基于城市基础设施的电动车辆充电管理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于城市基础设施的电动车辆充电管理方法及系统。
【背景技术】
[0002]按照国家新能源汽车产业发展规划，2010年到2015年是电动车辆产业化和大规模推广应用关键的五年。相关研究表明，2016年是电动车辆产业化发展的拐点，电动车辆发展进入高速成长期。大量的车辆充电将带来新一轮的用电负荷快速增长，这些电动车辆日充电所用电量对用电负荷峰谷差日益加大的电力系统而言，增加了发电、输电、配电的压力。
[0003]为此，国务院在2012年的国发【2012】22号《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》文中指出:积极推进充电设施建设，完善的充电设施是发展新能源汽车产业的重要保障。要科学规划，加强技术开发，探索有效的商业运营模式，积极推进充电设施建设，适应新能源汽车产业化发展的需要。
[0004]而另一方面，目前城市基础设施中的变电所(如有轨交通与无轨电车的牵引变电站)等负荷利用率都较低，均存在着大量的富裕功率，设备没有运行在最大的能效区域，造成了资源的浪费。如图1所示，图1为某牵引变电站12小时的负荷图，图2为某整流变电站1分钟、2小时、长期负荷及现有负荷图，从图1中可以看出，在白天大部分时间里牵引变电站内的负荷都在额定负荷范围内，有一半的容量属于空闲状态；从图2中可以看出，牵引变电所是按照VI类负荷设计的，1分钟的过载电流是额定负荷的3倍，2小时过载负荷是额定负荷的1.5倍，可是从图中可以看出上午运行时间内连额定负荷都没有超过，额定负荷线以下白的面积比有颜色的面积都大。因此，如何将上述富裕功率行之有效的利用，以提高输配电设备负荷利用率和减缓电力设施增容的压力，积极推进充电设施建设，适应新能源汽车产业化发展的需要，解决城市充电难的突出问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现高效率、少场地、低投资，能解决大规模普及电动车辆补充电能的场所不足而阻碍电动车辆发展的瓶颈的基于城市基础设施的电动车辆充电管理方法及系统。
[0006]本发明一种基于城市基础设施的电动车辆充电管理方法所采用的技术方案是:该方法包括以下步骤:
a.电源调度软件管理系统实时接收城市若干个变电站的功率值和变电站内的储能蓄电池(若配有)发来的电量存储情况，将分配实时功率值命令发送到所述变电站或所述储能蓄电池；
b.所述变电站或所述储能蓄电池接收所述电源调度软件管理系统的命令功率值后，选择需要充电的电动车辆及充放电功率，并下发指令给变电站快速充电装置对电动车辆进行充电； C.所述变电站快速充电装置执行对电动车辆的充电。
[0007]进一步的，所述电源调度软件管理系统可对所在城市电网价格的峰值电价、谷低电价以及阶梯式电价进行预设，并根据当前电价合理的对负荷的再分配，可以利用夜间车辆减少的时间或处于夜间电价低的情况下对所述储能蓄电池进行补充电储能；当白天车辆用电高峰时，利用所述储能蓄电池的电量对所述电动车辆进行充电。
[0008]进一步的，所述电源调度软件管理系统通过“Car-to-Car”的通讯方式与电网上运行的电动车辆进行通讯，并实时监测电动车辆的位置信息和电量信息，根据接触网上的电流潮流分布，合理的调度分配各车辆的运行或者充电状况，选择车辆在最佳的供电时节及区域，通过所述变电站快速充电装置对所述电动车辆的动力蓄电池组进行充电。
[0009]本发明一种基于城市基础设施的电动车辆充电管理系统所采用的技术方案是:该系统包括城市基础智能电网、与所述城市基础电网电连接的若干个变电站、与所述变电站电连接的双向电源、与所述双向电源连接的储能蓄电池和变电站快速充电装置以及分别与若干个所述变电站电连接的电源调度软件管理系统，其中，所述电源调度软件管理系统还包括:
实时数据采集模块，用于采集若干个变电站的实时功率使用情况和储能蓄电池内的电量，并将采集的数据传送到充电判断模块；
充电判断模块，用于接收所述实时数据采集模块采集的变电站的功率，根据设定的功率值，判断所述变电站是否具有富裕功率或所述储能蓄电池内有足够的电量，是的情况下发送指令到充电模块；
充电模块，用于接收所述充电判断模块发出的指令，利用所述储能蓄电池或直接通过所述变电站快速充电装置对电动车辆进行充电。
[0010]进一步的，所述电源调度软件管理系统还包括:
城市电网峰谷电价设置模块，用于对所在城市电网价格的峰值电价、谷低电价以及阶梯式电价进行预设，并可由充电模式选择模块进行调取；
双向电源模块，用于所述储能蓄电池由电源调度软件管理系统根据充电判断模块、城市电网峰谷电价设置模块及充电模式选择模块的综合指令，进行蓄电池储能还是提供充电會;
充电模式选择模块，用于接收所述充电判断模块发出的指令和所在城市城市电网峰谷电价设置模块，根据当前电价合理的对负荷的再分配，可以利用夜间所述电动车辆减少的时间或处于夜间电价低的情况下对所述储能蓄电池进行补充电储能；当白天的所述电动车辆用电高峰时，利用所述储能蓄电池的电量对所述电动车辆进行充电。
[0011]进一步的，所述电源调度软件管理系统还包括:
通讯模块，用于通过“Car-to-Car”的通讯方式，使得运行在所述城市基础智能电网区间的所述电动车辆通过与所述电源调度软件管理系统进行通讯；
车辆运行监督模块，用于接收在线运行的电动车辆的位置信息和电量信息，根据接触网上的电流潮流分布，合理的调度分配各车辆的运行或者充电状况，选择车辆在最佳的供电时节及区域，通过所述变电站快速充电装置对所述电动车辆的动力蓄电池组进行充电。
[0012]进一步的，所述电源调度软件管理系统还包括:
快速充电管理模块，用于用户设定和记录充电时间、向所述快速充电装置下达开始充电指令，并把用户充电完成时间要求连同所述快速充电装置上传的相关数据转发至后台服务器。
[0013]进一步的，所述城市基础智能电网包括城市地铁接触网或城市有轨电车接触网或城市超级电容电车接触网或城市无轨电车接触网或城市道路路灯接触网中的至少一种。
[0014]进一步的，所述变电站包括牵引变电站或降压变电站或跟随变电站或城市道路路灯变电站中的至少一种。
[0015]本发明的有益效果是:由于本发明是通过电源调度软件管理系统实时接收若干个变电站的功率值和变电站内的储能蓄电池发来的电量存储情况，将分配实时功率值命令发送到所述变电站或所述储能蓄电池，所述变电站或所述储能蓄电池接收所述电源调度软件管理系统的命令功率值后，选择需要充电的电动车辆及充放电功率，并下发指令给变电站快速充电装置对电动车辆进行充电，所述变电站快速充电装置执行对电动车辆的充电，与现有技术相比，利用现有的城市基础智能电网和与所述城市基础电网电连接的若干个变电站的的富裕功率，并在此基础上加以改造，根据站场情况，适当地增加一部分变电站快速充电装置及储能蓄电池，既解决了电动汽车大规模发展带来的电网负荷压力，用于削峰填谷、旋转备用、新能源接入，提高电网供电灵活性、可靠性和能源利用效率，延缓电网建设投资，所以本发明实现高效率、少场地、低投资，能解决大规模普及电动车辆补充电能的场所不足而阻碍电动车辆发展的瓶颈。
【附图说明】
[0016]图1是某牵引变电站12小时的负荷图；
图2为某整流变电站1分钟、2小时、长期负荷及现有负荷图；
图3是本发明实施例一的结构示意图；
图4是本发明实施例二的结构示意图；
图5是本发明实施例三的结构示意图；
图6是本发明实施例四的结构示意图；
图7是本发明实施例四多车运行时的结构示意图；
图8是本发明实施例五的结构示意图；
图9是本发明实施例六的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下根据图3?图9，具体说明本发明的较佳实施例。
[0018]实施例一:
如图3所示，本明是利用现有的城市基础智能电网和与所述城市基础电网电连接的若干个变电站的的富裕功率，并在此基础上加以改造，根据站场情况，适当地增加一部分变电站快速充电装置及储能蓄电池，既解决了电动汽车大规模发展带来的电网负荷压力，用于削峰填谷、旋转备用、新能源接入，提高电网供电灵活性、可靠性和能源利用效率，延缓电网建设投资。
[0019]具体来说，该系统包括城市基础智能电网、与所述城市基础电网电连接的若干个变电站、与所述变电站电连接的双向电源、与所述双向电源连接的储能蓄电池和变电站快速充电装置以及分别与若干个所述变电站电连接的电源调度软件管理系统，其中，所述城市基础智能电网包括城市地铁接触网或城市有轨电车接触网或城市超级电容电车接触网或城市无轨电车接触网或城市道路路灯接触网中的至少一种，城市地铁主要分为牵引变电站、降压变电站及跟随变电站，其中所述牵引变电站从35kV电网经过牵引整流变压器后输出1200V交流电，经过12相或24相整流器输出1500V(750V)牵引电源，改造可从直流牵引电源1500V(750V)中取电，所述降压变电站可从400V所用变中取电，若距所述降压变电站不远线路压降不大的情况下，也可考虑从直流牵引电源1500V(750V)中取电，跟随变电站中没有所用变压器，所以一般尽量不考虑从400V所用电中取电。
[0020]所述电源调度软件管理系统还包括:
实时数据采集模块，用于采集若干个变电站的实时功率使用情况和储能蓄电池内的电量，并将采集的数据传送到充电判断模块；
充电判断模块，用于接收所述实时数据采集模块采集的变电站的功率，根据设定的功率值，判断所述变电站是否具有富裕功率或所述储能蓄电池内有足够的电量，是的情况下发送指令到充电模块；
充电模块，用于接收所述充电判断模块发出的指令，利用所述储能蓄电池或直接通过所述变电站快速充电装置对电动车辆进行充电；
城市电网峰谷电价设置模块，用于对所在城市电网价格的峰值电价、谷低电价以及阶梯式电价进行预设，并可由充电模式选择模块进行调取；
双向电源模块，用于所述储能蓄电池由电源调度软件管理系统根据