一种充电站资源协调控制方法及控制系统与流程

本发明涉及充电站协调控制，尤其涉及一种充电站资源协调控制方法及控制系统。

背景技术：

1、随着新能源技术的快速发展，新能源汽车的使用越来越广泛，由于新能源汽车的续航里程和充电时间受限，因此，需要通过充电站或充电桩对新能源汽车进行及时充电，并保证续航里程。目前，现存的新能源的供应存在时段性和不稳定性，如光伏能源在晴天条件下产生能量较多，夜晚和阴天能量供应较少；需要系统能够合理调度能源和充电需求，确保能源供应的稳定性，且现有的关于新能源充电站的能源分配方法或估算方法，大多采用“历史数据结合当前数据”的数学分析方法，在大城市或电动车使用频繁的地区可以适用，但在偏僻地区或首次使用新能源充电站的地区，现有的新能源充电站的能源分配方法或估算方法不适用。可见，现有的充电站存在内部电量资源分配协调不充分的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种充电站资源协调控制方法及控制系统，以解决现有的充电站存在内部电量资源分配协调不充分的问题。

2、为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种充电站资源协调控制方法，所述方法包括：

4、获取目标充电站的位置信息、充电站基础数据以及历史充电数据；

5、根据所述历史充电数据和所述充电站基础数据得到第一调控参考数据，根据所述位置信息和所述充电站基础数据得到第二调控参考数据；

6、基于所述第一调控参考数据或第二调控参考数据对目标充电站内部的电力分配进行调控。

7、可选的，所述获取目标充电站的位置信息、充电站基础数据以及历史充电数据，包括：

8、获取目标充电站所处地区的居民总数数据、光照时间数据以及车流量数据作为目标充电站的位置信息；

9、获取目标充电站的每日发电量数据、每日放电量数据以及每日充电次数数据作为目标充电站的充电站基础数据；

10、获取目标充电站当前系统的系统时间作为参考时间，以所述参考时间作为时间节点获取时间节点前预设时间范围的目标充电站的总发电量、总放电量以及总充电次数作为目标充电站的历史充电数据。

11、可选的，所述根据所述历史充电数据和所述充电站基础数据得到第一调控参考数据，包括：

12、步骤一：获取目标充电站的历史充电数据，并将所述历史充电数据中的总发电量记作ge1、ge2、ge3，总放电量记作de1、de2、de3，总充电次数记作ce1、ce2、ce3；

13、步骤二：获取目标充电站的参考时间对应的时钟数记作t；

14、步骤三：计算历史充电数据中总发电量的平均数geⅰ、总放电量的平均数deⅰ以及总充电次数的平均数ceⅰ；

15、步骤四：计算历史充电数据中总发电量、总放电量和总充电次数的方差，分别记作geⅱ、deⅱ和ceⅱ，其中，总发电量的方差计算满足如下关系式：

16、

17、式中，geⅱ表示总发电量的方差，geⅰ表示总发电量的平均数，gei表示总发电量；

18、总放电量的方差计算满足如下关系式：

19、

20、式中，deⅱ表示总放电量的方差，deⅰ表示总放电量的平均数，dei表示总放电量；

21、总充电次数的方差计算满足如下关系式：

22、

23、式中，ceⅱ表示总充电次数的方差，ceⅰ表示总充电次数的平均数，cei表示总充电次数；

24、步骤五：计算总发电量关于总放电量的协方差记作covⅰ，其计算满足如下关系式：

25、

26、式中，covⅰ表示总发电量关于总放电量的协方差，deⅰ表示总放电量的平均数，dei表示总放电量，geⅰ表示总发电量的平均数，gei表示总发电量；

27、计算总发电量关于总充电次数的协方差记作covⅱ，其计算满足如下关系式：

28、

29、式中，covⅱ表示总发电量关于总充电次数的协方差，ceⅰ表示总充电次数的平均数，cei表示总充电次数，geⅰ表示总发电量的平均数，gei表示总发电量；

30、步骤六：计算总发电量关于总放电量的相关系数记作rⅰ，其计算满足如下关系式：

31、

32、式中，rⅰ表示总发电量关于总放电量的相关系数，covⅰ表示总发电量关于总放电量的协方差，geⅱ表示总发电量的方差，deⅱ表示总放电量的方差；

33、计算总发电量关于总充电次数的相关系数记作rⅱ，其计算满足如下关系式：

34、

35、式中，rⅱ表示总发电量关于总充电次数的相关系数，covⅱ表示总发电量关于总充电次数的协方差，geⅱ表示总发电量的方差，ceⅱ表示总充电次数的方差；

36、步骤七：根据总发电量关于总放电量的相关系数、总发电量的方差以及总放电量的方差计算总发电量关于总放电量的回归系数记作bⅰ，其计算满足如下关系式：

37、

38、式中，bⅰ表示总发电量关于总放电量的回归系数，rⅰ表示总发电量关于总放电量的相关系数，geⅱ表示总发电量的方差，deⅱ表示总放电量的方差；

39、基于总发电量关于总放电量的回归系数构建回归方程，其回归方程满足如下关系式：

40、aⅰ＝deⅰ-bⅰ*geⅰ；

41、式中，aⅰ表示第一常数项，bⅰ表示总发电量关于总放电量的回归系数，deⅰ表示总放电量的平均数，geⅰ表示总发电量的平均数；

42、根据总发电量关于总充电次数的相关系数、总发电量的方差以及总充电次数的方差计算总发电量关于总充电次数的回归系数记作bⅱ，其计算满足如下关系式：

43、

44、式中，bⅱ表示总发电量关于总充电次数的回归系数，geⅱ表示总发电量的方差，ceⅱ表示总充电次数的方差；

45、基于总发电量关于总充电次数的回归系数构建回归方程，其回归方程满足如下关系式：

46、aⅱ＝ceⅰ-bⅱ*geⅰ；

47、式中，aⅱ表示第二常数项，bⅱ表示总发电量关于总充电次数的回归系数，ceⅰ表示总充电次数的平均数，geⅰ表示总发电量的平均数；

48、步骤八：计算目标充电站的剩余发电量、剩余放电量和剩余放电次数，并将剩余发电量、剩余放电量和剩余放电次数作为第一调控参考信息，其计算满足如下关系式：

49、δge＝(1－t/24)*ge；

50、δce＝(1－t/24)*(bⅱ*ce+aⅱ)；

51、δde＝(1－t/24)*(bⅱ*de+aⅱ)；

52、式中，δge表示剩余发电量，t表示时钟数，ge表示每日发电量数据，de表示每日放电量数据，ce表示每日充电次数数据，bⅱ表示总发电量关于总充电次数的回归系数，aⅱ表示第二常数项，δde表示剩余放电量，δce表示剩余充电次数。

53、可选的，所述根据所述位置信息和所述充电站基础数据得到第二调控参考数据，包括：

54、步骤一：获取目标充电站的位置信息，并将所述位置信息中的居民总数数据记作m，车流量数据记作vm；

55、步骤二：根据居民总数数据和车流量数据计算拥车密度系数记作c，其计算满足如下关系式：

56、c＝vm/m；

57、式中，c表示拥车密度系数，vm表示车流量数据，m表示居民总数数据；

58、步骤三：获取充电站基础数据中的每日发电量数据和每日放电量数据，并计算目标充电站发电量与放电量的比例系数，其计算满足如下关系式：

59、d＝ge/de；

60、式中，d表示发电量与放电量的比例系数，ge表示每日发电量数据，de表示每日放电量数据；

61、对所述拥车密度系数c和发电量与放电量的比例系数d进行判断，若c＜1，且d＞＞1，则说明该充电站对应的地区内，居民的电动车充电需求低，该目标充电站直接标记为待分享充电站，不执行后续流程步骤；

62、若c≥1，则说明该目标充电站对应的地区内，居民的充电需求高，获取目标充电站的发电功率记作w，执行步骤四；

63、步骤四：获取位置信息中的光照时间数据记作at；

64、步骤五：根据发电功率和光照时间数据计算目标充电站的剩余发电量，其计算满足如下关系式：

65、δge＝at*w－ge；

66、式中，δge表示剩余发电量，at表示光照时间数据，w表示发电功率，ge表示每日发电量数据；

67、步骤六：计算目标充电站的剩余放电量和剩余充电次数，并将剩余发电量、剩余放电量和剩余放电次数作为第二调控参考信息，其计算满足如下关系式：

68、

69、

70、式中，δde表示剩余放电量，δce表示剩余充电次数，m表示居民总数数据，vm表示车流量数据，at表示光照时间数据，w表示发电功率，ge表示每日发电量数据，de表示每日放电量数据，ce表示每日充电次数数据，t表示时钟数。

71、可选的，所述对目标充电站内部的电力分配进行调控，包括：

72、将充电站基础数据中的位置信息记作确定位置；

73、根据确定位置获取对应的市县级充电站安装部署信息，得到确定位置内所有充电站的位置，并统计确定位置内所有充电站的个数记作n；

74、获取和估算确定位置内所有充电站的剩余发电量δge、剩余放电量δde和剩余放电次数δce，得到待分配集合，记作集合b；

75、b{(δge1，δde1，δce1)；(δge2，δde2，δce2)；(δge3，δde3，δce3)……(δgen，δden，δcen)}；

76、计算每集合b中每个充电站的可分配指数ca，ca＝(1/|δge－δde|)*δce；

77、ca1＝(1/|δge1－δde1|)*δce1；

78、ca2＝(1/|δge2－δde2|)*δce2；

79、ca3＝(1/|δge3－δde3|)*δce3；

80、进而得到：

81、can＝(1/|δgen－δden|)*δcen；

82、根据ca，把集合b中的元素按升序排列，得到新的集合bb；

83、按前者分配后者的方法，从集合bb的首项对应的第一个充电站，依次为集合bb中对应的第二个、第三个……直至第n个充电站分配电力；

84、集合bb中第二个充电站分配电力的过程：

85、第一个充电站的剩余电量c1，c1＝δge1(集合bb)－δde1(集合bb)；

86、第二个充电站的剩余电量c2，c2＝δge2(集合bb)－δde2(集合bb)；

87、第一个和第二个充电站的平均剩余电量，c2～1＝(c1+c2)/2；

88、第一个充电站为第二个充电站分配的电量，δc2～1＝c1－c2～1；

89、集合bb中第三个充电站分配电力的过程：

90、第二个充电站的剩余电量c2，c2＝δge2(集合bb)－δde2(集合bb)；

91、第三个充电站的剩余电量c3，c3＝δge3(集合bb)－δde3(集合bb)；

92、第二个和第三个充电站的平均剩余电量，c3～2＝(c2+c3)/2；

93、第二个充电站为第三个充电站分配的电量，δc3～2＝c2－c2～2；

94、进而得到：

95、集合bb中第(m+1)个充电站分配电力的过程：

96、第m个充电站的剩余电量cm，cm＝δgem(集合bb)－δdem(集合bb)；

97、第(m+1)个充电站的剩余电量c(m+1)，c2＝δgem+1(集合bb)－δdem+1(集合bb)；

98、第m个和第(m+1)个充电站的平均剩余电量，cm+1～m＝(cm+c(m+1))/2；

99、第m个充电站为第(m+1)个充电站分配的电量，δcm+1～m＝cm－cm+1～m；

100、若出现充电站“剩余电量不足分配”的情况，即“δcm+1～m＝cm－cm+1～m”为负数，则把待分享充电站的剩余电量分配给出现剩余电量不足分配的充电站。

101、第二方面，本技术实施例提供一种充电站资源协调控制系统，所述系统包括：

102、充电站数据获取模块，用于获取目标充电站的位置信息、充电站基础数据以及历史充电数据，并将所述位置信息、所述充电站基础数据以及所述历史充电数据发送至充电站数据估算模块；

103、充电站数据估算模块，用于根据所述历史充电数据和所述充电站基础数据得到第一调控参考信息，并将所述第一调控参考信息发送至充电站调控模块，还用于根据所述位置信息和所述充电站基础数据得到第二调控参考信息，并将所述第二调控参考信息发送至充电站调控模块；

104、充电站调控模块，用于根据所述第一调控参考信息和所述第二调控参考信息对目标充电站内部的电力分配进行调控。

105、可选的，所述系统还包括：充电站监测模块和数据库；

106、所述充电站监测模块用于监测目标充电站的电力信息，根据电力信息得到监测结果，并根据监测结果重新调整充电站内部的电力分配；

107、所述数据库用于存储目标充电站的充放电记录、居民总数数据、充电站的发电功率、光照时间数据以及不同地区市县级充电站安装部署信息。

108、可选的，所述所述充电站数据估算模块的工作流程如下：

109、充电站数据估算模块提取充电站基础数据中的发电量、放电量和充电次数，分别记作ge、de和ce；

110、充电站数据估算模块读取当前系统的系统时间作为参考时间；

111、充电站数据估算模块提取充电站基础数据中的位置信息；根据位置信息和参考时间，读取数据库中的完整的近三年充电站的充放电记录，作为历史记录；

112、若充电站数据估算模块成功读取完整的近三年充电站的充放电记录，则充电站数据估算模块根据历史记录，对充电站基础数据进行估算，得到剩余发电量δge、剩余放电量δde和剩余放电次数δce；

113、若充电站数据估算模块无法读取完整的近三年充电站的充放电记录，则充电站数据估算模块根据充电站的位置信息，在数据库中读取对应地区的居民总数；根据居民总数，对充电站基础数据进行估算，得到剩余发电量δge、剩余放电量δde和剩余放电次数δce；

114、充电站数据估算模块把剩余发电量δge、剩余放电量δde和剩余放电次数δce，作为调控参考信息发送至充电站调控模块。

115、可选的，所述所述充电站监测模块的工作流程如下：

116、充电站监测模块监测充电站是否电力枯竭，即“δge－δde”；

117、充电站监测模块监测充电站对应的δge－δde结果是否为0；若结果为0，则充电站监测模块标记该充电站；若结果不为0，则充电站监测模块不做处理；

118、充电站监测模块统计所有被标记的充电站的个数，记作i；

119、充电站监测模块获取所有被标记充电站的位置、当前发电量、放电量和充电次数，分别记作ge、de和ce；得到集合c；

120、c{(位置1，ge1，de1，ce1)；(位置2，ge2，de2，ce2)；(位置3，ge3，de3，ce3)……(位置i，gei，dei，cei)}；

121、充电站监测模块获取当前的系统时间，记作tt；

122、充电站监测模块把集合c和tt，作为监测结果发送至充电站数据估算模块；读取数据库中与集合c中位置对应地区的历史数据和居民总数，得到新历史数据和新居民总数；

123、获取与集合c中位置对应地区的车流量，得到新车流量；把充电站数据估算模块对应的历史数据、居民总数和车流量替换为新历史数据、新居民总数和新车流量；把充电站数据估算模块对应的ge、de、ce和t替换成集合c中对应的ge、de、ce和tt；

124、重新执行充电站数据估算模块和充电站调控模块，更新充电站的电量分配。

125、有益效果：

126、本发明提供的充电站资源协调控制方法，通过对充电站的放电量、放电量和充电次数进行统计和估算，根据充电需求和能源供应状况，合理分配和调度充电资源，实现资源的协调使用，避免系统过载和资源闲置；

127、值得说明的是，本发明对充电站电量分配的估算有根据历史数据进行估算的传统快速方法，也有根据居民总数和车流量进行估算的全面方法，提高了本发明的服务地区和服务人群。