充电桩的柔性充电调控方法及充电桩系统[发明专利]_.docx
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1、 (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 201711102798.0H02J 13/00(2006.01)(22)申请日 2017.11.10(71)申请人 深圳供电局有限公司地址 518000 广东省深圳市罗湖区深南东路4020号电力调度通信大楼申请人 深圳市康拓普信息技术有限公司(72)发明人 李永攀黄安子陈华锋冯斌吕志宁章彬庞宁牛文楠郑杰魏恩伟(74)专利代理机构 深圳汇智容达专利商标事务所(普通合伙) 44238代理人 潘中毅熊贤卿(51)Int.Cl.H02J 7/00(2006.01)H02J 3/32(2006
2、.01)(54)发明名称充电桩的柔性充电调控方法及充电桩系统(57)摘要本发明公开了充电桩的柔性充电调控方法及充电桩系统,具体包括一种充电桩的柔性充电调控方法和一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,本发明方法及系统通过充电桩相互之间自组网通讯,实时监测充电桩充电功率,自动控制桩体充电功率,使区域内充电桩功率值之和小于变压器额定功率,实现有序充电,柔性控制,减小电动汽车充电行为对配电网的影响。本发明以充电站或专用变压器下充电桩为单位 ,在满足区域充电负荷需求条件下,充电站和专用变压器下区域充电桩可调度负荷,自动平衡调节区域内充电桩最大功率,保证充电站内专用变压器不会出现过载,实现电动汽车的有序充
3、电和配网安全经济运行。A635570801NC 权利要求书CN 108075536 A1/2 页1 .一种充电桩的柔性充电调控方法,包括多个充电桩,多个充电桩之间通过无线网络连接,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤1)设定一个调控周期内多个充电桩中的一个充电桩作为主控设备,其它充电桩作为被控设备;步骤2)所述主控设备收集所述多个充电桩的实际功率数据,并根据该多个充电桩的实际功率数据运算得到实时的充电桩总功率P充电 桩(实际)步骤3)判断所述实时的充电桩总功率P充电 桩(实际)是否大于变压器额定功率P变压器(额定);若是,执行步骤4)-5),若否,则返回步骤2);步骤4)对所述多个充电桩的最大
4、功率进行调整;步骤5)判断当前调控周期是否结束;若否,返回步骤2);若是,结束当前调控周期并开始新的调控周期。2.根据权利要求1所述的一种充电桩的柔性充电调控方法,其特征在于,所述步骤2)中,所述多个充电桩实时监测自身功率数据,所述多个充电桩之间通过无线蜂窝网络(ZigBee)进行数据传送和接收。3.根据权利要求1或2所述的一种充电桩的柔性充电调控方法,其特征在于,所述被控设备包括中继设备和从设备;所述主控设备收集所述多个充电桩的实际功率数据包括:所述从设备监测自身实际功率数据,并将其自身实际功率数据经中继设备传送给主控设备或直接传送给主控设备;所述中继设备将自身实际功率数据和从设备传送过来的
5、实际功率数据一并传送给主控设备。4.根据权利要求1或2所述的一种充电桩的柔性充电调控方法,其特征在于,所述步骤4)具体包括:所述主控设备下发进行柔性充电调控的操作指令;所述被控设备检查到主控设备下发进行柔性充电调控的操作指令后,执行调整本充电桩的最大功率。5.根据权利要求4所述的一种充电桩的柔性充电调控方法,其特征在于,所述步骤5)中,在新的调控周期内,上一调控周期的任一被控设备作为主控设备,上一调控周期的主控设备则作为被控设备,如此不断循环。6.一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,该系统包括多个充电桩,多个充电桩之间通过无线网络连接,其特征在于,在一个调控周期内,所述多个充电桩中的一个充电
6、桩为主控设备,其它充电桩为被控设备;所述主控设备用于实时监测自身实际功率数据并收集所述被控设备的实际功率数据,并根据自身以及被控设备的实际功率数据运算得到实时的充电桩总功率P充电 桩(实际),并根据充电桩总功率P充电 桩(实际)判断是否执行对所述多个充电桩的最大功率进行调整。7 .根据权利要求6所述的一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,其特征在于,所述主控设备和被控设备具有实时监测自身功率数据功能,所述主控设备和被控设备之间通过无线蜂窝网络(ZigBee)进行数据传送和接收。 权利要求书CN 108075536 A2/2 页8 .根据权利要求6或7所述的一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,
7、其特征在于,所述被控设备包括中继设备和从设备,所述从设备用于实时监测自身实际功率数据,并将其自身实际功率数据经中继设备传送给主控设备或直接传送给主控设备;所述中继设备用于实时监测自身实际功率数据,并将自身实际功率数据和从设备传送过来的实际功率数据一并传送给主控设备。9 .根据权利要求8所述的一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,其特征在于,所述根据充电桩总功率P充电 桩(实际)判断是否执行对所述多个充电桩的最大功率进行调整具体包括:当充电桩总功率P充电桩变压器额定功率P变压器时,下调区域内每个充电桩的最大功率;当充电桩总功率P充电桩变压器额定功率P变压器时,对每个充电桩的最大功率不做调整。10
8、.根据权利要求6所述的一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,其特征在于,在当前调控周期内,上一调控周期的任一被控设备作为主控设备,上一调控周期的主控设备则作为被控设备。 说明书CN 108075536 A1/7 页充电桩的柔性充电调控方法及充电桩系统技术领域0001 本发明涉及电动汽车充电技术领域,具体涉及一种充电桩的柔性充电调控方法及充电桩系统。背景技术0002 作为低碳交通的重要途径,电动汽车以其效率高、污染小等众多优点成为国内外科研机构关注的重点。少数电动汽车充电并不会给电网带来太大影响,但是大规模接入电网将会给电网的正常运行和控制带来挑战。预计到2030年我国电动汽车的数量将达到600
9、0万辆,按充电功率10千瓦/辆计算,假设这些电动汽车同时进行充电,那么峰值功率将达到5亿千瓦,导致电网负荷急剧增长,对电网运行和控制造成不可忽视的影响。由于使用者的不同,电动汽车用户用车行为和充电时间均具有较大的不确定性,导致电动汽车充电负荷的随机性很大,使电网的控制难度增加;大量电动汽车接入电网,将会导致负荷增长,电网负荷峰谷差加大,增大电网调峰难度,加重电力系统的负担,对电网的安全可靠性造成严重的影响。此外,电动汽车充电桩属于非线性设备,将会对供电系统产生较大的谐波污染,导致功率因数下降,对供电质量产生不利影响;电动汽车充电会使配电网的负荷、投资和运行成本较快增加,同时产生电压损耗和三相不
10、平衡等问题。0003 因此,有必要研究电动汽车充电对电网负荷的影响,针对具体影响采取相应的措施,实施有序充电方法,对此来适应电动汽车的规模化发展。电动汽车充电对电网负荷的影响主要有以下两个方面,一方面是对配电网的影响:电动汽车在用电高峰期充电将会对配电网负荷平衡、三相平衡和电压调节产生重要影响,导致配电网线路过载、损耗增加、电压跌落以及配电变压器过载问题,会降低电网运行的有效性和可靠性。另一方面是对电能质量的影响:电动汽车采用车载或非车载电力电子充电设备,进行双向变流的充放电操作,因此容易产生谐波污染,破坏电能质量,尤其是用电高峰期时段,会加重供电系统负担。0004 因为电动汽车充电属于新兴行
11、业,目前技术不够成熟,而且普通充电桩并没有柔性充电功率调控功能,只能实现基础充电功能。发明内容0005 本发明的目的旨在解决至少上述所提到的问题之一。0006 根据本发明的第一方面,提供一种充电桩的柔性充电调控方法,包括多个充电桩,多个充电桩之间通过无线网络连接,该方法具体包括如下步骤:1)设定一个调控周期内多个充电桩中的一个充电桩作为主控设备,其它充电桩作为被控设备;2)所述主控设备收集所述多个充电桩的实际功率数据,并根据该多个充电桩的实际功率数据运算得到实时的充电桩总功率P充电 桩(实际)3)判断所述实时的充电桩总功率P充电 桩(实际)是否大于变压器额定功率P变压器(额定); 说明书CN
12、108075536 A2/7 页若是,执行步骤4)-5),若否,则返回步骤2);4)对所述多个充电桩的最大功率进行调整;5)判断当前调控周期是否结束;若否,返回步骤2);若是,结束当前调控周期并开始新的调控周期。0007 与现有技术相比,该充电桩的柔性充电调控方法以充电站或专用变压器下充电桩为单位 ,在满足区域充电负荷需求条件下,充电站和专用变压器下区域充电桩可调度负荷,自动平衡调节区域内充电桩最大功率,保证充电站内专用变压器不会出现过载,实现电动汽车的有序充电和配网安全经济运行。0008 在一些实施方式中,所述步骤2)中,所述多个充电桩实时监测自身功率数据,所述多个充电桩之间通过无线蜂窝网络
13、(ZigBee)进行数据传送和接收。0009 在一些实施方式中,所述被控设备包括中继设备和从设备;所述主控设备收集所述多个充电桩的实际功率数据包括:所述从设备监测自身实际功率数据,并将其自身实际功率数据经中继设备传送给主控设备或直接传送给主控设备;所述中继设备将自身实际功率数据和从设备传送过来的实际功率数据一并传送给主控设备。0010 在一些实施方式中,所述步骤4)具体包括:所述主控设备下发进行柔性充电调控的操作指令;所述被控设备检查到主控设备下发进行柔性充电调控的操作指令后,执行调整本充电桩的最大功率。0011 作为本发明技术方案的优选,在新的调控周期内,上一调控周期的任一被控设备作为主控设
14、备,上一调控周期的主控设备则作为被控设备,如此不断循环。0012 为了实现本发明目的,作为同一发明构思,根据本发明的第二方面,提供一种具有柔性充电调控功能的充电桩系统,该系统包括多个充电桩,多个充电桩之间通过无线网络连接;在一个调控周期内,所述多个充电桩中的一个充电桩为主控设备,其它充电桩为被控设备;所述主控设备用于实时监测自身实际功率数据并收集所述被控设备的实际功率数据,并根据自身以及被控设备的实际功率数据运算得到实时的充电桩总功率P充电 桩(实际),并根据充电桩总功率P充电 桩(实际)判断是否执行对所述多个充电桩的最大功率进行调整。0013 在一些实施方式中,所述主控设备和被控设备具有实时
15、监测自身功率数据功能,所述主控设备和被控设备之间通过无线蜂窝网络(ZigBee)进行数据传送和接收。0014 在一些实施方式中,所述被控设备包括中继设备和从设备,所述从设备用于实时监测自身实际功率数据,并将其自身实际功率数据经中继设备传送给主控设备或直接传送给主控设备;所述中继设备用于实时监测自身实际功率数据,并将自身实际功率数据和从设备传送过来的实际功率数据一并传送给主控设备。0015 在一些实施方式中,所述根据充电桩总功率P充电 桩(实际)判断是否执行对所述多个充电桩的最大功率进行调整具体包括:当充电桩总功率P充电 桩(实际)变压器额定功率P变压器(额定)时,下调区域内每个充电桩的最大功率
16、;当充电桩总功率P充电 桩(实际)变压器额定功率P变压器(额定)时,对每个充电桩的最大功率不做调整。0016 在一些实施方式中,在当前调控周期内,上一调控周期的任一被控设备作为主控设备,上一调控周期的主控设备则作为被控设备。0017 与现有技术相比,上述多个实施方式的充电桩系统通过充电桩相互之间自组网通 说明书CN 108075536 A3/7 页讯,实时监测充电桩充电功率,自动控制桩体充电功率,使区域内充电桩功率值之和P充电 桩(实际)变压器额定功率P变压器(额定),实现有序充电,柔性控制,减小电动汽车充电行为对配电网的影响。附图说明0018 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方
17、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。0019 图1为本发明实施例中充电桩的柔性充电调控方法流程图;图2为本发明实施例中充电桩模块示意图;图3为本发明实施例中具有柔性充电调控功能的充电桩系统示意图;图4为本发明实施例中柔性充电均衡控制法原理图;图5为本发明实施例中专用变压器下充电站和充电桩框架示意图;图6为本发明实施例中充电桩组成模块示意图;图7为本发明实施例中充电桩调控终端模块示意图。具体实施方式0020 下面详细描述本发明
18、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,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。0021 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其
19、他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。0022 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连 接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。0023 参照下面的描述和附图,将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中,具体
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- 发明专利 充电 柔性 调控 方法 系统
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