[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车充换电站的电动汽车充换电技术，尤其是一种经济效益优化的电动汽车充换电站充换电控制方法。

背景技术

近年来，国内外电动汽车技术发展日趋成熟。各国政府也相继出台激励政策推动电动汽车的普及。充换电站的出现带来了诸多新课题，其运营策略涉及到电网、充换电站运营商以及电动汽车用户等多方面的利益，受到研究者的关注。大多数充换电站目前可以通过动态响应电网分时电价自动调节控制电动汽车的充电操作，进而保证电动汽车的有序充电，显著提高电动汽车充换电站的经济效益。充换电站能够迅速实时采集电动汽车充电信息，并根据电网实时状态，兼顾客户的充电需求，对其进行有序充电控制。以此为基础，结合分站分区控制便能迅速而经济地实现区域电网的有序充电协调控制。另外，一些充换电站通过实时监测电池信息，并采用充电机的保护措施，有效保障锂电池的安全，延长了电池寿命，节省了更换电池所带来的花费。同时分析了不同换电需求下对应的储备电池数量。更好地发挥了换电站电池的储能作用。

综上可以看出，现有研究多是分别从充电或换电角度分析不同运营策略对充/换电站、用户或电网的影响。而充换电站内充电和换电业务存在一定的内在联系，如果相互补充，有利于提高充换电站的整体效益。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种经济效益优化的电动汽车充换电站充换电控制方法，该智能充换电控制方法在尽量满足客户需求的前提下，结合系统负荷状态（这里主要分析了充电车辆的到达时间、电池状态和预计停靠时间等信息），通过充电时段转移、汽车间能量交换以及富余换电电池的能量支援，有效减少了电动汽车在电价高峰时段的充电，实现了充换电资源的合理利用，达到了总体能源成本最小的目标。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种经济效益优化的电动汽车充换电站充换电控制方法，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换电行为；

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换电站。

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：