CN117239769A - 一种充电站电网调压建模***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气调压技术领域，具体涉及一种充电站电网调压建模***及方法，通过储能信息采集模块统计充电站现有的储能单元的情况，一般来说充电站拥有多个储能单元并行供电，通过电网信息获取模块得到电网信息，数据处理模块对采集到的数据进行清洗以便于后续使用，通过充电模型根据历史数据建立充电端的充电模型，以对未来的充电情况进行预测，通过调压模型生成模块基于充电模型的情况来对供电情况进行调整，具体是根据剩余电量是否支撑当天后续充电，以及基于电价的是否必要采用电网进行充电，从而通过调压控制模块调整储能单元和电网的供电电压，使得以尽量低的用电成本进行充电，提高充电站的运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及电气调压技术领域，尤其涉及一种充电站电网调压建模***及方法。
背景技术
电动汽车的普及是解决能源和环境危机的重要手段，甚至被认为是未来交通的唯一长远解决方案。电动汽车充电负荷建模涉及动力电池的充电特性、用户的用车行为、充电方式、充电机结构等多种因素。
现有的电动汽车一般是在公共充电站进行充电，公共充电站一般配置有几十上百个充电桩以分别对不同的电动车进行供电。而公共充电站的电源主要是来自于自备的蓄电池和电网，但是不能一次性取用过多电网电能，这样容易损坏电网设备。
现有的充电站无法根据充电设备的运行情况而对供电电压进行调节，从而降低了能量的使用效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电站电网调压建模***及方法，旨在可以在保障不引起供电压力的情况下，以尽量低的用电成本进行充电，以提高充电站的运行效率。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种充电站电网调压建模***，包括储能信息采集模块、电网信息获取模块、动态采集模块、数据处理模块、充电模型生成模块、调压模型生成模块和调压控制模块；所述储能信息采集模块、所述电网信息获取模块、所述动态采集模块、所述数据处理模块、所述充电模型生成模块、所述调压模型生成模块和所述调压控制模块依次连接；
所述储能信息采集模块，用于采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；
所述电网信息获取模块，用于获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；
所述动态采集模块：用于采集充电站电网的充电数据；
所述数据处理模块，用于对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储；
所述充电模型生成模块，用于基于充电数据生成充电模型；
所述调压模型生成模块，用于基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；
所述调压控制模块，用于根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
其中，所述充电站电网调压建模***还包括模型验证模块，所述模型验证模块，用于基于历史数据对调压模型的稳定性进行验证。
其中，所述储能信息采集模块包括编号单元、第一采集单元和映射单元，所述编号单元、所述第一采集单元和所述映射单元依次连接；
所述编号单元，用于对储能单元进行编号；
所述第一采集单元，用于采集各个储能单元的储能信息；
所述映射单元，用于将编号的储能信息进行对应。
其中，所述电网信息获取模块包括电价获取单元和电网负荷获取单元，所述电价获取单元，用于基于工作时间和电价表获取实时电价参数；
所述电网负荷获取单元，用于获取电网运行负荷率数据。
其中，所述充电数据包括电压、电流和功率。
其中，所述数据处理模块包括读取单元、清理单元和存储单元，所述读取单元、所述清理单元和所述存储单元依次连接，
所述读取单元，用于读取储能信息、电网信息和充电数据，得到用电数据；
所述清理单元，用于对所述用电数据中的无效数据进行清洗；
所述存储单元，用于对清洗后的用电数据进行存储。
其中，所述充电模型生成模块包括数据获取单元、第一计算单元、功率特征计算单元和修正单元，所述数据获取单元、所述第一计算单元、所述功率特征计算单元和所述修正单元依次连接；
所述数据获取单元，用于获取历史充电数据；
所述第一计算单元，用于基于历史充电数据计算中位数充电数据；
所述功率特征计算单元，用于基于历史充电数据计算功率特征；
所述修正单元，用于基于中位数充电数据对功率特征进行修正，生成充电模型。
其中，所述基于历史充电数据计算中位数充电数据的具体步骤包括：基于正态分布去除历史充电数据中的两端极值，得到第一数据；基于第一数据计算得到中位数充电数据。
第二方面，本发明还提供一种充电站电网调压建模方法，包括：采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；
获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；
采集充电站电网的充电数据；
对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储;
基于充电数据生成充电模型;
基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；
根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
本发明的一种充电站电网调压建模***及方法，通过所述储能信息采集模块可以统计充电站现有的储能单元的情况，一般来说充电站拥有多个储能单元可以并行供电，从而可以得到剩余电量和用电时用电功率相关的情况，然后通过所述电网信息获取模块可以得到电网信息，由于充电站的用电功率一般较大，如果和周围用电主体同时用电则会造成极大的供电压力，因此需要得到电网信息的当前负荷率，以及当前的电价以便于根据情况采用电网充电或者供电，所述数据处理模块可以对采集到的数据进行清洗以便于后续使用，然后通过所述充电模型可以根据历史数据建立充电端的充电模型，以对未来的充电情况进行预测，然后通过所述调压模型生成模块可以基于充电模型的情况来对供电情况进行调整，具体是根据剩余电量是否可以支撑当天后续充电，以及基于电价的是否必要采用电网进行充电，从而可以通过所述调压控制模块调整储能单元和电网的供电电压，使得在保障不引起供电压力的情况下，以尽量低的用电成本进行充电，以提高充电站的运行效率。
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是本发明的第一实施例的一种充电站电网调压建模***的结构图。
图2是本发明的第二实施例的储能信息采集模块的结构图。
图3是本发明的第二实施例的电网信息获取模块的结构图。
图4是本发明的第二实施例的数据处理模块的结构图。
图5是本发明的第二实施例的充电模型生成模块的结构图。
图6是本发明的第三实施例的一种充电站电网调压建模方法的流程图。
储能信息采集模块101、电网信息获取模块102、动态采集模块103、数据处理模块104、充电模型生成模块105、调压模型生成模块106、调压控制模块107、模型验证模块108、编号单元201、第一采集单元202、映射单元203、电价获取单元204、电网负荷获取单元205、读取单元206、清理单元207、存储单元208、数据获取单元209、第一计算单元210、功率特征计算单元211、修正单元212。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
第一实施例
请参阅图1，图1是本发明的第一实施例的一种充电站电网调压建模***的结构图。
本发明提供一种充电站电网调压建模***，包括储能信息采集模块101、电网信息获取模块102、动态采集模块103、数据处理模块104、充电模型生成模块105、调压模型生成模块106和调压控制模块107；所述储能信息采集模块101、所述电网信息获取模块102、所述动态采集模块103、所述数据处理模块104、所述充电模型生成模块105、所述调压模型生成模块106和所述调压控制模块107依次连接；所述储能信息采集模块101，用于采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；所述电网信息获取模块102，用于获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；所述动态采集模块103：用于采集充电站电网的充电数据；所述数据处理模块104，用于对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储，所述充电模型生成模块105，用于基于充电数据生成充电模型；所述调压模型生成模块106，用于基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；所述调压控制模块107，用于根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
所述充电站电网调压建模***还包括模型验证模块108，所述模型验证模块108，用于基于历史数据对调压模型的稳定性进行验证。
在本实施方式中，通过所述储能信息采集模块101可以统计充电站现有的储能单元的情况，一般来说充电站拥有多个储能单元可以并行供电，从而可以得到剩余电量和用电时用电功率相关的情况，然后通过所述电网信息获取模块102可以得到电网信息，由于充电站的用电功率一般较大，如果和周围用电主体同时用电则会造成极大的供电压力，因此需要得到电网信息的当前负荷率，以及当前的电价以便于根据情况采用电网充电或者供电，所述数据处理模块104可以对采集到的数据进行清洗以便于后续使用，然后通过所述充电模型可以根据历史数据建立充电端的充电模型，以对未来的充电情况进行预测，然后通过所述调压模型生成模块106可以基于充电模型的情况来对供电情况进行调整，具体是根据剩余电量是否可以支撑当天后续充电，以及基于电价的是否必要采用电网进行充电，从而可以通过所述调压控制模块107调整储能单元和电网的供电电压，使得在保障不引起供电压力的情况下，以尽量低的用电成本进行充电，以提高充电站的运行效率。
第二实施例
请参阅图2~图5，图2是本发明的第二实施例的储能信息采集模块的结构图。图3是本发明的第二实施例的电网信息获取模块的结构图。图4是本发明的第二实施例的数据处理模块的结构图。图5是本发明的第二实施例的充电模型生成模块的结构图。在第一实施例的基础上，本发明还提供一种充电站电网调压建模***，所述储能信息采集模块101包括编号单元201、第一采集单元202和映射单元203，所述编号单元201、所述第一采集单元202和所述映射单元203依次连接；所述编号单元201，用于对储能单元进行编号；所述第一采集单元202，用于采集各个储能单元的储能信息；所述映射单元203，用于将编号的储能信息进行对应。通过上述方式可以方便地对每个储能单元的数据进行有序存储，便于后续进行控制。
在本实施方式中，所述电网信息获取模块102包括电价获取单元204和电网负荷获取单元205，所述电价获取单元204，用于基于工作时间和电价表获取实时电价参数；所述电网负荷获取单元205，用于获取电网运行负荷率数据。其中电价表可以根据官方公布的电价进行计算，然后电网运行负荷率可以根据区域用电情况进行估算，在缺少数据的情况下，也可以采用一个较小的定值。
所述充电数据包括电压、电流和功率。
其中，所述数据处理模块104包括读取单元206、清理单元207和存储单元208，所述读取单元206、所述清理单元207和所述存储单元208依次连接，所述读取单元206，用于读取储能信息、电网信息和充电数据，得到用电数据；所述清理单元207，用于对所述用电数据中的无效数据进行清洗；所述存储单元208，用于对清洗后的用电数据进行存储。通过上述方式可以方便地对数据进行处理和存储，使得使用更加方便。
所述充电模型生成模块包括数据获取单元209、第一计算单元210、功率特征计算单元211和修正单元212，所述数据获取单元209、所述第一计算单元210、所述功率特征计算单元211和所述修正单元212依次连接；所述数据获取单元209，用于获取历史充电数据；所述第一计算单元210，用于基于历史充电数据计算中位数充电数据；所述功率特征计算单元211，用于基于历史充电数据计算功率特征；所述修正单元212，用于基于中位数充电数据对功率特征进行修正，生成充电模型。
所述基于历史充电数据计算中位数充电数据的具体步骤包括：基于正态分布去除历史充电数据中的两端极值，得到第一数据；基于第一数据计算得到中位数充电数据。采用正态分布理论对数据中出现频率较小的值进行处理，然后可以得到第一数据，之后通过计算中位数数据以代表当天的总体用电量。
所述基于历史充电数据计算功率特征的具体步骤包括：获取每周同一天的充电数据；对同一天的充电数据进行拟合，得到拟合曲线；对拟合曲线进行采样，得到功率特征。其中功率特征通过对拟合曲线采样得到，从而可以预测未来对应日子的用电功率。
所述基于中位数充电数据对功率特征进行修正，生成充电模型的具体步骤包括：对功率特征进行积分，得到预测充电数据；获取预测充电数据和中位数充电数据的比值；基于比值对功率特征进行修正。通过上述方式可以采用总电量数据对功率特征进行修正，从而可以进一步提高准确性。
所述基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型的步骤包括：若剩余电量不满足充电模型需要，则接入电网供电；每间隔预设时间基于充电模型、剩余电量和电网负荷率预测电网负荷；若电网负荷在某一时刻会超过电网给定负荷，则降低储能单元的供电电压，在当前时刻控制电网同时给储能单元和负载供电，若不超过，则提高储能电源的供电电压，断开电网供电。通过上述方式可以更好地协调本地储能单元供电和采用电网供电的关系，从而可以保证***运行正常的情况下尽量减少用电费用。
第三实施例
请参阅图6，图6是本发明的第三实施例的一种充电站电网调压建模方法的流程图。在第一实施例的基础上，本发明还提供一种充电站电网调压建模方法，包括：
S101采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；
S102获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；
S103采集充电站电网的充电数据；
S104对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储；
S105基于充电数据生成充电模型；
S106基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；
S107根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
通过上述方法可以使得在保障不引起供电压力的情况下，以尽量低的用电成本进行充电，以提高充电站的运行效率。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
包括储能信息采集模块、电网信息获取模块、动态采集模块、数据处理模块、充电模型生成模块、调压模型生成模块和调压控制模块；所述储能信息采集模块、所述电网信息获取模块、所述动态采集模块、所述数据处理模块、所述充电模型生成模块、所述调压模型生成模块和所述调压控制模块依次连接；
所述储能信息采集模块，用于采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；
所述电网信息获取模块，用于获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；
所述动态采集模块：用于采集充电站电网的充电数据；
所述数据处理模块，用于对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储；
所述充电模型生成模块，用于基于充电数据生成充电模型；
所述调压模型生成模块，用于基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；
所述调压控制模块，用于根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
2.如权利要求1所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述充电站电网调压建模***还包括模型验证模块，所述模型验证模块，用于基于历史数据对调压模型的稳定性进行验证。
3.如权利要求2所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述储能信息采集模块包括编号单元、第一采集单元和映射单元，所述编号单元、所述第一采集单元和所述映射单元依次连接；
所述编号单元，用于对储能单元进行编号；
所述第一采集单元，用于采集各个储能单元的储能信息；
所述映射单元，用于将编号的储能信息进行对应。
4.如权利要求3所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述电网信息获取模块包括电价获取单元和电网负荷获取单元，所述电价获取单元，用于基于工作时间和电价表获取实时电价参数；
所述电网负荷获取单元，用于获取电网运行负荷率数据。
5.如权利要求4所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述充电数据包括电压、电流和功率。
6.如权利要求5所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述数据处理模块包括读取单元、清理单元和存储单元，所述读取单元、所述清理单元和所述存储单元依次连接，
所述读取单元，用于读取储能信息、电网信息和充电数据，得到用电数据；
所述清理单元，用于对所述用电数据中的无效数据进行清洗；
所述存储单元，用于对清洗后的用电数据进行存储。
7.如权利要求6所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述充电模型生成模块包括数据获取单元、第一计算单元、功率特征计算单元和修正单元，所述数据获取单元、所述第一计算单元、所述功率特征计算单元和所述修正单元依次连接；
所述数据获取单元，用于获取历史充电数据；
所述第一计算单元，用于基于历史充电数据计算中位数充电数据；
所述功率特征计算单元，用于基于历史充电数据计算功率特征；
所述修正单元，用于基于中位数充电数据对功率特征进行修正，生成充电模型。
8.如权利要求7所述的一种充电站电网调压建模***，其特征在于，
所述基于历史充电数据计算中位数充电数据的具体步骤包括：基于正态分布去除历史充电数据中的两端极值，得到第一数据；基于第一数据计算得到中位数充电数据。
9.一种充电站电网调压建模方法，应用于权利要求1~8任意一项所述的充电站电网调压建模***，其特征在于，
包括：采集储能组的储能信息，所述储能信息包括剩余电量和用电功率；
获取电网信息，所述电网信息包括负荷率和电价参数；
采集充电站电网的充电数据；
对储能信息、电网信息和充电数据进行清理和存储；
基于充电数据生成充电模型；
基于充电模型、剩余电量和电价参数生成调压模型；
根据建立的调压模型，实现对充电站电网的调压控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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