有效
一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统
武光华、李宏胜、张欣、王兰涛、王国华、汪洋、高菲
国网河北省电力有限公司营销服务中心
摘要
一种电动汽车柔性充放电控制方法及系统,包括:基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;本发明通过对站内充电电池的柔性充放电控制,保障了电网安全稳定的运行。
1.一种电动汽车柔性充放电控制方法,其特征在于,包括:基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;所述基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令,包括:当充电站所在馈线各节点运行电压均大于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生成正常充电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生成压缩充电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令;所述基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略,包括:当生成正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;当生成压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;当生成平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;当生成紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略;所述馈线低电压综合指标按下式计算:式中,l deviation 为馈线低电压综合指标,l为馈线实际低电压指标,l max 为馈线低电压指标最大值。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略,包括:通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,所述柔性充电电流按下式计算:I charge =I N -l deviation (I N -I min )式中,I charge 为柔性充电电流,I N 为电池充电的标准充电电流,l deviation 为馈线低电压综合指标,I min 为最小持续充电电流。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略,包括:当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时,或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时,或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述当生成所述紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略,包括:当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述最大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中j为充电电池编号。
6.一种电动汽车柔性充放电控制系统,其特征在于,包括:管控指令生成模块,用于基于获取的充电站所在馈线各节点电压幅值,生成管控指令;柔性充放电控制策略确定模块,用于基于获取的电动汽车充电电池的充放电参数和运行状态结合所述管控指令,确定柔性充放电控制策略;柔性充放电控制模块,用于基于所述柔性充放电控制策略对站内电动汽车充电电池进行柔性充放电控制;所述管控指令生成模块,具体用于:当充电站所在馈线各节点运行电压均大于或等于充电站所在馈线额定电压的下限值且小于或等于充电站所在馈线额定电压的上限值时,生成正常充电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于压缩充电和平稳放电的边界阈值且小于充电站所在馈线额定电压的下限值时,生成压缩充电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值大于或等于平稳放电和紧急放电的边界阈值且小于压缩充电和平稳放电的边界阈值时,生成平稳放电的管控指令;当充电站所在馈线各节点中至少一个节点电压幅值小于平稳放电和紧急放电的边界阈值时,生成紧急放电的管控指令;所述柔性充放电控制策略确定模块,包括:正常充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成正常充电的管控指令时,维持各电动汽车电池管理系统自行的充电行为作为正常充电的柔性充放电控制策略;压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成压缩充电的管控指令时,通过计算得到的馈线低电压综合指标及获取的电池充电的标准充电电流、最小持续充电电流、最小持续充电持续时间和充电电池所处状态,确定压缩充电的柔性充放电控制策略;平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成平稳放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流和充电电池所处状态,确定平稳放电的柔性充放电控制策略;急放电的柔性充放电控制策略确定子模块,用于当生成紧急放电的管控指令时,通过获取的电池充电的标准放电电流、最大持续放电电流、最大持续放电电流的持续时间、最大长脉冲放电电流、最大长脉冲放电电流的持续时间、最大短脉冲放电电流、最大短脉冲放电电流的持续时间、放电截止电压、电池最高工作温度和充电电池所处状态,确定紧急放电的柔性充放电控制策略;所述馈线低电压综合指标按下式计算:式中,l deviation 为馈线低电压综合指标,l为馈线实际低电压指标,l max 为馈线低电压指标最大值。
7.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述压缩充电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:通过所述馈线低电压综合指标、电池充电的标准充电电流和最小持续充电电流计算得到柔性充电电流;当充电电池处于涓流充电状态时,维持所述涓流充电状态继续充电;当充电电池处于恒流充电状态或正在进入恒流充电状态时,以所述柔性充电电流的恒定电流持续充电直到充电时间达到所述最小持续充电持续时间后以所述电池充电的标准充电电流的恒定电流继续持续充电;当充电电池处于恒压充电状态时,维持所述恒压充电状态继续充电。
8.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;当充电电池处于恒流充电或恒压充电充电状态时,以电池充电的标准放电电流的恒定电流放电直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;j为充电电池编号。
9.根据权利要求6所述系统,其特征在于,所述平稳放电的柔性充放电控制策略确定子模块,具体用于:当充电电池处于涓流充电状态时,停止充电;当充电电池处于恒流充电或恒压充电状态时,以所述最大短脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大短脉冲放电电流的持续时间后以所述最大长脉冲放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大长脉冲放电电流的持续时间后以所述大持续放电电流持续放电,直到放电时间达到所述最大持续放电电流的持续时间后以所述标准放电电流持续放电,直到第j个充电电池的荷电状态小于第j个充电电池的荷电状态下限时或第j个充电电池电压小于第j个充电电池放电截止电压时或第j个充电电池运行温度大于第j个充电电池最高工作温度时停止放电;其中,j为充电电池编号。



