(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111624775.2 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 地址 610095 四川省成 都市高新区锦晖西 二街16号 (72)发明人 魏巍　徐琳　李小鹏　刘畅　 姜晓锋　 (74)专利代理 机构 成都智言知识产权代理有限 公司 51282 代理人 濮云杉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) H02J 3/00(2006.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负 荷的预测方法 (57)摘要 本发明属于电动汽车技术领域， 具体涉及一 种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预 测方法， 本发明基于空调工作原理， 以及影响空 调输出风量的因素， 建立车载空调耗电模型； 结 合热力学原理， 综合考虑了气象环 境对空调输出 的影响， 建立分析车载空调工作原理， 分析出不 同气象环 境下， 车载空调耗电量对电动汽车充电 需求的影 响； 并基于车载空调耗电量与车载电池 容量随气温的变化的两个方面， 进行气象环境对 电动汽车充电负荷的影 响分析， 本发 明通过建立 考虑气象环境的电动汽车短期充电负荷预测模 型， 刻画了不同气象条件下电动汽 车充电负荷的 分布情况， 反映了不同功能区电动汽 车充电负荷 的分布规律， 为制定电网的优化运行策略提供了 理论依据。 权利要求书5页 说明书15页 附图4页 CN 114282377 A 2022.04.05 CN 114282377 A 1.一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 根据电动汽车的车载空调工作原理， 并基于影响空调风量输出的因素， 建立车 载空调耗电模型， 并将所述车 载空调耗电模型储 存至储存器中； 步骤2： 根据电动汽车的车载电池的最大容量以及用于表示电池容量随温度变化的温 度系数， 并基于不同的温度建立车载电池容量计算模型， 并将所述车载电池容量计算模型 储存至储存器中； 步骤3： 基于蒙特卡洛随机抽样与马尔科夫出行链原理建立电动汽车的短期充电负荷 时空预测模型， 并将所述短期充电负荷时空预测模型储 存至储存器中； 步骤4： 调用储存器中的车载空调耗电模型和车载电池容量计算模型， 输入入参计算得 到车载空调耗电量以及车载电池的当前容量； 调用储存器中的短期充电负荷时空预测模 型， 将车载空调耗电量以及车载电池的当前容量代入到短期充电负荷时空预测模型中， 进 行训练输出考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷预测曲线。 2.根据权利要求1所述的一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预测方法， 其 特征在于， 步骤1中所述的车 载空调耗电模型包括空调制冷耗电模型和空调制热耗电模型。 3.根据权利要求1所述的一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预测方法， 其 特征在于， 所述 步骤1包括以下步骤： 步骤1.1： 定义电动汽车车室内部的得热量为Q1， 所述电动汽车车室内部的得热量具体 如下式所示： Q1＝QA+QB+QC+QD+QE+QP； 式中： QA为电动汽车车身的非透明部分的传入热量； QB为电动汽车的玻璃传入热量； QC 为新风量带入电动汽车车 室内的热量； QD为泄露风量带入电动汽车车 室内的热量； QE为电动 汽车车内设备 所散发的热量； QP为乘车人员所散发的热量； 步骤1.2： 输入参数： 电动汽车各部位的传热系数K以及表面积S、 颜色， 预测当天车室外 各时刻温度值TW， 电动汽车所在经纬度， 电动汽车的乘车人数n， 车内设置的适宜温度T0， 太 阳辐射强度It， 太阳辐射对车玻璃的透入系数η， 车玻璃对太阳辐射的吸收系数ρFS， 车身内 表面对流换热系数αn； 车身外表面对流换热系数αw； 车玻璃表面积SB， 人体卫生标准每人每 小时所需空气量Gc， 车身缝隙总长 L， 单位长度每小时进入车室的泄露空气量Gd； 利用上述参 数计算出QA、 QB、 QC、 QD、 QE、 QP的具体热量 值； 步骤1.3： 将Q1中以对流形式传递的得热量定义为Q1‑DL， 并将其直接转换为车载空调对 流制冷负荷， 定义为QL‑DL； 将Q1中以辐射形式传递的得热量定义为Q1‑FS； 并将Q1‑FS转换为车 载空调辐射制冷负荷QL‑FS； 车载空调制冷负荷QL具体计算模型如下： 式中： G(z)为z变换传递系数； vj、 ωj为传递函数系数， 反映车体不同部分得热量转换区 别； 步骤1.4： 车 载空调制热负荷QR的计算模型如下： QR＝QA+QB+QC+QD‑QE‑QP； 式中： QA为电动汽车车身的非透明部分的传入热量； QB为电动汽车的玻璃传入热量； QC权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114282377 A 2为新风量带入电动汽车车 室内的热量； QD为泄露风量带入电动汽车车 室内的热量； QE为电动 汽车车内设备 所散发的热量； QP为乘车人员所散发的热量； 步骤1.5： 基于蒙特卡洛法抽取每辆电动汽车的首 次出行时间TCXr、 最后返程时间TFCr和 日行驶时长txsr； 根据txsr、 TCXr与TFCr判断电动汽车的出行时间段， 结合各时刻环境温度分布 与车载空调工作负荷 QL或QR计算电动汽车形式过程中 的车载空调耗电量QKT， 具体如下 式所 示： 式中： TCXr为首次出 行时刻， TFCr为行程结束返回 时刻； txsr为日行驶时长 。 4.根据权利要求1所述的一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预测方法， 其 特征在于， 所述 步骤2中车 载电池容 量计算模型 具体如下： 式中： Er,i为电动汽车r的各时刻i温度值Ti下对应的车载电池容量； i代表各时刻， 取值 为1、 2、…、 24； xT为环境温度系数， 表征电动汽车电池容量随温度变 化情况； TW为外界环境 各 时刻温度值。 5.根据权利要求1所述的一种考虑气象因素的电动汽车短期充电负荷的预测方法， 其 特征在于， 所述 步骤3包括以下步骤： 步骤3.1： 定义电动汽车的数量为NCAR； 采用蒙特卡洛法抽取单辆电动汽车r的日行驶里 程d、 首次出行时刻TCXr、 行程结束返回时刻TFCr， 其中r代表电动汽车的编号， r＝1、 2、 3 … NCAR； 将电动汽车的形式区域划分为不同的功能区： 居民区、 办公区、 商业区和其他区， 共四 个区域； 步骤3.2： 初始化数据， 令r＝1； 步骤3.3： 由马尔科夫出行链与电动车转移概率P的矩阵计算得到电动汽车起点到终点 的OD出行矩阵； 步骤3.4： 令电动汽车初始载荷量SOCr， 0＝1； 结合OD矩阵判断电动汽车r的充电开始时 刻Ts； 具体如下式所示：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114282377 A 3