[发明专利]一种经济效益优化的电动汽车充换电站充换电控制方法

权利要求书

1.一种经济效益优化的电动汽车充换电站充换电控制方法，其特征是，包括：

1)首先通过用户操作界面装置将电动汽车自身信息输入客户端；这些信息涵盖车辆到达时间、电池初始电量、预计停靠时间，随后通过数据发送和接收装置传递给控制系统；

2)控制系统将这些信息交给信号分析装置，信号分析装置将这些信息分类并做出相应优化决策；

3）汇总得到的各种分析结果最终传送给充电控制装置，充电控制装置最后负责具体的充电行为；

4）控制系统经过以上的分析和决策后最后在车辆离开前由检测装置检测车辆是否充满，如果没充满就记录下车辆未充满的电量，为具体分析打下基础；车辆经过以上一系列充电过程最终充好并离开充电站。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤2）中的优化决策包括：

A.目标函数：

（2）

目标函数包括6部分，每部分解释如下：

式中，N表示一天中所有充电的车辆数，t表示时段，一天划分为24个时段；

第1项表示汽车离开时未充满所对应的惩罚，μ为惩罚系数，为车辆k欠缺的能量，该项反映了充换电站的服务质量；

第2项为充换电站的充电花费，是向电网购电电价与购电电量的乘积，其中i表示电网进行充电的车辆，n为第t个时段内进行电网充电的车辆数；

第3项为车辆间能量交换管理对应的费用，s_o表示单位交换电能即1kWh对应的额外操作费用，表示能量交换管理过程所对应的能量，其中j为参与能量交换过程的车辆，n′为第t个时段内参与能量交换的车辆数；

第4项为换电电池充电花费，电池更换或支援充电后要重新充满，这时购电电价与消耗的电池容量的乘积构成此部分的花费；

第5项为换电时的操作花费，每更换单位电池容量对应的花费s_o′乘以更换的电池容量

B.充、放电功率限制：

nP‾T≤Σi=1nPG2Vt,i+Σj=1n′PV2V+t,j]]>

nP‾T≥Σi=1nPG2Vt,i+Σj=1n′PV2V+t,j]]>

nP‾V≤Σj=1n′PV2V-t,j≤nP‾tV---(3)]]>

T+V≤1

其中和分别为汽车充放电的功率上下限；变量T、V为开关变量，其中T表示汽车充电状态，1：充电，0：未充电，V表示汽车放电状态，1：放电，0：未充电；为购电电量，和分别表示供给方提供的电能和接受方获得的电能；n为第t个时段内进行电网充电的车辆数,n′为第t个时段内参与能量交换的车辆数；

C.换电电池能量平衡：

Σt=124Pbt=Σt=124(Pbst+Σm=1n′′PB2Vt,m)---(4)]]>

换电电池的总耗能为更换电池的总能量与换电电池支援充电过程的电量之和，其中m为参与能量支援过程的车辆，n′′为第t个时段内参与能量支援过程的车辆数；为消耗的电池容量，为更换的电池容量；

D.初始电量平衡：

SOCt+1,k=SOCt,k+PG2Vt,i+PV2V+t,j]]>

+PB2Vt,m-PV2V-t,j---(5)]]>

SOC_t+1,k、SOC_t,k分别表示t+1时段和t时段汽车的初始电量，为购电电量，和分别表示供给方提供的电能和接受方获得的电能，为换电电池支援充电过程的电量；

此约束反映了两个连续时段的汽车初始电量平衡关系；

E.电池寿命保护限制

αSOC0(n+n′+n′′)cU≤Σk=1nSOCt,k---(6)]]>

其中，为供给方允许的放电起始电量比率，c为电动汽车电池容量，U为允许汽车放电指数，n为第t个时段内进行电网充电的车辆数,n′为第t个时段内参与能量交换的车辆数；n′′为第t个时段内参与能量支援过程的车辆数；当初始电量比率高于时，U设为1，否则为0。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤2）中的信息分类和步骤3）中的充电行为包括：

a）信号分析装置分析车辆的电池初始电量信息，这里有两种可能性，即车辆初始电量为零和车辆电池还有剩余电量；

b）判断车辆预计停靠时间段是否包含谷电价时段T_L1；

c）：判断车辆初始电量比率是否大于允许值，这关系到车辆能否作为供给方进行能量交换管理过程；

d）：根据前两步的判断进行能量交换管理，如步骤b)、c)中判断结果都为“是”，则优先作为供给方进行能量交换管理，记录下此过程交换的能量

如步骤b)判断结果为“是”，步骤c)判断结果为“否”，则优先进行能量转移管理,记录下转移前后的时段对应的能量变化；

如步骤b)判断结果为“否”，则优先作为能量接受方进行能量交换管理；

e）：对于步骤d)中车辆作为能量接受方进行能量交换管理时，判断供给方提供的能量是否充足，如果不充足，再进行能量支援管理，记录下此过程支援的能量P_B2Vt,i；

f）：经过步骤d)、e)的能量管理后，检测车辆是否充满，如果没充满则记录下欠缺的能量；

g）：经过以上流程后，绘制出第t个时段内车辆累加后的负荷曲线并结合分时电价做相关分析计算。