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1、(10)申请公布号 CN 104269896 A (43)申请公布日 2015.01.07 CN 104269896 A (21)申请号 201410480003.X (22)申请日 2014.09.18 H02J 7/00(2006.01) (71)申请人 广东电网公司电力科学研究院 地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路 水均岗 8 号 (72)发明人 付聪 杨汾艳 张永旺 赵伟 罗敏 徐智威 胡泽春 张洪财 (74)专利代理机构 广州知友专利商标代理有限 公司 44104 代理人 周克佑 (54) 发明名称 适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方 法 (57) 摘要 本发明公开了。
2、一种适用于大规模电动汽车有 序充放电的控制方法， 通过依据最新的用户充电 需求信息启动有序充放电控制策略计算， 依次计 算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有 电动汽车的集合充放电需求边界曲线、 集合充电 负荷指导曲线和每辆电动汽车各自的充电或放 电功率， 并按该最终确定的充放电功率控制充放 电机对电动汽车进行充电或放电， 实现有序充放 电控制。本发明的控制方法依赖计算简单的优化 模型， 计算效率高， 对控制中心硬件环境要求低， 有效节约计算资源， 并且， 能够实现充电成本最小 化、 改善电网系统的负荷峰谷差。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 10 页 附图 2 页 (。
3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书10页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104269896 A CN 104269896 A 1/4 页 2 1. 一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法， 其特征在于 ： 所述的控制方法 是基于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的充 放电机实施的， 所述主控机加载有有序充放电策略计算模块， 以下简称策略计算模块， 所述 充放电机加载有充放电桩客户端程序， 以下简称为客户端， 具体包括以下步骤 ： 步骤 (1) ： 初始化 步骤 (1-1) ： 主控机的策略计算模块初始化 。
4、： a) 所述策略计算模块预置以下参数 ： 有序充放电控制中心管辖范围内的充放电机数 量 N、 每台充放电机 i 的最大充电功率和最大放电功率其中， i 1， 2， 3， N， 表示 所述充放电机的编号 ； b) 所述策略计算模块输入当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息， 其中， 当日充电 负荷裕度信息M(t)和当日放电负荷裕度信息m(t)， 分别表示在第t个时间段电网允许所述 有序充放电控制中心用来进行电动汽车充电和放电的最大负荷功率， 单位均为 kW， 当日电 价信息包括 ： 充电单位成本 c(t)， 表示在第 t 个时间段内的充电单价， 单位为元 /kWh， t 1， 2， 3， 96，。
5、 每一个时间段的长度均为 15min， 并且定义每一个时间段的起始时刻为控制 时间点 ； 步骤 (1-2) ： 充放电机的客户端信息初始化 ： 充放电机i的客户端输入用户充电需求信息， 包括 ： 充放电机i所接电动汽车的预期停 靠时间 i、 离开时期望的最低电池充电水平最高允许电池充电水平和最低 允许电池充电水平以及充放电机 i 所接电动汽车的电池容量 Bi和电池当前充电水 平 步骤 (2) ： 在新的电动汽车接入充放电机 i 时， 所述充放电机 i 的客户端按步骤 (1-2) 进行信息初始化， 以更新所述用户充电需求信息， 并将该更新的用户充电需求信息发送给 所述主控机的策略计算模块 ； 所。
6、述主控机的策略计算模块接收到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电机客 户端发送的客户需求信息， 并且在任意一台或以上充放电机客户端发送的用户充电需求信 息发生变化的情况下， 或者， 在当前时间到达控制时间点的情况下， 所述策略计算模块依据 最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算， 即依次执行步骤 (3) 至步骤 (5) ； 步骤 (3) ： 所述主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入所述控制中心管辖范围内 充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线， 步骤 (3-1) ： 根据当前时间 0与所述所有充放电机所接电动汽车各自的预期停靠时 间 i， 确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余。
7、的停靠时间段数和从当前时刻起 的所有电动汽车剩余的停靠时间段数的最大值Jmaxmax(Ji)， 从而得到充电协调控制的时 间段数Jmin(Jmax， 96)， 设定计算有序充放电策略的时间长度最长为一天，表示小于x 的最大整数 ； 步骤 (3-2) ： 按照如下公式计算接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时间段的累计 充电电量上界， 定义为该电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的累计充电电量的上 权 利 要 求 书 CN 104269896 A 2 2/4 页 3 界， 则 ： 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 按照如下公式计算接入充放电机 i 的电动汽车在。
8、未来 J 个时间段的累计充电电量下 界， 定义为该电动汽车从现在时刻算起第 k 个时间段的累计充电电量的下界， 从当 前时刻起到未来的J个时间段， 在每个时间段引入放电阶段辅助变量和充电阶段辅助 变量则 ： 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 步骤 (3-3) ： 按照如下述公式计算站内接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时间段 的充电功率上下界， 定义和分别为该电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段 的充电功率下界和上界， 则 ： 步骤 (3-4) ： 按照如下公式计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽 车的集合充放电需求边界曲线， 包括集合累积充。
9、电电量上下界和集合充电功率上下界， 分 别用 Emax(k)、 Emin(k)、 Pmax(k)、 Pmin(k) 表示， 其中， M(k) 和 m(k) 分别表示从当前时刻起第 k 个时间段控制中心的充电负荷裕度和 放电负荷裕度 ； 权 利 要 求 书 CN 104269896 A 3 3/4 页 4 步骤 (4) ： 依据步骤 (3) 计算得到的集合充放电需求边界曲线， 依次执行以下步骤以计 算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充电负荷指导曲线 ： 步骤(4-1) ： 构造所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线决策变量Pref(k)， k1， 2， .， J， 表示所有。
10、电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的总指导充电功率 ； 步骤 (4-2) ： 按下式确定控制目标函数 ： 其中 c(k) 表示从当前时刻起第 k 个时间段的购电价格， 单位为元 /kWh ： 使得在 J 个时 间段中所有电动汽车的充电总成本最小， 以此作为控制目标函数 ； 步骤 (4-3) ： 要求在各时间段所有电动汽车的总指导充电功率不能超过其集合充电功 率上下界， 确定约束条件 ： Pmin(k) Pref(k) Pmax(k)， k 1， 2， .， J 同时， 所有电动汽车的总充电指导功率随时间的积分值满足所有电动汽车集合累积充 电电量的上下界， 其中表示所有电动汽车从第 1 个时间。
11、段到第 k 个时间段的集合充电负荷 指导功率所对应消耗的累积电量 ； 步骤 (4-4) ： 求解步骤 (4-1) 至步骤 (4-3) 建立的线性规划模型， 计算出接入所述控制 中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线 Pref(k) ； 步骤(5) ： 依据步骤(4)计算得到的集合充电负荷指导功率曲线Pref(k)后， 依次执行如 下步骤， 计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的充电或放电功 率 ： 步骤 (5-1) ： 根据接入所述控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的当前 充电水平离开时期望的最低电池充电水平电池容量 Bi和所接充放电机 i。
12、 的 最大充电功率根据以下公式计算每辆电动汽车的充电灵活度 ： 其中 ： Di表示 ： 接入充放电机 i 的电动汽车充电到离开时期望的最低充电水平所需要的时间 段数 ； 步骤 (5-2) ： 根据电动汽车的充电灵活度， 计算接入充放电机 i 的电动汽车当前时段所 需充电的最小充电功率为 ： 权 利 要 求 书 CN 104269896 A 4 4/4 页 5 步骤 (5-3) ： 为减少不必要放电对电动汽车动力电池寿命的不良影响， 给接入充放电 机 i 的电动汽车配置初始的充放电功率 ： pi max(0， oi) 并且定义电动汽车所配置的初始充放电功率为未最终确定的充放电功率 ； 步骤 (5。
13、-4) ： 给所有电动汽车配置初始的充电功率后， 按照如下公式计算当前时段的 剩余集合充电负荷指导功率 步骤 (5-5) ： 若剩余集合充电负荷指导功率大于 0， 则将未最终确定充放电功率的电动汽车 按照充电灵活度从小到大进行排序， 选取充电灵活度最小的电动汽车， 将其充放电功率最 终确定为 ： 并转跳至步骤 (5-6) ； 若剩余集合充电负荷指导功率小于 0， 则将未最终确定充放电功率的电动汽车 按照充电灵活度从大到小进行排序， 选择充电灵活度最大的电动汽车， 将其充放电功率调 整为 ： 并转跳至步骤 (5-6) ； 若剩余集合充电负荷指导功率等于 0， 则将所有未最终确定充放电功率设定为 。
14、最终确定的充放电功率， 并跳转至步骤 (6) ； 步骤 (5-6) ： 更新当前时段的剩余集合充电负荷指导功率 并返回到步骤 (5-5) ； 步骤 (6) ： 所述主控机的策略计算模块将步骤 (5) 最终确定的每辆电动汽车的充放电 功率分别发送给相应的充放电机客户端， 客户端按该最终确定的充放电功率控制充放电机 对电动汽车进行充电或放电， 实现有序充放电控制。 权 利 要 求 书 CN 104269896 A 5 1/10 页 6 适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法， 属于大规模电动 汽车有序充放电控制方法领域。。
15、 背景技术 0002 电动汽车由于其节能、 减排、 高效的优势日益突出， 得到了世界各国政府的关注和 大力支持。 随着电动汽车的大规模接入电网， 研究表明， 其无序充电将给电网的安全可靠运 行带来威胁。为此， 我国已有城市， 如深圳等地， 已设计专门针对电动汽车充放电的分时电 价机制以引导电动汽车参与削峰填谷。另一方面， 电动汽车充电服务商或电动汽车用户通 过参与有序充电可以最大限度地降低其运营成本或充电成本。 特别是电动汽车的动力电池 还具备放电能力， 合理协调的电动汽车的充放电过程， 有助于进一步减小系统电力负荷峰 谷差， 提高电网运行的安全性和经济性。 根据我国目前电动汽车充电设施规划，。
16、 安装电动汽 车充放电机的停车场、 电动汽车专用充电站以及在城市中心道路旁安装的充放电机将成为 电动汽车补充电能的重要场所。 这类充电场所的充放电功率可通过有线或无线通信的方式 由控制中心远程控制， 以实现大规模电动汽车的有序充放电控制。有序充电控制中心接收 来自电网发送的充电负荷裕度及分时电价信息， 并接受来自用户在充放电机上提交的充电 需求信息和电动汽车电池信息， 智能决策电动汽车的有序充放电过程， 在满足客户充电需 求约束下， 实现系统充电成本最小化等目标。 0003 现有的大规模电动汽车有序充放电控制方法一般只考虑了电动汽车充电， 并没有 考虑电动汽车的放电能力， 因此未能最大限度利用。
17、电动汽车的分布式储能特性， 实现充电 成本最小化， 改善系统负荷峰谷差的目的。本发明则基于电动汽车的集合充放电需求边界 曲线提出了一种不依赖于求解复杂数学优化问题的大规模电动汽车有序充放电控制方法。 就调研目前国内已安装的电动汽车充电设施及其监控系统情况来看， 并没有大规模电动汽 车有序充放电控制方法的运用。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是 ： 提供一种适用于大规模电动汽车有序充放电的控 制方法， 能够最大限度利用电动汽车的分布式储能特性， 实现充电成本最小 化， 达到改善 系统负荷峰谷差的目的。 0005 解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案如下 ： 0006 一种适用。
18、于大规模电动汽车有序充放电的控制方法， 其特征在于 ： 所述的控制方 法是基于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的 充放电机实施的， 所述主控机加载有有序充放电策略计算模块， 以下简称策略计算模块， 所 述充放电机加载有充放电桩客户端程序， 以下简称为客户端， 具体包括以下步骤 ： 0007 步骤 (1) ： 初始化 0008 步骤 (1-1) ： 主控机的策略计算模块初始化 ： 说 明 书 CN 104269896 A 6 2/10 页 7 0009 a) 所述策略计算模块预置以下参数 ： 有序充放电控制中心管辖范围内的充放电 机数量 N、 每台充放电机 i 。
19、的最大充电功率和最大放电功率其中， i 1， 2， 3， N， 表示所述充放电机的编号 ； 0010 b) 所述策略计算模块输入当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息， 其中， 当日 充电负荷裕度信息M(t)和当日放电负荷裕度信息m(t)， 分别表示在第t个时间段电网允许 所述有序充放电控制中心用来进行电动汽车充电和放电的最大负荷功率， 单位均为 kW， 当 日电价信息包括 ： 充电单位成本 c(t)， 表示在第 t 个时间段内的充电单价， 单位为元 /kWh， t 1， 2， 3， 96， 每一个时间段的长度均为 15min， 并且定义每一个时间段的起始时刻为 控制时间点 ； 0011 步骤 。
20、(1-2) ： 充放电机的客户端信息初始化 ： 0012 充放电机i的客户端输入用户充电需求信息， 包括 ： 充放电机i所接电动汽车的预 期停靠时间 i、 离开时期望的最低电池充电水平最高允许电池充电水平 和最低允许电池充电水平以及充放电机i所接电动汽车的电池容量Bi和电池当前 充电水平 0013 步骤 (2) ： 在新的电动汽车接入充放电机 i 时， 所述充放电机 i 的客户端按步骤 (1-2) 进行信息初始化， 以更新所述用户充电需求信息， 并将该更新的用户充电需求信息发 送给所述主控机的策略计算模块 ； 0014 所述主控机的策略计算模块接收到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电 机客。
21、户端发送的客户需求信息， 并且在任意一台或以上充放电机客户端发送 的用户充电 需求信息发生变化的情况下， 或者， 在当前时间到达控制时间点的情况下， 所述策略计算模 块依据最新的用户充电需求信息启动有序充放电控制策略计算， 即依次执行步骤 (3) 至步 骤 (5) ； 0015 步骤 (3) ： 所述主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入所述控制中心管辖范 围内充放电机的所有电动汽车的集合充放电需求边界曲线， 0016 步骤 (3-1) ： 根据当前时间 0与所述所有充放电机所接电动汽车各自的预期停 靠时间 i， 确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余的停靠时间段数和从当前时 刻起的所有电动汽车剩余。
22、的停靠时间段数的最大值Jmaxmax(Ji)， 从而得到充电协调控制 的时间段数 J min(Jmax， 96)， 设定计算有序充放电策略的时间长度最长为一天，表示 小于 x 的最大整数 ； 0017 步骤 (3-2) ： 按照如下公式计算接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时间段的 累计充电电量上界， 定义为该电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的累计充电电量 的上界， 则 ： 0018 0019 说 明 书 CN 104269896 A 7 3/10 页 8 0020 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 0021 按照如下公式计算接入充放电机i的电动汽车在。
23、未来J个时间段的累计充电电量 下界， 定义为该电动汽车从现在时刻算起第 k 个时间段的累计充电电量的下界， 从 当前时刻起到未来的J个时间段， 在每个时间段引入放电阶段辅助变量和充电阶段辅 助变量则 ： 0022 0023 0024 0025 0026 0027 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 0028 步骤 (3-3) ： 按照如下述公式计算站内接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时 间段的充电功率上下界， 定义和分别为该电动汽车从当前时刻起第k个时间 段的充电功率下界和上界， 则 ： 0029 0030 0031 0032 步骤 (3-4) ： 按照如。
24、下公式计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电 动汽车的集合充放电需求边界曲线， 包括集合累积充电电量上下界和集合充电功率上下 界， 分别用 Emax(k)、 Emin(k)、 Pmax(k)、 Pmin(k) 表示， 0033 0034 0035 0036 0037 其中， M(k) 和 m(k) 分别表示从当前时刻起第 k 个时间段控制中心的充电负荷裕 度和放电负荷裕度 ； 0038 步骤 (4) ： 依据步骤 (3) 计算得到的集合充放电需求边界曲线， 依次执行以下步 骤以计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充电负荷指导曲 线 ： 0039 步骤 (4-1) 。
25、： 构造所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线决策变量 Pref(k)， k 说 明 书 CN 104269896 A 8 4/10 页 9 1， 2， .， J， 表示所有电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的总指导充电功率 ； 0040 步骤 (4-2) ： 按下式确定控制目标函数 ： 0041 0042 其中 c(k) 表示从当前时刻起第 k 个时间段的购电价格， 单位为元 /kWh ： 使得在 J 个时间段中所有电动汽车的充电总成本最小， 以此作为控制目标函数 ； 0043 步骤 (4-3) ： 要求在各时间段所有电动汽车的总指导充电功率不能超过其集合充 电功率上下界， 确定约束条件 。
26、： 0044 Pmin(k) Pref(k) Pmax(k)， k 1， 2， .， J 0045 同时， 所有电动汽车的总充电指导功率随时间的积分值满足所有电动汽车集合累 积充电电量的上下界， 0046 0047 其中表示所有电动汽车从第 1 个时间段到第 k 个时间段的集合充电 负荷指导功率所对应消耗的累积电量 ； 0048 步骤 (4-4) ： 求解步骤 (4-1) 至步骤 (4-3) 建立的线性规划模型， 计算出接入所述 控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线 Pref(k) ； 0049 步骤(5) ： 依据步骤(4)计算得到的集合充电负荷指导功率曲线Pr。
27、ef(k)后， 依次执 行如下步骤， 计算接入所述控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的充电或放 电功率 ： 0050 步骤 (5-1) ： 根据接入所述控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的 当前充电水平离开时期望的最低电池充电水平电池容量 Bi和所接充放电机 i 的最大充电功率根据以下公式计算每辆电动汽车的充电灵活度 ： 0051 0052 其中 ： 0053 0054 Di表示 ： 接入充放电机 i 的电动汽车充电到离开时期望的最低充电水平所需要的 时间段数 ； 0055 步骤 (5-2) ： 根据电动汽车的充电灵活度， 计算接入充放电机 i 的电动汽车当前时 段所需充电。
28、的最小充电功率为 ： 0056 0057 步骤 (5-3) ： 为减少不必要放电对电动汽车动力电池寿命的不良影响， 给接入充 放电机 i 的电动汽车配置初始的充放电功率 ： 0058 pi max(0， oi) 说 明 书 CN 104269896 A 9 5/10 页 10 0059 并且定义电动汽车所配置的初始充放电功率为未最终确定的充放电功率 ； 0060 步骤 (5-4) ： 给所有电动汽车配置初始的充电功率后， 按照如下公式计算当前时 段的剩余集合充电负荷指导功率 0061 0062 步骤 (5-5) ： 0063 若剩余集合充电负荷指导功率大于 0， 则将未最终确定充放电功率的电动。
29、 汽车按照充电灵活度从小到大进行排序， 选取充电灵活度最小的电动汽车， 将其充放电功 率最终确定为 ： 0064 0065 并转跳至步骤 (5-6) ； 0066 若剩余集合充电负荷指导功率小于 0， 则将未最终确定充放电功率的电动 汽车按照充电灵活度从大到小进行排序， 选择充电灵活度最大的电动汽车， 将其充放电功 率调整为 ： 0067 0068 并转跳至步骤 (5-6) ； 0069 若剩余集合充电负荷指导功率等于 0， 则将所有未最终确定充放电功 率设 定为最终确定的充放电功率， 并跳转至步骤 (6) ； 0070 步骤 (5-6) ： 更新当前时段的剩余集合充电负荷指导功率 0071 。
30、0072 并返回到步骤 (5-5) ； 0073 步骤 (6) ： 所述主控机的策略计算模块将步骤 (5) 最终确定的每辆电动汽车的充 放电功率分别发送给相应的充放电机客户端， 客户端按该最终确定的充放电功率控制充放 电机对电动汽车进行充电或放电， 实现有序充放电控制。 0074 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果 ： 0075 第一， 本发明首先根据电动汽车的充电需求信息以及电池信息计算控制中心管辖 范围内所有电动汽车集合充放电需求边界曲线 ； 然后控制中心根据电动汽车集合充放电需 求边界曲线、 电力系统负荷水平信息及分时或实时电价信息， 以充电成本最小化为目标， 满 足客户充电需求为。
31、约束条件， 计算管辖范围内所有电动汽车的集合指导充电功率 ； 最后， 控 制中心进而根据集合指导充电功率， 快速计算并控制所管辖范围内每台电动汽车的充电或 放电功率， 从而实现大规模电动汽车的有序充放电控制， 最大限度地降低电动汽车充放电 对电网运行的负面影响并降低充电成本 ； 0076 因此， 本发明的控制方法简单易行， 所有用户充电信息和电池信息的输入都通过 充放电机的客户端完成， 每个时间段控制中心与各个充电桩的协调只需要一次数据上传和 下达即可完成。并且， 本发明的计算简单、 快速， 控制中心通过先求解简单的线性规划模型 计算管辖范围内所有电动汽车的集合充电负荷指导功率， 再采用简易的。
32、启发式算法， 快速 说 明 书 CN 104269896 A 10 6/10 页 11 计算每辆电动汽车有序充放电控制策略， 以实现全局电动汽车有序充放电控制， 从而在满 足客户充电需求和充电负荷不过载的基础上， 充电成本最小化， 适用于大规模电动汽车的 有序充放电控制。 0077 第二， 本发明的充电控制方法在累积充电电量下界的模型建立中引入放电 阶段辅助变量和充电阶段辅助变量以此来建立电动汽车的集合充放电需求边 界曲线， 从而能有效考虑电动汽车作为分布式储能装置向电网馈电的特性， 并能在必要时 控制电动汽车向电网放电， 实现充电成本最小化， 并改善了电网系统的负荷峰谷差。 0078 综上所。
33、述， 本发明的控制方法依赖计算简单的优化模型， 计算效率高， 对控制中心 硬件环境要求低， 有效节约计算资源， 并且， 能够实现充电成本最小化、 改善电网系统的负 荷峰谷差。 附图说明 0079 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明 ： 0080 图 1 为本发明的控制方法的原理框图 ； 0081 图 2 为本发明的控制方法的程序流程框图。 具体实施方式 0082 如图1和图2所示， 本发明的适用于大规模电动汽车有序充放电的控制方法， 是基 于电动汽车有序充放电控制中心的主控机和该有序充放电控制中心管辖范围内的充放电 机实施的， 主控机加载有有序充放电策略计算模块 7， 以下简称。
34、策略计算模块， 充放电机加 载有充放电桩客户端程序 3， 以下简称为客户端， 具体包括以下步骤 ： 0083 步骤 (1) ： 初始化 0084 步骤 (1-1) ： 主控机的策略计算模块初始化 ： 0085 a) 通过有序充放电控制中心参数设置模块 8， 策略计算模块预置以下参数 ： 有序 充放电控制中心管辖范围内的充放电机数量 N、 每台充放电机 i 的最大充电功率和最大 放电功率其中， i 1， 2， 3， N， 表示充放电机的编号 ； 0086 b) 通过当日充电和放电负荷裕度及当日店家信息输入模块 6， 策略计算模块输入 当日充放电负荷裕度信息和当日电价信息， 其中， 当日充电负荷裕。
35、度信息 M(t) 和当日放电 负荷裕度信息 m(t)， 分别表示在第 t 个时间段电网允许有序充放电控制中心用来进行电动 汽车充电和放电的最大负荷功率， 单位均为 kW， 当日电价信息包括 ： 充电单位成本 c(t)， 表 示在第 t 个时间段内的充电单价， 单位为元 /kWh， 该类信息可以通过历史负荷数据， 所连接 配电变压器容量等信息确定， t 1， 2， 3， 96， 每一个时间段的长度均为 15min， 并且定 义每一个时间段的起始时刻为控制时间点 ； 0087 步骤 (1-2) ： 充放电机的客户端信息初始化 ： 0088 通过调用各台充放电机的客户充电需求信息输入模块 1 和车辆。
36、电池信息输 入模 块 2， 充放电机 i 的客户端输入用户充电需求信息， 包括 ： 充放电机 i 所接电动汽车的预期 停靠时间 i、 离开时期望的最低电池充电水平最高允许电池充电水平和最 低允许电池充电水平以及充放电机 i 所接电动汽车的电池容量 Bi和电池当前充电 说 明 书 CN 104269896 A 11 7/10 页 12 水平该电池容量 Bi和电池当前充电水平 可以通过访问电动汽车的电池管理 系统获得 ； 0089 步骤 (2) ： 在新的电动汽车接入充放电机 i 时， 充放电机 i 的客户端按步骤 (1-2) 进行信息初始化， 以更新用户充电需求信息， 并通过调用充放电机的充放电。
37、桩通信数据上 传模块 4 将该更新的用户充电需求信息发送给主控机的策略计算模块 ； 0090 主控机的策略计算模块通过调用有序充放电控制中心通信数据接收模块 5 接收 到有序充放电控制中心管辖范围内所有充放电机客户端发送的客户需求信息， 并且在任意 一台或以上充放电机客户端发送的用户充电需求信息发生变化的情况下， 或者， 在当前时 间到达控制时间点的情况下， 策略计算模块依据最新的用户充电需求信息启动有序充放电 控制策略计算， 即依次执行步骤 (3) 至步骤 (5) ； 0091 步骤 (3) ： 主控机的策略计算模块按下述步骤计算接入控制中心管辖范围内充放 电机的所有电动汽车的集合充放电需求。
38、边界曲线， 0092 步骤 (3-1) ： 根据当前时间 0与所有充放电机所接电动汽车各自的预期停靠时 间 i， 确定从当前时刻起每辆电动汽车剩余的停靠时间段数和从当前时刻起 的所有电动汽车剩余的停靠时间段数的最大值Jmaxmax(Ji)， 从而得到充电协调控制的时 间段数 J min(Jmax， 96)， 设定计算有序充放电策略的时间长度最长为一天，表示小于 x 的最大整数 ； 0093 步骤 (3-2) ： 按照如下公式计算接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时间段的 累计充电电量上界， 定义为该电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的累计充电电量 的上界， 则 ： 0094 0095。
39、 0096 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 0097 按照如下公式计算接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时间段的累计充电电 量下界， 定义为该电动汽车从现在时刻算起第 k 个时间段的累计充电电量的下界， 考虑到电动汽车作为分布式储能装置可以向电网馈电， 因此其累计充电电量的下界对应 的充电过程应包含两个阶段 ： 即刚接入充放电机时的放电阶段 ( 此时电动汽车的充电时 间充裕 ) 和即将离开之前的充电阶段 ( 此时电动汽车的充电时间即将结束 )， 因此为计 算的值， 从当前时刻起到未来的 J 个时间段， 在每个时间段引入放电阶段辅助变量 和充电阶段辅助变量。
40、分别用于表征电动汽车在充电过程两个阶段下的累计充 电电量变化情况， 则 ： 0098 0099 0100 说 明 书 CN 104269896 A 12 8/10 页 13 0101 0102 0103 其中 ： t 是一个控制时间段的时间长度， 取 15min ； 0104 步骤 (3-3) ： 按照如下述公式计算站内接入充放电机 i 的电动汽车在未来 J 个时 间段的充电功率上下界， 定义和分别为该电动汽车从当前时刻起第k个时间 段的充电功率下界和上界， 则 ： 0105 0106 0107 0108 步骤 (3-4) ： 按照如下公式计算接入控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽 车的集。
41、合充放电需求边界曲线， 包括集合累积充电电量上下界和集合充电功率上下界， 分 别用 Emax(k)、 Emin(k)、 Pmax(k)、 Pmin(k) 表示， 0109 0110 0111 0112 0113 其中， M(k) 和 m(k) 分别表示从当前时刻起第 k 个时间段控制中心的充电负荷裕 度和放电负荷裕度 ； 0114 步骤 (4) ： 依据步骤 (3) 计算得到的集合充放电需求边界曲线， 依次执行以下步骤 以计算接入控制中心管辖范围内充放电机的所有电动汽车的集合充电负荷指导曲线 ： 0115 步骤 (4-1) ： 构造所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线决策变量 Pref(k)。
42、， k 1， 2， .， J， 表示所有电动汽车从当前时刻起第 k 个时间段的总指导充电功率 ； 0116 步骤 (4-2) ： 按下式确定控制目标函数 ： 0117 0118 其中 c(k) 表示从当前时刻起第 k 个时间段的购电价格， 单位为元 /kWh ： 使得在 J 个时间段中所有电动汽车的充电总成本最小， 以此作为控制目标函数 ； 0119 步骤 (4-3) ： 要求在各时间段所有电动汽车的总指导充电功率不能超过其集合充 电功率上下界， 确定约束条件 ： 0120 Pmin(k) Pref(k) Pmax(k)， k 1， 2， .， J 0121 同时， 所有电动汽车的总充电指导功。
43、率随时间的积分值满足所有电动汽车集合累 积充电电量的上下界， 说 明 书 CN 104269896 A 13 9/10 页 14 0122 0123 其中表示所有电动汽车从第 1 个时间段到第 k 个时间段的集合充电 负荷指导功率所对应消耗的累积电量 ； 0124 步骤(4-4) ： 写在说明书 ： 上述步骤(4-1)至步骤(4-3)所建立的数学模型为线性 规划模型， 且该线性规划模型的计算规模与控制中心控制的电动汽车数量无关， 求解步骤 (4-1) 至步骤 (4-3) 建立的线性规划模型， 则可计算出接入控制中心管辖范围内充放电机 的所有电动汽车的集合充电负荷指导功率曲线 Pref(k) ；。
44、 0125 步骤(5) ： 依据步骤(4)计算得到的集合充电负荷指导功率曲线Pref(k)后， 依次执 行如下步骤， 计算接入控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的充电或放电功 率 ： 0126 步骤 (5-1) ： 根据接入控制中心管辖范围内充放电机的每辆电动汽车各自的当前 充电水平离开时期望的最低电池充电水平电池容量 Bi和所接充放电机 i 的 最大充电功率根据以下公式计算每辆电动汽车的充电灵活度 ： 0127 0128 其中 ： 0129 0130 Di表示 ： 接入充放电机 i 的电动汽车充电到离开时期望的最低充电水平所需要的 时间段数 ； 0131 步骤 (5-2) ： 根据。
45、电动汽车的充电灵活度， 计算接入充放电机 i 的电动汽车当前时 段所需充电的最小充电功率为 ： 0132 0133 步骤 (5-3) ： 为减少不必要放电对电动汽车动力电池寿命的不良影响， 给接入充 放电机 i 的电动汽车配置初始的充放电功率 ： 0134 pi max(0， oi) 0135 并且定义电动汽车所配置的初始充放电功率为未最终确定的充放电功率 ； 0136 步骤 (5-4) ： 给所有电动汽车配置初始的充电功率后， 按照如下公式计算当前时 段的剩余集合充电负荷指导功率 0137 0138 步骤 (5-5) ： 0139 若剩余集合充电负荷指导功率大于 0， 则将未最终确定充放电功。
46、率的电动 汽车按照充电灵活度从小到大进行排序， 选取充电灵活度最小的电动汽车， 将其充放电功 说 明 书 CN 104269896 A 14 10/10 页 15 率最终确定为 ： 0140 0141 并转跳至步骤 (5-6) ； 0142 若剩余集合充电负荷指导功率小于 0， 则将未最终确定充放电功率的电动 汽车按照充电灵活度从大到小进行排序， 选择充电灵活度最大的电动汽车， 将其充放电功 率调整为 ： 0143 0144 并转跳至步骤 (5-6) ； 0145 若剩余集合充电负荷指导功率等于 0， 则将所有未最终确定充放电功率设 定为最终确定的充放电功率， 并跳转至步骤 (6) ； 014。
47、6 步骤 (5-6) ： 更新当前时段的剩余集合充电负荷指导功率 0147 0148 并返回到步骤 (5-5) ； 0149 其中， 如本步骤 (5) 计算到的充放电功率为正数， 则表示电动汽车进行充电， 如本 步骤 (5) 计算到的充放电功率为负数， 则表示电动汽车进行放电 ； 0150 步骤 (6) ： 主控机的策略计算模块将步骤 (5) 最终确定的每辆电动汽车的充放电 功率通过有序充放电控制中心通信制冷下发模块 9 分别发送给相应的充放电机客户端， 客 户端通过充放电机的充放电桩通信指令接收模块 10 接收并按该 最终确定的充放电功率 通过充放电桩功率调节模块 11 控制充放电机对电动汽车进行充电或放电， 实现有序充放 电控制。 0151 本发明不局限与上述具体实施方式， 根据上述内容， 按照本领域的普通技术知识 和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下， 本发明还可以做出其它多种形式 的等效修改、 替换或变更， 均落在本发明的保护范围之中。 说 明 书 CN 104269896 A 15 1/2 页 16 图 1 说 明 书 附 图 CN 104269896 A 16 2/2 页 17 图 2 说 明 书 附 图 CN 104269896 A 17 。