本发明涉及电动汽车充电，特别是一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法。
背景技术：
1、社会对与车辆排放相关的环境问题的认识推动了交通运输清洁解决方案的发展。因此，电动汽车正在成为交通运输的决定性趋势。电动汽车因其清洁环保的特性获得世界各国大力推广支持，用户侧电动汽车数量不断增加。充分利用电动汽车具有的源荷双重性质，合理的引导电动汽车进行有序充电，不仅能满足电动汽车自身充电需求，还能减轻电动汽车入网带来的负荷压力。因此结合充电桩的充电功率分级可调功能，在集中式与分散式场景下进行有序充电控制，以降低台区内负荷峰值，具有十分重要的意义。
2、目前，电动汽车的充电控制场景主要有两种：一是集中式控制，其中存在统一的控制中心，用于协调充电过程；二是分散式控制，充电功率完全由电动汽车自主选择，电动汽车参与充电过程控制。现有的技术，已经对单个控制场景中电动汽车不同的充电模式开展了广泛研究，但缺乏一种能够同时支持这两种场景的有序充电方法。
3、目前已有一些针对交流有序充电控制的报道。如，公开号为cn109435753a的专利申请公开了一种“有序充电控制方法、控制器及系统”。包括获取台区变压器实时负荷、车辆实时充电需求功率及充电桩的实时运行状况；在台区变压器负荷不越限的前提下，制定出有序充电方法并下发至充电桩；所述有序充电方法为：若车辆充电需求总功率未超出台区变压器当前剩余功率，则按充电桩的预设优先级和预设输出功率来对车辆进行充电；否则，优先级高的充电桩优先全功率工作，优先级低的充电桩通过功率平滑调节进行充电。上述技术方案未从电网负荷峰谷差的基础角度实现优化；申请号为zl202110100258.9的发明专利公开了一种充电桩有序充电管理系统及其控制方法，申请号为zl 202110018021.6的专利申请公开了一种交流充电桩的有序充电控制系统及方法，均涉及充电桩的有序充电管理系统，但是没有涉及充电功率分级可调的交流有序充电桩。
4、因而，需要寻求一种基于充电功率分级可调的电动汽车多场景有序充电方法。以台区峰谷差最小为目标函数，在集中式控制与分散式控制这两种控制场景下的均可分级选择充电功率，对电动汽车的充电时间段与充电功率进行多等级的可调选择，实现在不同场景下电动汽车能合理的选择分级可调充电功率，在满足电动汽车充电需求的同时，实现削峰填谷，以减缓对电网带来的冲击性影响。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，实现了在多等级可调有序充电方法在集中式和分散式控制下，能满足电动汽车的充电需求，同时具备良好的削峰填谷效果。
2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、根据本发明提出的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，
4、在各个有序充电控制周期内，设定充电桩充电功率调节范围；
5、根据是否有集中式控制中心确定控制场景，控制场景包括集中式场景或分散式场景，其中，集中式场景是指有集中式控制中心，分散式场景是指没有集中式控制中心；
6、若控制场景是集中式场景则选择集中式控制充电，在集中式场景下，根据充电需求选择充电时间段、最大功率充电或充电功率分级可调策略充电；
7、若控制场景是分散式场景则选择分散式控制充电，在分散式场景下，根据延迟充电时长选择充电时长，根据充电需求选择充电功率，采用充电功率分级可调策略进行有序充电，输出各充电桩功率。
8、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，
9、设定充电桩充电功率调节范围，公式为：
10、
11、其中，为充电桩支持的最大等级的充电功率，为充电桩支持的第k个等级的充电功率，max≥k≥0，max为充电桩支持的最大充电功率等级。
12、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，在各个有序充电控制周期内，有序充电控制周期的长度与划分具体如下：
13、通过电动汽车能够结合充电桩的充电功率分级可调策略，选择各时刻的充电功率，在台区中，根据电动汽车充电电量需求及接入台区时间段进行有序充电控制，电动汽车进入台区的时间段公式如下：
14、
15、其中，ti为第i辆电动汽车在台区停留时长，为第i辆电动汽车进入台区时刻，为第i辆电动汽车离开台区时刻；
16、通过反映有序充电控制效果，以当日预设的起始时刻tstart至次日预设的结束时刻tend为周期进行有序充电控制，并将每辆电动汽车的有序充电周期划分成时长相等的时间间隔，此时第i辆电动汽车进入台区的时间段ti表示为：
17、
18、其中，δt为在有序充电周期内时间间隔的数量，δt为预设时间内时间间隔的数量。
19、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，tstart取为12:00，tend取为12:00。
20、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，确立用于将电动汽车充电负荷从高峰时段转移到低谷时段的目标函数，各电动汽车以最小化台区峰谷差为目标进行充电；
21、目标函数具体如下：
22、台区总负荷包括台区基础负荷和电动汽车充电负荷：
23、
24、其中，为在j时刻台区总负荷，为在j时刻台区基础负荷，为在j时刻第i辆电动汽车充电负荷，n为电动汽车的总数；
25、根据目标为最小化台区内峰谷差，目标函数f为：
26、
27、其中，为台区内总负荷的最大值，为台区内总负荷的最小值。
28、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，在集中式控制中，电动汽车能够上传自身的电池电量信息及进入台区时间段信息，电动汽车的充电功率的选择模式适合集中式控制；具体如下：
29、并非所有充电功率均能满足电动汽车的充电需求，电动汽车在各充电功率下的充电需求系数定义为：
30、
31、其中，为第i辆电动汽车以作为充电功率时的充电需求系数，为充电桩支持的第k个等级的充电功率，η为电动汽车充电效率，cev为电动汽车电池容量，为第i辆电动汽车最低电量需求，为第i辆电动汽车进入台区电量；
32、各电动汽车的充电功率选择表示为：
33、
34、其中，为在j时刻第i辆电动汽车的充电功率，为电动汽车以第等级功率进行充电的充电需求系数；
35、若采用第等级进行充电无法满足电动汽车充电需求，则采用最大功率对电动汽车进行充电，在进入台区时刻开始充电，在离开台区时刻结束充电，以满足电动汽车最低电量需求；若采用等级进行充电能够满足电动汽车充电需求时，则在电动汽车进入台区后采用充电功率分级可调策略以等级进行充电，直至充满电或者离开台区，结束充电；
36、在集中式控制中，由集中式控制中心统一控制电动汽车，结合充电桩集中式控制进行有序充电控制，考虑电动汽车的充电变量为布尔变量，表示为：
37、
38、
39、其中，xi,j为在j时刻第i辆电动汽车的充电状态，在充电功率分级可调策略中，由k个布尔变量xi,j共同组成的各时刻电动汽车充电功率不能超过最大等级充电功率表示为：
40、
41、若则电动汽车离开台区前，需满足电动汽车的最低电量需求，当第i辆电动汽车采用充电功率分级可调策略进行充电时，第i辆电动汽车离开台区电量表示为：
42、
43、
44、其中，为第i辆电动汽车离开台区电量，为第i辆电动汽车最高期望电量。
45、作为本发明所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法进一步优化方案，在分散式控制中，如果第i辆电动汽车不上传自身的电池电量信息及进入台区时间段信息，第i辆电动汽车充电功率的选择模式适合分散式控制；具体如下：
46、电动汽车各时刻考虑以充电桩支持的充电功率，以恒定功率完成充电，还考虑电动汽车延迟充电时间的作用；要保证电动汽车离开台区前能充电至电动汽车最小电量需求，各电动汽车需要设定延迟充电时间及充电功率，电动汽车的充电延迟系数定义为：
47、
48、其中，为第i辆电动汽车以作为充电功率时的延迟充电系数，为第i辆电动汽车充电延迟时间，为第i辆电动汽车最低电量需求，为第i辆电动汽车进入台区电量，cev为电动汽车电池容量；
49、为保证能满足电动汽车的最低电量需求，第i辆电动汽车的充电延迟时间til及充电功率选择pev2,i，表示为：
50、
51、其中，为第i辆电动汽车充电延迟时间为l+1的延迟充电系数，为第i辆电动汽车充电延迟时间为l的延迟充电系数，l为满足第i辆电动汽车最低电量需求时的最大充电可延迟时间；
52、若并且则说明电动汽车在选择pev2,i为恒功率充电,并且充电延迟时间小于l+1时，能够满足自身电量需求，电动汽车选择充电延迟[0,l]的均匀分布的时间段，并且充电功率服从的均匀分布进行充电；
53、在电动汽车离开台区或充满电前结束充电，第i辆电动汽车充电结束时刻tiend表示为：
54、
55、电动汽车的充电延迟时间满足下式约束：
56、
57、第i辆电动汽车充电时长tic表示为：
58、
59、其中，tic为第i辆电动汽车充电时长。
60、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
61、(1)设定充电桩充电功率调节范围，运用充电功率分级可调策略；根据是否有集中式控制中心确定控制场景，有集中式控制中心则选择集中式控制，否则为分散式控制；确立目标函数，目标函数旨在将电动汽车充电负荷从高峰时段转移到低谷时段，从而缓解峰值负荷压力；集中式控制下，根据充电需求选择充电时间段、最大功率充电或充电功率分级可调策略进行充电。分散式控制下，根据延迟充电时长选择充电时长，根据充电需求选择充电功率；采用充电功率分级可调策略进行有序充电，输出各充电桩功率。
62、(2)根据集中式控制与分散式控制这两种不同控制场景分级选择电动汽车的充电功率，在台区内目标函数的引导下，多等级可调的选择电动汽车的充电时间段与充电功率；此方法能够在集中式控制与分散式控制下，均有较好的应用效果。在多等级可调有序充电方法在集中式和分散式控制下，均能满足电动汽车的充电需求，同时具备良好的削峰填谷效果。
1.一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，
2.如权利要求1所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，在各个有序充电控制周期内，有序充电控制周期的长度与划分具体如下：
4.如权利要求3所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，tstart取为12:00，tend取为12:00。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，确立用于将电动汽车充电负荷从高峰时段转移到低谷时段的目标函数，各电动汽车以最小化台区峰谷差为目标进行充电；
6.如权利要求3所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，在集中式控制中，电动汽车能够上传自身的电池电量信息及进入台区时间段信息，电动汽车的充电功率的选择模式适合集中式控制；具体如下：
7.如权利要求3所述的一种电动汽车功率分级可调多场景有序充电方法，其特征在于，在分散式控制中，如果第i辆电动汽车不上传自身的电池电量信息及进入台区时间段信息，第i辆电动汽车充电功率的选择模式适合分散式控制；具体如下：
