CN108001282A - 一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法 - Google Patents

一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法，充电装置包括电价方案管理模块、电价方案预测模块和充电行为监控模块；充电行为监控模块输出端连接电价方案预测模块的输入端，用以采集和分析充电桩的充电数据并输出至电价方案预测模块；电价方案预测模块用以分析充电数据并输出最佳电价方案至电价方案管理模块；电价方案管理模块用以根据最佳电价方案调整充电桩的电价。本发明装置及方法通过对充电站点利用率及负荷的监控，结合充电站点地理位置、运营成本及利润情况，针对不同充电站点制定差异化电价策略，利用充电电价引导用户实现有序充电行为，在保证电网安全稳定运行前提下实现充电利润最大化。

Description

一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法。
背景技术
近几年，国家政策大力支持新能源汽车的发展，随着电动汽车保有量越来越大，充电需求呈井喷式增长。排队充、占桩不充电、充电时间分布不均、充电站点利用率不均等问题日益突出。另一方面，随着大量高功率的充电桩接入电网，给目前已高负荷运转的配电网安全可靠运行也产生巨大的挑战。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提出一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置及方法，利用充电电价引导用户实现有序充电行为，提高充电站点利用率，有利于配电网安全可靠运行。
为了实现本发明目的，根据本发明第一方面，本发明实施方式提供一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，该充电装置包括电价方案管理模块、电价方案预测模块和充电行为监控模块；所述充电行为监控模块输出端连接所述电价方案预测模块的输入端，其用以采集充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；所述电价方案预测模块的输出端连接所述电价方案管理模块的输入端，用以分析所述充电数据并输出最佳电价方案至所述电价方案管理模块；所述电价方案管理模块用以根据所述最佳电价方案调整充电桩的电价。
在某些实施方式中，所述充电行为监控模块包括充电行为数据采集单元、充电行为数据处理单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元；所述充电行为数据处理单元分别与充电行为数据采集单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元相连。
在某些实施方式中，所述充电行为数据采集单元用以将采集得到充电数据形成报文；所述充电行为数据处理单元用以将所述报文解析成关系数据库的数据结构；所述充电行为数据存储单元用以将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中；所述充电行为数据输出单元用以根据应用需求对数据进行处理并输出。
在某些实施方式中，所述电价方案预测模块包括充电数据输入单元、充电数据分析单元、预测数据输出单元，所述充电数据分析单元分别与充电数据输入单元和预测数据输出单元相连。
在某些实施方式中，所述电价方案管理模块包括电价方案获取单元、电价方案下发单元和下发状态反馈单元；所述电价方案获取单元用于获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；所述电价方案下发单元用于将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；所述下发状态反馈单元用于反馈电价方案下发状态以及电价方案下发充电桩后的充电行为数据分析结果至电价方案管理者，该充电行为数据分析结果用以校验分析电价方案的可行性和辅助电价方案管理者决策。
与现有技术相比，本发明实施方式充电装置实时监控各充电站点的充电桩充电信息，并对充电信息进行分析得出电价方案，对电价进行差异化调整，通过差异化的充电电价引导用户实现有序充电行为，确保充电资源的合理利用，提高电网运行效益与可靠性。
为了实现本发明目的，基于同一发明构思，根据本发明第二方面，本发明实施方式提供基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其包括如上多个实施方式之一所述基于大数据实现电价动态调整的充电装置。
该充电方法包括如下步骤：
S1所述充电行为监控模块采集各站点充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；
S2所述电价方案预测模块接收到充电数据后，分析该充电数据并输出最佳电价方案信息至所述电价方案管理模块；
S3所述电价方案管理模块根据接收到的最佳电价方案信息，根据所述最佳电价方案信息调整各站点充电桩的电价。
在某些实施方式中，所述步骤S1包括：
S1.1充电行为数据采集单元采集充电桩的充电数据，并形成报文；
S1.2充电行为数据处理单元将报文解析成关系数据库的数据结构；
S1.3充电行为数据存储单元将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中
S1.4充电行为数据输出单元按照应用需求对数据进行处理并输出至电价方案预测模块。
在某些实施方式中，所述步骤S2包括：
S2.1充电数据分析单元基于云计算技术，对所输入的数据按照数据统计、数据挖掘、机器学习和智能算法进行分析，最终实现最优电价方案推荐预测；
S2.2预测数据输出单元将最优电价方案预测信息输出给电价方案管理模块，供电价方案管理者进行决策。
在某些实施方式中，所述步骤S3包括：
S3.1所述电价方案获取单元获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；
S3.2所述电价方案下发单元将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；
S3.3所述下发状态反馈单元反馈电价方案下发状态以及电价方案下发充电桩后的充电行为数据分析结果至电价方案管理者，该充电行为数据分析结果用以校验分析电价方案的可行性和辅助电价方案预测模块决策。
在某些实施方式中，所述步骤S3.3包括：所述下发状态反馈单元通过充电监控模块实时跟踪电价方案变化对站点充电负荷及充电利用率的影响。
与现有技术相比，本发明实施方式充电方法通过差异化的充电电价引导用户实现有序充电行为，所谓的差异化的充电电价是指在峰平谷基础电价不变的情况下，通过调整峰平谷时段的充电服务费来实现，从而确保充电资源的合理利用，提高电网运行效益与可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式充电装置功能模块示意图；
图2为本发明实施方式充电行为监控模块示意图；
图3为本发明实施方式电价方案预测模块示意图；
图4为本发明实施方式电价方案管理模块示意图；
图5为本发明实施方式某应用场景的电价动态调整过程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来进行说明。
图1为本发明实施方式一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，该充电装置包括电价方案管理模块、电价方案预测模块和充电行为监控模块；
下面详细介绍该充电装置各功能模块在本发明实施方式中的功能作用以及各部件的连接关系。
所述充电行为监控模块输出端连接所述电价方案预测模块的输入端，其用以采集充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；
所述电价方案预测模块的输出端连接所述电价方案管理模块的输入端，用以分析所述充电数据并输出最佳电价方案至所述电价方案管理模块；
所述电价方案管理模块用以根据所述最佳电价方案调整充电桩的电价。
图2为电价方案预测模块的框架示意，进一步地，如图2所示，充电行为监控模块包括充电行为数据采集单元、充电行为数据处理单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元；所述充电行为数据处理单元分别与充电行为数据采集单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元相连。
具体地，所述充电行为数据采集单元用以将采集得到充电数据形成报文；所述充电行为数据处理单元用以将所述报文解析成关系数据库的数据结构；所述充电行为数据存储单元用以将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中；所述充电行为数据输出单元用以根据应用需求对数据进行处理并输出。
具体地，所述充电行为监控模块定时采集各个充电桩的负荷及充电利用率，再按照站点聚类统计站点的负荷及充电利用率。基于海量的监控数据，通过大数据分析得出实体站点的充电负荷及充电利用率规律，按照区域分时段展示电动汽车充电全日的充电运营情况，辅助运营决策及用户充电行为习惯的分析，并为不断完善电价方案预测模型的准确度提供必要的数据基础。
图3为电价方案预测模块的框架示意，进一步地，如图3所示，电价方案预测模块包括充电数据输入单元、充电数据分析单元、预测数据输出单元，所述充电数据分析单元分别与充电数据输入单元和预测数据输出单元相连，该电价方案预测模块包含数据输入、数据分析、数据输出等三部分内容。
所述充电数据输入单元执行数据输入：输入内容至少包括充电监控数据、充电站容量、区域负荷信息、充电站点地理位置信息、充电桩电价方案信息等。
所述充电数据分析单元执行数据分析：基于云计算技术，对所输入的数据按照数据统计、数据挖掘、机器学***衡的基础上适当降低充电电价。按此规则，再结合充电站容量、区域负荷情况、充电桩电价方案信息、充电站点地理位置关系等信息进行大数据分析预测，为管理者推荐当前阶段内最优的电价方案。同时，电价方案的变更可通过移动应用及时通知充电用户，引导用户从利用率高的站点去往利用率低的站点进行充电，实现充电资源的合理利用，提高充电运营效益。
所述预测数据输出单元执行数据输出：将最优电价方案预测信息输出给电价方案管理模块，供电价方案管理者进行决策。
在某些实施方式中，如图4所示，所述电价方案管理模块包括电价方案获取单元、电价方案下发单元和下发状态反馈单元；所述电价方案获取单元用于获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；所述电价方案下发单元用于将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；所述下发状态反馈单元用于反馈电价方案下发状态，并通过充电监控模块实时跟踪电价方案变化对站点充电负荷及充电利用率的影响。该电价方案管理模块主要用于执行并下发电价方案到充电桩计费模块，实现充电电价统一管理。
与现有技术相比，本发明实施方式充电装置实时监控各充电站点的充电桩充电信息，并对充电信息进行分析得出电价方案，对电价进行差异化调整，通过差异化的充电电价引导用户实现有序充电行为，确保充电资源的合理利用，提高电网运行效益与可靠性。
为了实现本发明目的，基于同一发明构思，根据本发明第二方面，本发明实施方式提供基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其包括如上多个实施方式之一所述基于大数据实现电价动态调整的充电装置。
该充电方法包括如下步骤：
S1所述充电行为监控模块采集各站点充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；
S2所述电价方案预测模块接收到充电数据后，分析该充电数据并输出最佳电价方案信息至所述电价方案管理模块；
S3所述电价方案管理模块根据接收到的最佳电价方案信息，根据所述最佳电价方案信息调整各站点充电桩的电价。
在某些实施方式中，所述步骤S1包括：
S1.1充电行为数据采集单元采集充电桩的充电数据，并形成报文；
S1.2充电行为数据处理单元将报文解析成关系数据库的数据结构；
S1.3充电行为数据存储单元将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中
S1.4充电行为数据输出单元按照应用需求对数据进行处理并输出至电价方案预测模块。
在某些实施方式中，所述步骤S2包括：
S2.1充电数据分析单元基于云计算技术，对所输入的数据按照数据统计、数据挖掘、机器学***衡的基础上适当降低充电电价。按此规则，再结合充电站容量、区域负荷情况、充电桩电价方案信息、充电站点地理位置关系等信息进行大数据分析预测，为管理者推荐当前阶段内最优的电价方案。
S2.2预测数据输出单元将最优电价方案预测信息输出给电价方案管理模块，供电价方案管理者进行决策。
在某些实施方式中，所述步骤S3包括：
S3.1所述电价方案获取单元获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；
S3.2所述电价方案下发单元将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；
S3.3所述下发状态反馈单元反馈电价方案下发状态以及电价方案下发充电桩后的充电行为数据分析结果至电价方案管理者，该充电行为数据分析结果用以校验分析电价方案的可行性和辅助电价方案预测模块决策。
在某些实施方式中，所述步骤S3.3包括：所述下发状态反馈单元通过充电监控模块实时跟踪电价方案变化对站点充电负荷及充电利用率的影响。
下面列举一应用实施例对本发明实施方式方法进行详细介绍。
具体场景如下:同个区域有三个实体充电站，在每天的某个时段，一个位于中心充电站的利用率为90%，两个距离中心充电站5公里范围内的充电站利用率分别为50%和40%。假如所有充电站的电价信息相同，按照调整充电服务费方式来实现充电电价的调整，若每调高或降低0.05元/度，充电站利用率就降低或升高5%。针对充电利用率高的站点，调高充电服务费以降低充电利用率；针对充电利用率低的站点，调低充电服务费以提高充电利用率。通过充电电价的高低变化可以有效引导用户从充电利用率高的站点向充电利用率低的站点进行充电，并应用电价方案预测模型，获得最优的区域电价方案策略，实现区域利润最大化。
本发明实施方式方法针对实体充电站点，通过监控站点充电负荷及利用率，结合站点容量、位置信息、电价信息进行综合分析获得区域内最优的电价方案策略，并推荐给用户进行参考及决策。
与现有技术相比，本发明实施方式充电方法通过差异化的充电电价引导用户实现有序充电行为，所谓的差异化的充电电价是指在峰平谷基础电价不变的情况下，通过调整峰平谷时段的充电服务费来实现，从而确保充电资源的合理利用，提高电网运行效益与可靠性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，其特征在于，该充电装置包括电价方案管理模块、电价方案预测模块和充电行为监控模块；
所述充电行为监控模块输出端连接所述电价方案预测模块的输入端，其用以采集充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；
所述电价方案预测模块的输出端连接所述电价方案管理模块的输入端，用以分析所述充电数据并输出最佳电价方案至所述电价方案管理模块；
所述电价方案管理模块用以根据所述最佳电价方案调整充电桩的电价。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，其特征在于，所述充电行为监控模块包括充电行为数据采集单元、充电行为数据处理单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元；
所述充电行为数据处理单元分别与充电行为数据采集单元、充电行为数据存储单元和充电行为数据输出单元相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，其特征在于，所述充电行为数据采集单元用以将采集得到充电数据形成报文；所述充电行为数据处理单元用以将所述报文解析成关系数据库的数据结构；所述充电行为数据存储单元用以将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中；所述充电行为数据输出单元用以根据应用需求对数据进行处理并输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，其特征在于，所述电价方案预测模块包括充电数据输入单元、充电数据分析单元、预测数据输出单元，所述充电数据分析单元分别与充电数据输入单元和预测数据输出单元相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电装置，其特征在于，所述电价方案管理模块包括电价方案获取单元、电价方案下发单元和下发状态反馈单元；
所述电价方案获取单元用于获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；
所述电价方案下发单元用于将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；
所述下发状态反馈单元至少用于反馈电价方案下发状态以及电价方案下发充电桩后的充电行为数据分析结果至电价方案管理者，该充电行为数据分析结果用以校验分析电价方案的可行性和辅助电价方案预测模块决策。
6.一种基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其包括权利要求1-5任一项所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1所述充电行为监控模块输采集各站点充电桩的充电数据，并对所述充电数据分析后输出至所述电价方案预测模块；
S2所述电价方案预测模块接收到充电数据后，分析该充电数据并输出最佳电价方案信息至所述电价方案管理模块；
S3所述电价方案管理模块根据接收到的最佳电价方案信息，根据所述最佳电价方案信息调整各站点充电桩的电价。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S1.1充电行为数据采集单元采集充电桩的充电数据，并形成报文；
S1.2充电行为数据处理单元将报文解析成关系数据库的数据结构；
S1.3充电行为数据存储单元将已解析的充电行为数据存储到关系数据库中
S1.4充电行为数据输出单元按照应用需求对数据进行处理并输出至电价方案预测模块。
8.根据权利要求6所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S2.1充电数据分析单元基于云计算技术，对所输入的数据按照数据统计、数据挖掘、机器学习、智能算法进行分析，最终实现最优电价方案推荐预测；
S2.2预测数据输出单元将最优电价方案预测信息输出给电价方案管理模块，供电价方案管理者进行决策。
9.根据权利要求6所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S3.1所述电价方案获取单元获取电价方案预测模块预测的电价方案信息；
S3.2所述电价方案下发单元将电价方案信息下发到充电桩计费单元模块；
S3.3所述下发状态反馈单元反馈电价方案下发状态以及电价方案下发充电桩后的充电行为数据分析结果至电价方案管理者，该充电行为数据分析结果用以校验分析电价方案的可行性和辅助电价方案预测模块决策。
10.根据权利要求9所述的一种基于大数据实现电价动态调整的充电方法，其特征在于，所述步骤S3.3包括：所述下发状态反馈单元通过充电监控模块实时跟踪电价方案变化对站点充电负荷及充电利用率的影响。
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