利用区块链的电动车充电站管理方法技术

本发明专利技术提供一种利用区块链的电动车充电站管理方法，具体包含以下步骤：获得每一电动车在每一待规划窗格的最大充放电电功率；对于每一电动车，根据电动车所对应的电动车信息、至少一买入价格、至少一得标价格，及至少一最大充放电电功率，获得电动车在每一待规划窗格的充放电电功率；根据充电站在每一时间窗格的总消耗电功率，判定是否存在至少一超载窗格；及当判定出存在所述至少一超载窗格时，调整每一超载窗格的买入价格，并重新获规划所述电动车在每一待规划窗格的充放电电功率直到判定出不存在任一超载窗格。本发明专利技术方法能够确保排程方式透明，并保障以所规划出的排程结果管理每一电动车的充放电。每一电动车的充放电。每一电动车的充放电。

【技术实现步骤摘要】
利用区块链的电动车充电站管理方法


[0001]本专利技术涉及一种电动车充电站的电能管理方法，具体涉及一种利用区块链系统管理每一电动车充放电排程的电动车充电站管理方法。

技术介绍

[0002]因全球暖化问题，各国车商开始开发电动车代替传统化石燃料引擎。然而，电动车的充电状况会因用户习惯不同，而无法预测，若所有电动车皆在用电高峰时段同时充电，恐会造成尖峰负载过高而引发备转容量偏低问题。此外，在尖峰时段进行充电所需负担的电费相对也比较高，因此电动车充电站的电能管理是亟待解决的问题。
[0003]当车主将电动车停入充电站后，现有的电动车充放电排程方法是根据电动车的当前的荷电状态、电价、期望的荷电状态，及电网需求来建立电动车的充放电策略，但排程方式较不透明，也无法验证是否确实依照排程出来的排程结果对电动车进行充放电，故实有必要提出一解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的，即在提供一种排程方式透明、且保障以所规划出的排程结果管理电动车充放电的电动车充电站管理方法。
[0005]为实现本专利技术目的，本专利技术实施例提供了一种利用区块链的电动车充电站管理方法，其特征在于利用一区块链系统实现停放于一充电站的多台电动车的充放电管理，所述区块链系统包括一服务器，及设置于该充电站与该服务器通讯连接的多个充电桩，每一台电动车对应于存储在所述区块链系统分布式账本中的一电动车信息，且与所述多个充电桩的一对应者电连接，所述电动车信息包括所述电动车的入场时间、离场时间、入场时的电池荷电状态、当前电池荷电状态、期望的离场电池荷电状态、最小电池荷电状态、最大电池荷电状态及满充容量；
[0006]所述利用区块链的电动车充电站管理方法具体包括如下步骤：
[0007](A)对于每一电动车，将其入场时间及离场时间分别映像至一排程周期中的相应时间窗格，获得所述电动车对应的至少一时间窗格，从所述至少一时间窗格中获得所述电动车的至少一待规划窗格，并写入所述区块链系统的分布式账本中，所述至少一待规划窗格包括当前时间窗格至所述电动车对应的最后一个时间窗格的每一时间窗格；
[0008](B)对于每一台电动车，根据当前时间、所述电动车的离场时间、当前电池荷电状态、离场电池荷电状态、满充容量，及所述电动车所对应的充电桩可提供的最大充放电电功率，获得所述电动车在每一待规划窗格的充电优先权重及放电优先权重；
[0009](C)对于每一电动车，根据所述充电站的变压器最大功率及所述电动车在每一待规划窗格的充电优先权重及放电优先权重，获得所述电动车在其每一待规划窗格的最大充电电功率及最大放电电功率，并写入所述区块链系统的分布式账本中；
[0010](D)对于每一电动车，根据所述电动车对应的电动车信息、所述充电站在每一待规
Storage System，简称ESS)。所述电能储存装置14与所述多个充电桩11的一对应者电连接且对应于存储在所述区块链系统1的分布式账本13中的一电能信息，所述电能信息包含所述电能储存装置14的入场电池荷电状态、当前电池荷电状态、最小荷电状态、最大荷电状态、满充容量，与最大的充放电电功率。所述太阳能模组16例如包含一太阳电池模板，并用于在一排程周期中的每一个时间窗格产生一太阳能电功率。每一电动车15与所述多个充电桩11的一对应者电连接且对应于存储在所述区块链系统1的分布式账本13中的一电动车信息，每一电动车信息包含所对应的电动车15的入场时间、离场时间、入场时的入场电池荷电状态、期望的离场电池荷电状态、当前电池荷电状态、最小电池荷电状态、最大电池荷电状态与满充容量。每一充电桩11具有运算处理能力并可控制与其电连接的装置的充放电。
[0026]所述区块链系统1包含所述多个充电桩11，及经由一通讯网络100与所述多个充电桩11连接的一服务器12。所述服务器12及所述多个充电桩11皆为所述区块链系统1中的区块链节点。在本实施例中所述服务器12的实施方式可为一个人计算机、一笔记本电脑、一服务器计算机，或一云端服务器等。所述服务器12中运行所述区块链系统的智能合约121，用于执行本专利技术的利用区块链的电动车充电站管理方法的步骤。
[0027]值得一提的是，所述电动车信息中的所述入场时间、所述离场时间、所述入场电池荷电状态、所述离场电池荷电状态、所述最小电池荷电状态、所述最大电池荷电状态与所述满充容量可由所对应的电动车15的用户利用其所持有的一使用端(图未示)进行输入操作而产生，并经由所述通讯网络100传送至所述区块链系统1的服务器12，所述电动车信息中的所述入场电池荷电状态及所述当前电池荷电状态可通过所对应的电动车所电连接的充电桩11测量所述电动车的电池的荷电状态后传送至所述服务器12而获得，然并不以此为限。所述电能信息中的所述入场电池荷电状态、所述最小荷电状态、所述最大荷电状态、所述满充容量，与最大的充放电电功率系由所述充电站8的管理者所持有的一管理端(图未示)进行输入操作而产生，并经由所述通讯网络100传送至所述区块链系统1的服务器12，所述电能信息中的所述入场电池荷电状态及所述当前电池荷电状态可利用所述电能储存装置14所电连接的充电桩11测量所述电能储存装置14的电池的荷电状态后传送至所述服务器12而获得，然并不以此为限。
[0028]以下将配合附图来本专利技术利用区块链的电动车充电站管理方法的实施例进行详细说明，本实施例方法依序包含一发电预测流程、一用电预测流程、一充放电分配流程、一电动车分布式排程流程、一电能储存装置排程流程，及一综合规划流程。
[0029]参阅图1、图2和图8，所述利用区块链的电动车充电站管理方法的发电预测流程说明了如何预测所述充电站的太阳能模组16的发电状况，包含下列步骤：
[0030]在步骤21中，所述服务器12通过所述智能合约121根据多笔发电训练数据利用一机器学习算法建立一发电预测模型(可以通过现有的各类神经网络模型实现)，所述发电预测模型用于依据所述充电站8的太阳能模组16在早于一排程周期的一先前排程周期的发电状况预测所述充电站8的太阳能模组16在所述排程周期的发电状况。每笔发电训练数据包含所述充电站8的太阳能模组16在所述先前排程周期的每一时间窗格所对应产生的太阳能电功率、对应所述时间区间的天气信息及所述充电站8的太阳能模组16在所述排程周期的每一时间窗格所产生的太阳能电功率。其中，发电预测模型的输入数据为历史太阳能发电功率、天气预测信息，输出数据为所述排程周期的每一时间窗格所对应产生的太阳能电功
率。
[0031]在步骤22中，所述服务器12通过所述智能合约121根据所述太阳能模组16在一先前排程周期的每一时间窗格所对应产生的太阳能电功率及对应所述排程周期的天气信息，利用所述发电预测模型预测所述太阳能模组16在所述排程周期的每一时间窗格所对应的预测太阳能电功率。
[0032]参阅图1、图3和图8，所述利用区块链的电动车充电站管理方法的用电预测流程说明了如何预测所述充电站的负载的用电状况，包含下列步骤：
[0033]在步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用区块链的电动车充电站管理方法，其特征在于利用一区块链系统实现停放于一充电站的多台电动车的充放电管理，所述区块链系统包括一服务器，及设置于该充电站与该服务器通讯连接的多个充电桩，每一台电动车对应于存储在所述区块链系统分布式账本中的一电动车信息，且与所述多个充电桩的一对应者电连接，所述电动车信息包括所述电动车的入场时间、离场时间、入场时的电池荷电状态、当前电池荷电状态、期望的离场电池荷电状态、最小电池荷电状态、最大电池荷电状态及满充容量；所述利用区块链的电动车充电站管理方法具体包括如下步骤：(A)对于每一电动车，将其入场时间及离场时间分别映像至一排程周期中的相应时间窗格，获得所述电动车对应的至少一时间窗格，从所述至少一时间窗格中获得所述电动车的至少一待规划窗格，并写入所述区块链系统的分布式账本中，所述至少一待规划窗格包括当前时间窗格至所述电动车对应的最后一个时间窗格的每一时间窗格；(B)对于每一台电动车，根据当前时间、所述电动车的离场时间、当前电池荷电状态、离场电池荷电状态、满充容量，及所述电动车所对应的充电桩可提供的最大充放电电功率，获得所述电动车在每一待规划窗格的充电优先权重及放电优先权重；(C)对于每一电动车，根据所述充电站的变压器最大功率及所述电动车在每一待规划窗格的充电优先权重及放电优先权重，获得所述电动车在其每一待规划窗格的最大充电电功率及最大放电电功率，并写入所述区块链系统的分布式账本中；(D)对于每一电动车，根据所述电动车对应的电动车信息、所述充电站在每一待规划窗格买入单位电功率的至少一买入价格、所述充电站在每一待规划窗格参与需求竞价的至少一得标价格、所述充电站在每一待规划窗格给付单位电功率的给付价格、所述充电站在所述电动车未充满所述单位电功率的惩罚价格，及所述电动车在每一待规划窗格的最大充电电功率及最大放电电功率，利用一非线性规划模型获得所述电动车在每一待规划窗格的充电电功率或放电电功率，并写入所述区块链系统的分布式账本中；(E)根据每一电动车在其每一待规划窗格的充电电功率或放电电功率，获得所述充电站在所述当前时间窗格至所述排程周期最后一个时间窗格的每一时间窗格的总消耗电功率；(F)根据所述步骤(E)所获得的每一时间窗格的总消耗电功率及所述充电站的最大供给电功率，判定所述当前时间窗格至所述排程周期的最后一个时间窗格中是否存在至少一超载窗格，所述至少一超载窗格的总消耗电功率大于所述充电站的最大供给电功率；(G)当判定出存在所述至少一超载窗格时，调整每一超载窗格的买入价格，并重复步骤(D)～(F)直到判定出不存在任一超载窗格，将当前获得的每一电动车在其每一待规划窗格的充电电功率或放电电功率写入所述区块链系统的分布式账本中。2.如权利要求1所述的利用区块链的电动车充电站管理方法，其特征在于在所述步骤(D)中，所述非线性规划模型的目标函数表示为：(D)中，所述非线性规划模型的目标函数表示为：其中其中其中
其中其中其中所述目标函数限制条件如下：限制条件1：限制条件2：限制条件3：限制条件4：限制条件5：其中，K
n
为第n台电动车的所有待规划窗格的序号集合，C
EV,t,n
为第n台电动车在第t个时间窗格充电时，所述充电站需付出的成本，为所述充电站在第t个时间窗格买入单位电功率的买入价格，为第n台电动车在第t个时间窗格的充电电功率或放电电功率，当为第n台电动车在第t个时间窗格的充电电功率或放电电功率，当为第n台电动车在第t个时间窗格的充电电功率，当为第n台电动车在第t个时间窗格的充电电功率，当为第n台电动车在第t个时间窗格的放电电功率，为第n台电动车在第t个时间窗格参与需求反应时，所述充电站所获取的节电利润，C
DR,t
为所述充电站在第t个时间窗格参与需求竞价的得标价格，为第n台电动车在第t个时间窗格放电时，所述充电站需给付电动车的补偿费用，C
feedback,t
为所述充电站在第t个时间窗格给付所述单位电功率的给付价格，为第n台电动车在未符合其期望的离场电池荷电状态时的惩罚金，为未充满所述单位电功率的惩罚价格，为第n台电动车在符合其期望的离场电池荷电状态时总共需获得的电量，为第n台电动车所对应的充电桩可提供的最大充放电电功率，为第n台电动车的最大的充电电功率，为第n台电动车的最大的放电电功率，T
n
为第n台电动车所对应的所有时间窗格的序号集合，为第n台电动车的最小电池荷电状态，为第n台电动车的最大电池荷电状态，为第n台电动车在第t+1个时间窗格的电池荷电状态，为第n台电动车在第max(T
n
)个时间窗格的电池荷电状态，为第n台电动车的电池的满充容量，为第n台电动车的离场电池荷电状态，Δt为一个时间窗格时间。3.如权利要求1所述的利用区块链的电动车充电站管理方法，其特征在于在步骤(D)之
前，还包含一步骤(H)，将一包含一需求反应期间及其对应的得标价格的需求反应事件写入所述区块链系统的分布式账本中。4.如权利要求1所述的利用区块链的电动车充电站管理方法，其特征在于所述充电站设置有一电能储存装置，所述电能储存装置对应于存储在所述区块链系统分布式账本中的一电能信息，且与所述多个充电桩的一对应者电连接，所述电能信息包含所述电能储存装置的入场电池荷电状态、当前电池荷电状态、最小荷电状态、最大荷电状态、满充容量与最大的充放电电功率，所述利用区块链的电动车充电站管理方法，在步骤(E)之前，还包含以下步骤：(I)将所述排程周期的所有时间窗格作为所述电能储存装置对应的时间窗格，从所述电能储存装置对应的时间窗格中获得所述电能存储装置的至少一待规划窗格，并写入所述区块链系统的分布式账本中，其中所述电能储存装置的至少一待规划窗格包括所述当前时间窗格至所述电能储存装置对应的最后一个时间窗格的每一时间窗格；(J)根据所述电能储存装置所对应的电能信息、所述充电站在所述电能储存装置的每一待规划窗格买入单位电功率的买入价格、参与需求竞价的得标价格，及所述电能储存装置充电或放电所述单位电功率所消耗的劣化成本，利用一非线性规划模型获得所述电能储存装置在其每一待规划窗格的充电电功率或放电电功率，并写入所述区块链系统的分布式账本中；其中，在步骤(E)中，不...

【专利技术属性】
技术研发人员：楊宏澤，林於縉，邵丹薇，
申请(专利权)人：万帮数字能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：