[发明专利]配变负荷管理与电动汽车充电过程联动控制方法

说明书

 

技术领域    

本发明涉及一种配变负荷管理与电动汽车充电过程的联动控制方法，属电动汽车充放电技术领域。

背景技术    

大量电动汽车的无序充电行为会给系统带来显著的负面影响,甚至可能影响电力系统的安全与可靠运行。若数以百万计的电动汽车车主下班回家后立即(差不多同时)开始充电肯定会影响局部或者更大范围内电力系统的安全运行。对于输电网络和特定的配电线路而言，虽然整个区域可能有足够的发电容量，该区域内的输电线路或不同地区的配电线路裕度却可能不够大，无法承载大量的电动汽车负载。大部分的住宅馈电线路容量裕度有限，如果电动汽车的负荷水平较高且从傍晚开始持续充电2-6小时，就可能导致现有的住宅馈电线路负荷越限。此外，如果供给当地变电站的输电线路的输电裕度不随着电动汽车负荷水平相应增长，则供给当地变电站的输电线路也同样可能出现负荷越限情况。对配电系统而言，不同的家庭用户用电习惯的差异性将降低电动汽车接入对系统的负面影响。虽然对单个家庭而言，将所有电器的负荷简单叠加，其高峰负荷可能超过10千瓦；但在绝大部分情况下，不会出现所有的电器同时运行的情况，因此从整个配电系统的角度看，大量用户用电习惯的不同会降低峰荷水平。然而，若在其它电器正常使用的情况下大量接入电动汽车，由于电动汽车充电持续时间较长，且可能存在大部分家庭的电动汽车在同一时间处于充电状态的情况，整个配电系统的峰荷仍可能超出预想水平。这样，如果不适当控制充电负荷,则可能引起一些时段负荷的明显上升,在夜负荷高峰时期这会产生更加不利的影响，如需要增加电力网络容量,以及为满足高峰负荷需求而新增发电容量，导致系统投资成本和运行成本增加；此外，也会引起电压控制、电能质量(谐波与次谐波)、供需平衡、继电保护等方面的问题。为此，有必要对配变负荷管理与电动汽车充电过程联动控制方法进行研究。

发明内容    

本发明的目的是提供一种配变负荷管理与电动汽车充电过程的联动控制方法，在不增加投资的基础上，通过获取现有的电动汽车交流充电桩的充电信息和家电的用电信息，根据配变负荷情况，自适应选择最优的充电和用电策略，在保证配变可靠运行的基础上，实现电动汽车和用户的有序用电和需求侧管理。

本发明通过以下技术方案予以实现，该技术方案的步骤是：

1、建立配变与电动汽车及家庭用户的关联模型，为配变负荷管理与电动汽车充电过程联动控制提供模型库；实时掌握配变与电动汽车及家庭用户的关联关系。

通过设计图纸及现场试验获得的数据，得到配变与电动汽车及家庭用户的关联关系，据此建立配变与电动汽车及家庭用户的关联模型，为配变负荷管理与电动汽车充电过程联动控制提供模型库。

2、构建电动汽车及家庭用户用电数据监测平台，为实现最优的充电和用电策略提供基础数据；

对电动汽车充电信息和智能家居的用电信息进行采集，在配电变压器测控装置实现电动汽车及家庭用户用电监测数据的上传，为实现最优的充电和用电策略提供基础数据。

3、基于配变负荷的电动汽车充电优化，防止配变过载。

考虑配变负荷约束、用户基本用能需求等约束条件，建立各变量在电动汽车充电优化过程中的数学关系；在整个充电过程中动态跟踪配变可接受的负荷水平，即充电机根据配变的负荷状态确定充电参数，使充电电流始终保持在配变可接受的负荷电流曲线附近，从而防止配变过载。

4、基于需求侧管理的协调控制方法

配电变压器测控装置通过获取现有的电动汽车交流充电桩的充电信息和家电的用电信息，根据配变负荷情况，自适应选择最优的充电和用电策略，在保证配变可靠运行的基础上，实现电动汽车和用户的有序用电和需求侧管理。

由于家庭的某些用电有其特定使用的时段和使用的必要性，适当的转移高峰负荷使用非必要的设备，兼顾用电的必要性和使用者的便利性及舒适度，以不影响正常的生活作息最低的情况下实现负荷和电费管理为主要设计目标，智能交互终端整合所有智能家电控制器，依据设定的负荷及电费目标，以最优化方式进行整合控制，使得一方面将电费目标值误差减至最低，另一方面将负荷减至最低，实现智能家居整体负载协调或最优化运行。

本发明在不增加硬件投资，充分利用现有配电变压器测控装置及智能交互终端，利用软件实现配变负荷管理与电动汽车充电过程联动控制等功能。