通过电动汽车充电定时装置延时充电开启时间来控制电动汽车作为负荷接入电网的时间段由用电高峰期落到到用电负荷曲线谷底，巧妙完成引导电动汽车参与到电力系统经济调度上面，削峰填谷，降低电动汽车随机接入电网不确定性对电网稳定性的冲击，保证电网运行稳定性，同时通过延时充电减少了电池一直处于接通电源状态的时间，减少了电池老化所带来的车辆危险发生的可能性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。