一种充电站内充电桩状态分类、可调潜力计算方法及系统与流程

本发明属于电动汽车充电，具体涉及一种充电站内充电桩状态分类、可调潜力计算方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、电动汽车负荷受到用户自身行为特征、天气等多种因素的影响，在时空上存在随机性、灵活性与分散性。这会导致电动汽车在电网负荷高峰时无序集中充电，其充电负荷可能与原电网的负荷峰值重合，导致电网负荷出现极端高峰，也会促使电网负荷峰谷差进一步加大；同时电动汽车广泛随机接入将会给电网运行与控制带来显著的不确定性，增加了电网监控与调度的难度。

3、另一方面，利用电动汽车用户的行驶规律可以引导和控制其充放电，通过v2g(vehicle to grid)技术，将临时闲置无行驶需求的电动汽车存储的电能“反馈”到电网，可以减轻用电压力。具有相似行为特征的电动汽车可以汇集成“虚拟发电厂”参与电网的削峰填谷，帮助电网消纳更多的可再生资源。

4、因此，电动汽车负荷是一种典型的具备可调潜力的负荷，发明人发现，目前电动汽车的可调潜力计算主要存在以下问题：

5、1.部分研究通过概率分布函数模拟电动汽车的充放电时间规律，从而估计充电站不同时刻的电动汽车数目和电能，进而获得聚合的可调度容量。此方法对于电动汽车的充电时间和开始充电时的soc(state of charge，剩余电量)进行了双重假设，模型和参数泛化能力弱，忽略了随机因素及交通网络对电动汽车充电的影响。

6、2.实际详细数据难以获取，多数研究指出电动汽车电池容量、充电时间、充放电功率、离网时刻期望soc、离网时间等参数是计算单个电动汽车可调容量的重要约束条件，但实际中电动汽车的出行轨迹等用户隐私数据难以获取。

7、3.目前强制改变用户的充电时间对电网进行“反馈”电量存在困难，部分研究对于电动汽车可调潜力的评估存在“高估”现象。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种充电站内充电桩状态分类、可调潜力计算方法及系统。

2、根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

3、一种充电站内充电桩状态分类方法，包括以下步骤：

4、按照设定时间间隔，获取充电桩状态的基础数据，所述基础数据包括各个充电站内的充电桩数量、被占用的充电桩数量、充电站内所有充电桩在每个时段的充电时间以及各个充电站在每个时段的总用电量；

5、根据基础数据计算得到各个充电站在每个时段正在充电的充电桩数量及平均充电功率、各个充电站占用但未使用的充电桩数量；

6、计算得到各个时段新增接到充电桩的电动汽车数量和各个时段新增开始充电的电动汽车数量；

7、根据上述两个电动汽车数量的值，对充电站内的充电桩根据状态进行分类。

8、作为可选择的实施方式，根据基础数据计算得到各个充电站在每个时段正在充电的充电桩数量及平均充电功率、各个充电站占用但未使用的充电桩数量的过程包括：根据充电站内的充电桩数量，以及充电站内所有充电桩在每个时段的充电时间，计算得到各个充电站在每个时段正在充电的充电桩数量，结合被占用的充电桩数量，计算出被占用但未使用的充电桩的数量，以及被占用且在使用的充电桩数量；

9、根据计算出的数量，结合各个充电站在每个时段的总用电量，计算得到各个充电站在每个时段的平均充电功率。

10、作为可选择的实施方式，计算得到各个时段新增接到充电桩的电动汽车数量和各个时段新增开始充电的电动汽车数量的过程包括：将充电桩占用情况相邻时段作差，得到各个时段新增接到充电桩的电动汽车数量ve1；将被占用且在使用的充电桩数量作差，得到各个时段新增开始充电的电动汽车数量ve2。

11、作为可选择的实施方式，对充电站内的充电桩根据状态进行分类的过程包括：

12、1、ve1(i,n)>0，ve2(i,n)＝0；相比于上个时段，有电动汽车接入充电桩但并未充电；

13、2、ve1(i,n)>0，0<ve2(i,n)<ve1(i,n)；相比于上个时段，有电动汽车接入充电桩，并有部分电动汽车开始充电；

14、3、ve1(i,n)＝ve2(i,n)>0；相比于上个时段，有电动汽车接入充电桩并全部开始充电；

15、4、0<ve1(i,n)<ve2(i,n)；相比于上个时段，有电动汽车接入充电桩并全部开始充电，且有原本占用未充电的电动汽车开始充电；

16、5、ve1(i,n)>0，ve2(i,n)<0；相比于上个时段，有电动汽车接入充电桩但并未充电，且有电动车停止充电；

17、6、ve1(i,n)<0，ve2(i,n)＝0；相比于上个时段，有连接充电桩但未充电的电动汽车离开充电桩；

18、7、ve1(i,n)<0，ve2(i,n)>0；相比于上个时段，有连接充电桩但未充电的电动汽车离开充电桩，且有连接充电桩但未充电的电动汽车开始充电；

19、8、ve1(i,n)<ve2(i,n)<0；相比于上个时段，有连接充电桩但未充电的电动汽车离开充电桩，且有电动汽车停止充电后立即离开；

20、9、ve1(i,n)＝ve2(i,n)<0；相比于上个时段，有电动汽车停止充电后立即离开；

21、10、ve2(i,n)<ve1(i,n)<0；相比于上个时段，有部分电动汽车停止充电后立即离开，有部分电动汽车停止充电后未离开；

22、11、ve1(i,n)＝0，ve2(i,n)>0；相比于上个时段，有连接充电桩但未充电的电动汽车开始充电；

23、12、ve1(i,n)＝0，ve2(i,n)<0；相比于上个时段，有电动汽车停止充电但并未离开充电桩。

24、一种充电站可调潜力上下限计算方法，包括以下步骤：

25、将计算得到的各个充电站占用但未使用的充电桩数量形成矩阵；

26、修正所述矩阵；

27、抽取新连接到占用但未使用充电桩上的电动汽车的初始soc，结合电动汽车动力电池的平均容量，计算可调电量上下限变化量；

28、对比各充电站内充电桩状态分类结果，对可调电量上下限的影响；

29、根据所述影响，计算充电站各时段的可充放电量，构建各充电站的充放电量-时间图；

30、根据各充电站的充放电量-时间图，确定最大充放电功率的持续时间，即相应充电站的可调潜力上下限，及其持续时间。

31、所述可调潜力上下限为充电站最大放/充电功率，持续时间为最大放/充电功率的持续时间。

32、作为可选择的实施方式，修正所述矩阵的过程包括：

33、若[oui,n+0.5]表示不超过oui,n+0.5的最大整数，若oui,n-[oui,n+0.5]<0.1，则oui,n＝[oui,n+0.5]；

34、若oui,n为非整数，oui-1,n和oui+1,n为整数，且oci+1,n-oci-1,n＝ooi+1,n-ooi-1,n，则oui,n＝oui+1,n；

35、oui,n为第i个时段第n个充电站的占用但未使用的充电桩数量，ooi,n为第i个时段第n个充电站的被占用且在使用的充电桩数量。

36、作为可选择的实施方式，抽取新连接到占用但未使用充电桩上的电动汽车的初始soc，结合电动汽车动力电池的平均容量，计算可调电量上下限变化量的过程如下所示：

37、

38、

39、其中，初始soci,n,j，其中，i表示第i个时段，n表示第n个充电站，j表示新增的第j辆电动汽车；capave表示电动汽车动力电池的平均容量；可调电量上限表示充电站可对电网送电量，可调电量下限表示充电站可多用电量；结果为正表示第n个充电站在第i个时段的可调电量上下限增加，结果为负表示可调电量上下限减少。

40、作为可选择的实施方式，根据各充电站的充放电量-时间图，确定最大充放电功率的持续时间，计算相应充电站的可调潜力上下限，及其持续时间的过程为：

41、根据第n个充电站的充放电量-时间图，若最大放电量qn,ch,max的持续时间为可调潜力上限为nn,ch,maxchat,n，其中nn,ch,max为第n个充电站有最大放电量时,连接充电桩但未充放电的电动汽车数量，chat,n,ch为第n个充电站在t时段的平均充电功率；可调潜力上限的持续时间为qn,ch,max/(nn,ch,maxchat,n,ch)。若最大充电量qn,dis,max的持续时间为[tn,dis,tn,dis+an,dis×δt]，可调潜力下限为nn,dis,maxchat,n，其中nn,dis,max为第n个充电站有最大充电量时,连接充电桩但未充放电的电动汽车数量，chat,n,dis为第n个充电站在时段的平均放电功率；可调潜力下限的持续时间为qn,dis,max/(nn,dis,maxchat,n,dis)。

42、一种充电站内充电桩状态分类系统，包括：

43、数据获取模块，用于按照设定时间间隔，获取充电桩状态的基础数据，所述基础数据包括各个充电站内的充电桩数量、被占用的充电桩数量、充电站内所有充电桩在每个时段的充电时间以及各个充电站在每个时段的总用电量；

44、计算模块，用于根据基础数据计算得到各个充电站在每个时段正在充电的充电桩数量及平均充电功率、各个充电站占用但未使用的充电桩数量，计算得到各个时段新增接到充电桩的电动汽车数量和各个时段新增开始充电的电动汽车数量；

45、分类模块，用于根据上述两个电动汽车数量的值，对充电站内的充电桩根据状态进行分类。

46、一种充电站可调潜力上下限计算系统，包括：

47、修正模块，用于将计算得到的各个充电站占用但未使用的充电桩数量形成矩阵，修正所述矩阵；

48、变化量计算模块，用于抽取新连接到占用但未使用充电桩上的电动汽车的初始soc，结合电动汽车动力电池的平均容量，计算可调电量上下限变化量；

49、影响确定模块，用于对比各充电站内充电桩状态分类结果，对可调电量上下限的影响；

50、充放电量-时间图构建模块，用于根据所述影响，计算充电站各时段的可充放电量，构建各充电站的充放电量-时间图；

51、可调潜力上下限计算模块，用于根据各充电站的充放电量-时间图，确定最大充放电功率的持续时间，计算相应充电站的可调潜力上下限，及其持续时间。

52、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法中的步骤。

53、一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法中的步骤。

54、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

55、本发明提供了一种充电站内充电桩状态分类方法，根据充电站电动汽车进出情况和充电总功率等非用户隐私数据，将充电桩状态进行进一步细分。

56、本发明提供了一种充电站可调潜力上下限的计算方法，在不影响充电站内电动汽车用户正常充电及驶离的情况下，根据充电站内充电桩状态分类方法，实现对每个时段的充电站的可调潜力上下限的准确计算。

57、本发明提供了一种大规模充电站可调潜力及爬坡速率计算方法，能够实现大规模充电站连续稳定地提供可调潜力。

58、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。