基于有序控制的家用充电桩网络及其有序充电控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于有序控制的家用充电桩网络，包括多个家用充电桩，多个家用充电桩通过载波通信系统组网，多个家用充电桩通过载波通信系统与集中控制单元双向通讯，集中控制单元与远方后台主站双向通讯。本发明专利技术还公开了一种基于有序控制的家用充电桩网络的有序充电控制方法。本发明专利技术对家用充电桩进行有序控制，可以提高小区变压器等电力设备的利用效率；根据电网当前负荷情况，综合当前时间段的电费价格、网络中充电桩的充电需求等，给出一个分散充电的控制策略，让所有充电桩均匀平稳的利用有限的电能量进行充电。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及电动汽车充电粧
，尤其是一种基于有序控制的家用充电粧网络及其有序充电控制方法。
技术介绍
当前充电网点的建设，公共网点充电粧和充换电站的建设较为顺利，而用于住宅小区的充电粧建设却较少。家用充电粧通常高峰利用的时间只是在用户晚间下班之后的5?6个小时，此时小区里众多电动汽车同时充电，小区的配电变压器容量就会显得不够，而增加小区电力设备容量之后，却只是为了满足晚上用电高峰加上电动汽车充电需求，这种方式使得电力资源的使用效率相对变得很低。电动汽车在小区的充电时间，正好落在晚上用电高峰期，此时电价较贵。随着目前阶梯电价推广的范围越来越大，在用电高峰期进行充电的话，其经济性会大打折扣。如何能满足用户在深夜低电价时段的充电需求，同时在不增加或适度增加电力设备容量下，高效且有序的利用电力资源，另外为了解决分散的充电粧与上层集中设备的通信问题，所以需要一种基于有序控制的家用充电粧网络来保证用户电动汽车在低电价时段的集中充电，实现了小区电动汽车的充电需求。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种能够对家用充电粧进行有序控制，提高小区变压器等电力设备的利用效率；根据电网当前负荷情况，综合当前时间段的电费价格、网络中充电粧的充电需求等，给出一个分散充电的控制策略的基于有序控制的家用充电粧网络。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:一种基于有序控制的家用充电粧网络，包括多个家用充电粧，多个家用充电粧通过载波通信系统组网，多个家用充电粧通过载波通信系统与集中控制单元双向通讯，集中控制单元与远方后台主站双向通讯。所述家用充电粧包括第一主控芯片MCU，其输入输出端分别与计量电能表、读卡器、触摸屏、打印机、子载波通讯模块、电动汽车控制引导模块的输入输出端相连，第一主控芯片MCU通过子载波通讯模块与电力线双向通讯，第一主控芯片MCU的输出端与开关量驱动模块的输入端相连，开关量驱动模块的输出端与控制电动汽车充电回路的输入端相连。所述集中控制单元包括第二主控芯片MCU，其输入输出端分别与主载波通讯模块、以太网通讯模块、串口通讯模块的输入输出端相连，第二主控芯片MCU通过主载波通讯模块与电力线双向通讯，第二主控芯片MCU通过以太网通讯模块与远方后台主站双向通讯，第二主控芯片MCU通过串口通讯模块与外部串口设备双向通讯，第二主控芯片MCU的输入端与电平转换电路的输出端相连，电平转换电路的输入端与光电隔离电路的输出端相连，光电隔离电路的输入端接收开关量输入信号，第二主控芯片MCU的输出端通过继电器与外部断路器相连。所述远方后台主站包括: 前置服务模块，用于采集并处理集中控制单元上传的家用充电粧信息； 数据存储模块，用于存储家用充电粧的实时充电数据； 计量计费模块，用于对上传的充电信息进行解析计量以及统计计费； 决策调控模块，用于对上传的充电信息进行分析决策、参数调整、调度控制； 图形化人机界面模块，用于数据采集信息和分析决策等信息的显示，以及与用户实现人机交互功能。本专利技术的另一目的在于提供一种基于有序控制的家用充电粧网络的有序充电控制方法，该方法包括下列顺序的步骤: (1)首先用户刷卡认证，认证通过后用户将电动汽车的充电线接到家用充电粧上，设置充电完成时间，通过人机界面设置参数并下发到家用充电粧内部； (2 )电动汽车内部的车载充电机获取车辆电池实时容量及电池状态信息，将电池状态信息传输至家用充电粧； (3)家用充电粧获取电池信息和用户设置的充电完成时间，将以上数据上传至远方后台主站； (4)远方后台主站中的决策控制模块获取电池信息和充电完成时间，并综合获取的电网电压和电流谐波信息，以及分时电价信息，给出决策控制策略； (5)判断是否可以立即充电，若判断结果为是，则通过家用充电粧人机交互界面通知用户可以准备充电；否则，返回继续判断是否可以立即充电； (6)用户选择一个充电模式，待选择的充电模式条件满足后，闭合断路器开始充电； (7)在充电过程中，家用充电粧接收远方后台主站中的决策控制模块下发的负荷控制信号，调制振荡信号的占空比，控制调整电动汽车内部车载充电机的输出功率，从而实现对电动汽车充电功率的控制。若当前电网的负荷较高，谐波污染较大，则需要等待，返回继续判断是否可以立即充电；若当前电网的负荷较低、谐波污染较小，则可以立即充电；若电网电压下降超过5%，则认为负荷较高，若各次谐波电压含有率，奇次谐波超过4.0%，偶次谐波超过2.0%，则认为谐波污染较大。所述充电模式分为三个:立即充电模式、推荐最佳充电模式和预约充电模式；戶斤述推荐最佳充电模式是指，由决策控制模块推荐的根据电网电压和电流谐波信息以及分时电价信息给出的最佳充电模式；所述预约充电模式是指，用户预约一个时间进行充电。由上述技术方案可知，本专利技术的优点如下:第一，本专利技术对家用充电粧进行有序控制，可以提高小区变压器等电力设备的利用效率；第二，根据电网当前负荷情况，综合当前时间段的电费价格、网络中充电粧的充电需求等，给出一个分散充电的控制策略，让所有充电粧均匀平稳的利用有限的电能量进行充电；第三，采用高速窄带载波通信方法，无需通过以往的中心协调装置就可以建立可靠直接的通信，同时网络中每个充电粧节点都可以具备自动配置和自动路由的功能，并可以直接或通过多跳方式实现连通；第四，采用高速窄带载波通信方法，可以跨越变压器进行传输，所以集中控制单元只需要安装在中压电力线侧，即可完成与低压电力线侧各个充电粧区域的通信，节约了大量的集中设备的投入成本和相关配套设施的建设成本。【附图说明】图1为本专利技术的网络结构框图； 图2、3、4分别为本专利技术中家用充电粧、集中控制单元、远方后台主站的电路框图； 图5为本专利技术的方法流程图。【具体实施方式】如图1所示，一种基于有序控制的家用充电粧网络，包括多个家用充电粧1，多个家用充电粧1通过载波通信系统组网，多个家用充电粧1通过载波通信系统与集中控制单元3双向通讯，集中控制单元3与远方后台主站4双向通讯。所述的载波通信系统的工作方式由集中控制单元3中的主载波通讯模块和家用充电粧1中的子载波通讯模块来完成，所述的主载波通讯模块建立并维护一个网络，所述的子载波通讯模块可以方便加入和退出网络，子载波通讯模块自身可以充当中继，完成远距离通信；主载波通讯模块与众多的充电粧子载波通讯模块组成了一个Mesh网络，满足集中控制单元3的数据汇集和远方后台主站4的调度控制等应用。如图2所示，所述家用充电粧1包括第一主控芯片MCU，其输入输出端分别与计量电能表、读卡器、触摸屏、打印机、子载波通讯模块、电动汽车控制引导模块的输入输出端相连，第一主控芯片MCU通过子载波通讯模块与电力线2双向通讯，子载波通讯模块将充电粧信息耦合到电力线2上传输给主载波通讯模块，或从电力线2上解耦载波通讯信息传输给第一主控芯片MCU ;第一主控芯片MCU的输出端与开关量驱动模块的输入端相连，开关量驱动模块的输出端与控制电动汽车充电回路的输入端相连。如图3所示，所述集中控制单元3包括第二主控芯片MCU，所述第二主控芯片MCU采用STM32F107芯片，其输入输出端分别与主载波通讯模块、以太网通讯模块、串口通讯模块的输入输出端相连，第二主控芯片M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有序控制的家用充电桩网络，其特征在于：包括多个家用充电桩，多个家用充电桩通过载波通信系统组网，多个家用充电桩通过载波通信系统与集中控制单元双向通讯，集中控制单元与远方后台主站双向通讯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，郭晋楠，
申请(专利权)人：科大智能电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34