一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统，包括主控单元、人机交互模块、通信单元和功能单元；所述人机交互模块与所述主控单元相连；通信单元包括远程通信模块和本地通信模块，远程通信模块和本地通信模块分别与主控单元相连；功能单元包括控制模块、交采模块和有序充电模块；控制模块配合人机交互模块完成终端的控制；交采模块采集交流模拟量以及计量电能量；有序充电模块用于进行有序充电策略生成及缓存、与有序充电管理平台交互、有序充电策略转发、台区负荷越线控制、台区信息及充电信息采集和台区识别。本发明专利技术能够为用户提供及时准确的用电信息，实现用户的自主选择，满足多元化客户需求，同时降低电动汽车规模化随机无序充电对电网的影响。

An Energy Router and Charging Management System for Electric Vehicle Orderly Charging

The invention discloses an energy router and charging management system for orderly charging of electric vehicles, including main control unit, man-machine interaction module, communication unit and functional unit; the man-machine interaction module is connected with the main control unit; the communication unit includes remote communication module and local communication module, and the remote communication module and local communication module are connected with the main control unit respectively. Functional units include control module, delivery module and ordered charging module; control module cooperates with human-computer interaction module to complete terminal control; delivery module collects AC analog and metering energy; ordered charging module is used to generate and cache ordered charging strategy, interact with ordered charging management platform, ordered charging strategy forwarding, load override control in station area, and platform. Area information and charging information collection and station identification. The invention can provide timely and accurate electricity information for users, realize users'independent choice, meet diversified customer needs, and reduce the impact of large-scale random and disorderly charging of electric vehicles on the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统
本专利技术属于智能用电
，具体涉及一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统。
技术介绍
随着世界各国对能源和环境问题的高度重视，电动汽车产业已进入加速发展期。规模化电动汽车无序充电会对电网安全、经济、可靠运行带来巨大挑战，并会导致电动汽车充电需求无法及时满足。为降低电动汽车规模化随机无序充电对电网的影响，提升电网接纳电动汽车能力，提高电动汽车与电网协调运行的有序性、可靠性、经济性，国网营销部组织开展了电动汽车有序充电控制技术方案研究工作。家用分布式发电、电动汽车等需求侧的电源将越来越多的接入电网，并对电网运行控制带来影响，例如：新型电源产生的额外电能送回电网所产生的双向潮流问题；电动汽车充电需要增加馈线的承载容量，还会导致严重的晚间用电高峰问题；分布式发电、需求响应及电动汽车引起的负荷曲线变化问题。因此，建设合理高效有序用电系统，为用户提供及时准确的用电信息，实现用户的自主选择，满足多元化客户需求，提升电网公司的服务质量，将是未来智能用电的发展方向。电力用户逐渐从电网的被动参与者向主动参与者转变，对电网公司的服务水平将提出更高的要求。用户从被动参与者向主动参与者的转变，是电网发展的客观规律决定的。用户所要求的服务种类和需求将发生变化。随着阶梯电价和峰谷电价的推行，用户将获得更多的激励，使其改变用电行为，对用电成本将更加敏感；用户希望获得更加及时准确的用电信息，也对电网公司的服务水平提出了更高要求。目前电动汽车充电设备大多采用即时充电的方式，充电桩不能对电动汽车充电的时机和充电功率进行控制；部分电动汽车具备预约充电的功能，预约条件仅仅是基于车主用车考虑，并没有考虑上级配电网的运行情况，对于电网运行角度来说并没有按照最适合的方式和时间进行充电。随着电动汽车用户数量的增长，电动汽车规模化无序充电会进一步加剧电网的不确定性，恶化电力系统运行指标，导致居民负荷“峰上加峰”，迫使供电设备增容、扩容，并造成供电设备利用率下降，不利于电网的稳定、经济运行。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统，能够为用户提供及时准确的用电信息，实现用户的自主选择，满足多元化客户需求，同时降低电动汽车规模化随机无序充电对电网的影响，提升电网接纳电动汽车能力，提高电动汽车与电网协调运行的有序性、可靠性、经济性。为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，包括：主控单元；人机交互模块，所述人机交互模块与所述主控单元相连；通信单元，所述通信单元包括远程通信模块和本地通信模块，远程通信模块采用4G或光纤专网通信方式与所述主控单元相连，实现与主站之间的直接通信；所述本地通信模块采用宽带电力线载波通信、微功率无线通信、RS485通信或M-Bus总线通信中的任意一种通信模式与能源路由监控管理单元通信，实现与能源路由监控管理装置的信息交互及与主站的间接通信；；功能单元，所述功能单元与所述主控单元相连，其包括控制模块、交采模块和有序充电模块；所述控制模块配合人机交互模块完成终端的控制；所述交采模块采集交流模拟量以及计量电能量；所述有序充电模块包括有序充电策略生成及缓存子模块、有序充电管理平台交互子模块、有序充电策略转发子模块、台区负荷越线控制子模块、台区信息及充电信息采集子模块和台区识别子模块，分别用于进行有序充电策略生成及缓存、与有序充电管理平台交互、有序充电策略转发、台区负荷越线控制、台区信息及充电信息采集和台区识别。进一步地，所述交采模块包括充电桩采集模块以及计量模块，所述充电桩采集模块通过CAN网与充电桩通信，实时查询充电桩充电状态信息；所述计量模块包括充电桩计量单元和扩展多路计量单元，分别采集充电桩及分布式能源、家庭负荷、储能设备的负荷计量信息。进一步地，所述人机交互模块包括LCD显示屏、按键和/或终端运行指示灯。进一步地，所述远程通信模块和本地通信模块均具有自测试子模块、自诊断子模块和自恢复计数模块；所述自测试子模块用于进行自测试；所述自诊断子模块用于进行自诊断；所述自恢复计数模块用于记录每日自恢复的次数。进一步地，当有异常事件发生时，所述远程通信模块和/或本地通信模块实时发送异常事件。进一步地，所述本地通信模块支持远程通过上位机对其进行升级。进一步地，所述功能单元还包括遥信脉冲模块，所述遥信脉冲模块包括遥信输入接口和电能表脉冲输入接口；所述遥信脉冲模块上电后，主动上报命令给主控单元，主控单元对遥信脉冲模块进行模块识别，当有异常事件发生时，遥信脉冲模块可以实时上报异常事件，无需上位机干预。第二方面，本专利技术提供了一种基于面向电动汽车有序充电的能源路由器的充电管理系统，包括：上级管理与业务应用平台；能源管理平台，所述能源管理平台与所述上级管理与业务应用平台相连，负责对充电桩、分布式能源、家庭负荷、储能设备进行运行数据采集、控制、计量计费及电动汽车有序充电编排，并把充电计划发布至上级管理与业务应用平台，支撑上级管理与业务应用处理用户需求申请和实现对本地有序充电策略的实时调控；能源路由监控管理单元，所述能源路由监控管理单元一端与所述能源管理平台相连，另一端分别连接有若干个第一方面中所述的能源路由器的其中一端，各能源路由器的另一端分别与位于用户端的分布式电源、家庭负荷、储能设备以及充电桩相连；所述能源路由器一方面负责实时采集各个能源单元的充电功率、充电电量、充电桩状态的负荷信息数据，并对电动汽车充电过程进行实时监控，保证电动汽车充电过程的安全性、经济性需求；另一方面，根据制定的本地有序充电策略，通过给充电桩下达指令实现对电动汽车充电的实时功率调节或控制，从而实现电动汽车有序充电。进一步地，所述的一种基于面向电动汽车有序充电的能源路由器的充电管理系统，还包括移动通信终端，所述移动终端与所述能源管理平台或能源路由器之间无线通信，实现用户预约或实时充电申请，为用户提供充电信息实时查询和实时推送当前充电状态变化。进一步地，各能源路由器的另一端分别与位于用户端的分布式电源、家庭负荷、储能设备以及充电桩利用有线或者无线相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种面向电动汽车有序充电的能源路由器及充电管理系统，能够根据电网运行情况、上级调度系统指令、电动汽车充电需求等方面综合决策，通过控制相关的充电设施，积极引导电动汽车用户进行有序充电，平抑电网负荷波动，减少配电网的投资建设成本，保证电网稳定性。附图说明图1为本专利技术一种实施例的能源路由器的结构示意图；图2为本专利技术一种实施例的能源路由器的工作流程示意图；图3为本专利技术一种实施例的充电管理系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术的保护范围。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。实施例1本专利技术实施例提供了一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，如图1-2所示，具体包括：用于供电的供电单元、主控单元、通信单元以及功能单元；所述供电单元使用交流三相或单相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于，包括：主控单元；人机交互模块，所述人机交互模块与主动单元相连；通信单元，所述通信单元包括远程通信模块和本地通信模块，远程通信模块采用4G或光纤专网通信方式与所述主控单元相连，实现与主站之间的直接通信；所述本地通信模块采用宽带电力线载波通信、微功率无线通信、RS485通信或M‑Bus总线通信中的任意一种通信模式与能源路由监控管理单元通信，实现与能源路由监控管理装置的信息交互及与主站的间接通信；功能单元，所述功能单元与所述主控单元相连，其包括控制模块、交采模块和有序充电模块；所述控制模块配合人机交互模块完成终端的控制；所述交采模块采集交流模拟量以及计量电能量；所述有序充电模块包括有序充电策略生成及缓存子模块、有序充电管理平台交互子模块、有序充电策略转发子模块、台区负荷越线控制子模块、台区信息及充电信息采集子模块和台区识别子模块，分别用于进行有序充电策略生成及缓存、与有序充电管理平台交互、有序充电策略转发、台区负荷越线控制、台区信息及充电信息采集和台区识别。

【技术特征摘要】
1.一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于，包括：主控单元；人机交互模块，所述人机交互模块与主动单元相连；通信单元，所述通信单元包括远程通信模块和本地通信模块，远程通信模块采用4G或光纤专网通信方式与所述主控单元相连，实现与主站之间的直接通信；所述本地通信模块采用宽带电力线载波通信、微功率无线通信、RS485通信或M-Bus总线通信中的任意一种通信模式与能源路由监控管理单元通信，实现与能源路由监控管理装置的信息交互及与主站的间接通信；功能单元，所述功能单元与所述主控单元相连，其包括控制模块、交采模块和有序充电模块；所述控制模块配合人机交互模块完成终端的控制；所述交采模块采集交流模拟量以及计量电能量；所述有序充电模块包括有序充电策略生成及缓存子模块、有序充电管理平台交互子模块、有序充电策略转发子模块、台区负荷越线控制子模块、台区信息及充电信息采集子模块和台区识别子模块，分别用于进行有序充电策略生成及缓存、与有序充电管理平台交互、有序充电策略转发、台区负荷越线控制、台区信息及充电信息采集和台区识别。2.根据权利要求1所述的一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于：所述交采模块包括充电桩采集模块以及计量模块，所述充电桩采集模块通过CAN网与充电桩通信，实时查询充电桩充电状态信息；所述计量模块包括充电桩计量单元和扩展多路计量单元，分别采集充电桩及分布式能源、家庭负荷、储能设备的负荷计量信息。3.根据权利要求1所述的一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于：所述人机交互模块包括LCD显示屏、按键和/或终端运行指示灯。4.根据权利要求1所述的一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于：所述远程通信模块和本地通信模块均具有自测试子模块、自诊断子模块和自恢复计数模块；所述自测试子模块用于进行自测试；所述自诊断子模块用于进行自诊断；所述自恢复计数模块用于记录每日自恢复的次数。5.根据权利要求1所述的一种面向电动汽车有序充电的能源路由器，其特征在于：当有异常事件发生时，所述远程通信模块和/或本地通信模块实时发送异常事件。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓烽，朱金大，王伟，代攀，温殿国，田大伟，吾喻明，王馨，郑梦阳，王磐，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32