基于云储能系统的集群式充电桩状态优化控制方法与流程

本发明涉及电气工程，具体涉及基于云储能系统的集群式充电桩状态优化控制方法。

背景技术：

1、分布式充电桩云储能系统是指由多个分布在不同地点的充电桩和储能设备组成的系统，通过云计算和智能控制实现对能源的高效管理。优化控制方法是为了使系统在不同运行状态下能够以最优方式运行，以提高能源利用效率、降低成本、减少对电网的影响等目的。

2、现有的分布式充电桩通常是直接从电网获取电源，充电桩云储能系统可以直接连接到电网，然后电网输出的电源分配到特定区域中的每个充电桩，在此过程中，如果所有充电桩的电源电压分配不合理，就无法适应该区域内用户的充电需求，并且电压的波动和不稳定会导致分布式充电桩的充电效率和系统稳定性下降，不利于对充电桩云储能系统运行状态的控制的优化，并且会影响用户的充电体验。

技术实现思路

1、为了解决现有的分布式充电桩云储能系统无法根据用户的充电要求对电源电压进行合理分配的问题，本发明的目的在于提供基于云储能系统的集群式充电桩状态优化控制方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提供了基于云储能系统的集群式充电桩状态优化控制方法，该方法包括以下步骤：

3、获取当前时间段内分布式充电桩云储能系统中每个充电桩在每次充电过程中不同采集时刻的监测数据，所述监测数据包括电流、电压、温度和充电时长；

4、根据每个充电桩每次充电过程中每个采集时刻的电压和温度，得到每个充电桩在充电过程中的电能损失程度；

5、基于每个充电桩每次充电过程中的电压、电流以及充电时长，获得每个充电桩每次充电过程中的能量储存值；根据所有充电桩在所有充电过程中的能量储存值的平均水平和离散程度，得到充电站对电网的响应程度；基于每个充电桩每相邻两次充电过程的时间间隔、所述电能损失程度和所述响应程度，确定每个充电桩的稳定性调节需求值；

6、基于所述稳定性调节需求值对所对应的充电桩的输出电压进行控制。

7、优选的，所述根据每个充电桩每次充电过程中每个采集时刻的电压和温度，得到每个充电桩在充电过程中的电能损失程度，包括：

8、对于第r个充电桩：

9、根据第r个充电桩每次充电过程中每个采集时刻的电压和温度，获得第r个充电桩每次充电过程中的运行数据变化值；

10、根据第r个充电桩在每相邻两次充电过程中的运行数据变化值之间的差异，获得第r个充电桩在充电过程中的电能损失程度。

11、优选的，采用如下公式计算第r个充电桩第a次充电过程中的运行数据变化值：

12、

13、其中，表示第r个充电桩第a次充电过程中的运行数据变化值，n表示第r个充电桩第a次充电过程中的电压的分布概率的种类数，n表示电压值的种类数，ui,j表示第r个充电桩第a次充电过程中对应的第i种电压分布概率中的第j种电压值，σr,a表示第r个充电桩第a次充电过程中所有采集时刻的温度的标准差，ln()表示以自然常数为底数的对数函数。

14、优选的，所述根据第r个充电桩在每相邻两次充电过程中的运行数据变化值之间的差异，获得第r个充电桩在充电过程中的电能损失程度，包括：

15、分别将第r个充电桩在每相邻两次充电过程中的运行数据变化值之间的差值的绝对值，作为对应两次充电过程的差异指标；

16、将第r个充电桩在当前时间段内所有差异指标的平均值，作为第r个充电桩在充电过程中的电能损失程度。

17、优选的，所述基于每个充电桩每次充电过程中的电压、电流以及充电时长，获得每个充电桩每次充电过程中的能量储存值，包括：

18、对于第r个充电桩第a次充电过程：

19、在第r个充电桩第a次充电过程中，将与第r个充电桩直接连接的电网系统的电压与电流的乘积记为第一乘积，将第r个充电桩的输出电压与输出电流的乘积记为第二乘积；计算所述第一乘积与所述第二乘积之间的差值，将所述差值与第r个充电桩第a次充电过程的充电时长之间的乘积，作为第r个充电桩第a次充电过程中的能量储存值。

20、优选的，所述根据所有充电桩在所有充电过程中的能量储存值的平均水平和离散程度，得到充电站对电网的响应程度，包括：

21、对于第r个充电桩：将第r个充电桩在当前时间段内所有充电过程中的能量储存值的平均值记为第r个充电桩对应的第一特征值，将第r个充电桩在当前时间段内所有充电过程中的能量储存值的方差记为第r个充电桩对应的第二特征值；

22、基于所有充电桩对应的第一特征值和第二特征值，获得充电站对电网的响应程度。

23、优选的，基于所有充电桩对应的第一特征值和第二特征值，获得充电站对电网的响应程度，包括：

24、将所有充电桩对应的第一特征值的均值记为第一均值，将所有充电桩对应的第二特征值的均值记为第二均值；

25、根据所述第一均值和所述第二均值，得到充电站对电网的响应程度，所述第一均值与所述响应程度呈负相关关系，所述第二均值与所述响应程度呈正相关关系。

26、优选的，根据所述第一均值和所述第二均值，得到充电站对电网的响应程度，包括：

27、计算所述第一均值的倒数，将所述倒数与所述第二均值的乘积作为充电站对电网的响应程度。

28、优选的，采用如下公式计算第r个充电桩的稳定性调节需求值：

29、

30、其中，sr表示第r个充电桩的稳定性调节需求值，q表示充电站对电网的响应程度，pr表示第r个充电桩在充电过程中的电能损失程度，vr表示第r个充电桩在当前时间段内的充电次数，lv+1表示第r个充电桩在当前时间段内第v+1次充电开始的时刻，lv表示第r个充电桩在当前时间段内第v次充电结束的时刻。

31、优选的，所述基于所述稳定性调节需求值对所对应的充电桩的输出电压进行控制，包括：

32、对于任一充电桩：

33、将以自然常数为底数，以负的所述稳定性调节需求值为指数的指数函数的值作为调节系数；

34、将所述调节系数与该充电桩的初始输出电压的乘积，作为该充电桩的最终输出电压，并基于最终输出电压对该充电桩进行控制。

35、本发明至少具有如下有益效果：

36、本发明首先通过分析当前时间段内分布式充电桩云储能系统中的充电桩在每次充电过程中的电压和温度的变化情况，得到了每个充电桩在充电过程中的电能损失程度，然后基于每个充电桩每次充电过程中的电压、电流以及充电时长，对每个充电桩在充电过程中的能量存储状态进行了评价获得了每个充电桩每次充电过程中的能量储存值，利用能量储存值来评估对电网负载的响应能力确定了充电站对电网的响应程度，进一步结合充电桩的使用频率、电能损失程度以及充电站对电网的响应程度来获取对系统运行稳定性的调节需求，并且对充电桩的输出电压进行调整，本发明能够根据用户的充电需求对电源电压进行合理分配，提高了分布式充电桩云储能系统运行状态的稳定性，并且使得系统能够在电网电压发生负载运载的情况下维持充电桩云储能系统运行状态的稳定性，提高能源利用率，有效降低运行成本和系统维护成本，大大提升了用户的体验。