[发明专利]一种基于粒子群优化算法的电动汽车V2G控制系统

说明书

本发明涉及一种基于粒子群优化算法的电动汽车V2G控制系统，包括电价设定模块、电池温度损耗计算模块、电池寿命损耗计算模块、充电过程损耗计算模块和控制策略计算模块，电价设定模块分别连接电池温度损耗计算模块、充电过程损耗计算模块和控制策略计算模块，电池温度损耗计算模块、电池寿命损耗计算模块和充电过程损耗计算模块均与控制策略计算模块相连接。利用粒子群优化算法综合考量电动汽车充放电功率以及允许的相应充放电时间段等约束条件得到最优的电动汽车V2G控制策略，在实现电池全生命周期的经济效益最大化同时能够更好的保证电池在执行充电过程中的安全性，使用户在使用电动汽车的全生命周期中能够得到最佳体验。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种基于粒子群优化算法的电动汽车V2G控制系统。

背景技术

世界能源短缺问题日益严重，环境问题日益紧迫，电动汽车作为一种新兴的低碳、无污染的交通工具，在缓解能源危机、促进人类与自然环境和谐友好发展等方面具有传统燃油汽车无法比拟的优势，目前已经成为世界各国政府、汽车制造商以及能源企业关注的焦点，中国更是将电动汽车列入战略性新兴产业的高度。V2G(vehicle to grid)指电动汽车和电网之间的互动技术，一般通过充电站和充电桩来实现。电动汽车可以通过V2G技术来为电网提供辅助服务，比如调峰、调频等，还可以提高电网对间歇性新能源发电的消纳能力，V2G技术在近些年受到了广泛关注和深入研究。

目前现有的V2G电动汽车的充放电控制系统有多种方案：一种是以电网总负荷波动最小为目标，尽可能减小负荷曲线峰谷值、平抑负荷波动，从而达到削峰填谷的目的；另一种以最大化用户参与V2G服务所得到的经济效益为目标，通过收入调动用户参与V2G服务的积极性。但无论哪一种现有控制系统，都只着重考虑了电网的分时电价、电动汽车电池的容量及允许功率，而并未考虑电池在充放电过程中本身的寿命衰减及充放电过程中电池温度保持的影响。研究表明，电池温度过低，电池释放的功率和容量会显著降低，大功率充电及过充造成的析锂会导致电池容量不可逆衰减，可能引发电池内短路并埋下安全隐患；而电池温度过高，会加速电池老化，增加电池的损耗代价。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种基于粒子群优化算法的电动汽车V2G控制系统，针对用户在V2G充电过程中所获收益最大化为控制目标，通过应用粒子群优化算法综合考量电动汽车比如实际充放电功率、SOC、最大容量、电池温度、分时电价等约束条件，得到最优的电动汽车V2G充放电控制策略。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种基于粒子群优化算法的电动汽车V2G控制系统，其特征在于，包括电价设定模块、电池温度损耗计算模块、电池寿命损耗计算模块、充电过程损耗计算模块和控制策略计算模块，所述电价设定模块分别连接电池温度损耗计算模块、充电过程损耗计算模块和控制策略计算模块，所述电池温度损耗计算模块、电池寿命损耗计算模块和充电过程损耗计算模块均与控制策略计算模块相连接；

所述电价设定模块确定峰谷平时间段以及相应电价并将各所述时间段以及相应电价传送至电池温度损耗计算模块、充电过程损耗计算模块和控制策略计算模块；

所述电池温度损耗计算模块包括电池温度传感器，所述电池温度传感器实时监测电池温度信息，所述电池温度损耗计算模块依据电池温度信息通过电池加热模型计算得到电池加热所需最小能量并依据电价设定模块传送的谷时电价计算得出电池温度损耗成本；

所述电池寿命损耗计算模块依据标准循环工况下电池的充放电循环次数和电池的初始价格费用计算电池在额定情况下每次循环损耗的费用；通过电池的老化机理结合老化经验模型，计算得出电池寿命损耗成本；

所述充电过程损耗计算模块根据充电过程中处于唤醒状态的电池所需电量以及接收到的电价计算充电过程损耗成本；