一种智能充电桩充电控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能充电桩充电控制系统及方法，包括数据采集层、设备层和设备监管控制层，数据采集层、设备层相连接，设备层和设备监管控制层通信连接，其中：数据采集层包括一个或者多个电表、一个或者多个箱变，用于对设备层用电时监控实时的电表功率；设备层，包括但不限于充电站或者充电桩；设备监管控制层，分为智慧能源系统和充电运营管理平台。本发明专利技术通过进行有序充电在线控制和对功率限制值进行离线优化，计算各电动汽车的充电优先级并安排各充电桩的启停，精确到每台充电桩进行控制。可对每台充电桩设置允许充电时间段，防止用电高峰时期充电量过大，支持延迟充电，避免峰上加峰。免峰上加峰。免峰上加峰。

【技术实现步骤摘要】
一种智能充电桩充电控制系统及方法

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[0001]本专利技术涉及充电控制
，尤其涉及一种智能充电桩充电控制系统及方法。

技术介绍
：
[0002]在能源及环境压力下，对可再生清洁能源的利用已成为未来电网发展的确定趋势，由于波动性强、可控性差的特点，大规模可再生能源发电接入已对电网的安全稳定性造成了直接影响。同时由于负荷快速增长，引起的输配电升级改造需求也为电网的运行造成了压力。在发展清洁、经济、高效电网的目标下，对用户侧资源的利用已成为智能配电网建设的重要目标和应用领域之一，需求响应技术以用户侧的负荷和电源为控制对象，改变用户的用电方式，使用户参与电网的运行，实现发电和用电的平衡。
[0003]随着电动汽车的大量普及以及充电设施的逐渐完善，越来越多的家庭将在住宅区停车场为新能源汽车进行充电。大量电动汽车进行充电将会给电网带来负荷增长，如果在用电高峰期充电将会导致配电网线路、变压器过载，损耗增加，峰谷差加大，电压跌落等问题，对配电网的安全运行产生负面影响。因此，对电动汽车充电进行有序控制将有助于减少电网运行风险，提高电网运行的经济效益。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术的目的在于提供一种智能充电桩充电控制系统及方法，以解决现有技术如果在用电高峰期充电将会导致配电网线路、变压器过载，损耗增加，峰谷差加大，电压跌落等问题。
[0005]本专利技术由如下技术方案实施：一种智能充电桩充电控制系统，包括数据采集层、设备层和设备监管控制层，所述数据采集层、设备层相连接，所述设备层和设备监管控制层通信连接，其中：
[0006]数据采集层包括一个或者多个电表、一个或者多个箱变，所述电表、箱变对应连接，用于对设备层用电时监控实时的电表功率；
[0007]设备层，包括但不限于充电站或者充电桩；
[0008]设备监管控制层，分为智慧能源系统和充电运营管理平台；智慧能源系统用于采集电表数据，获取实时的电表信息，监控整个小区的用电情况；充电运营管理平台是基于互联网的充电监控和运营管理平台，提供充电站/桩的地理信息与位置服务、充电设备管理与监控、数据采集与故障定位、运营统计与数据分析、多维度收益数据与报表。
[0009]进一步的，所述充电运营管理平台包括数据库服务器、Web/App后台服务器、用户登录服务器。
[0010]进一步的，所述设备层和设备监管控制层通过交换机、移动通信网通信连接。
[0011]进一步的，所述智慧能源系统通过645多功能电表通信协议采集电表数据，将采集到的数据进行转换存储。
[0012]进一步的，所述智慧能源系统以一个或者多个645多功能电表连接。
[0013]本专利技术还提供一种智能充电桩充电控制方法，包括：
[0014]谷时段内设备监管控制层采用当日实施的功率限制值对设备层内用充电桩充电的电动汽车进行有序充电在线控制；所述设备监管控制层分为智慧能源系统和充电运营管理平台；智慧能源系统用于采集电表数据，获取实时的电表信息，监控整个小区的用电情况；充电运营管理平台是基于互联网的充电监控和运营管理平台，提供充电站/桩的地理信息与位置服务、充电设备管理与监控、数据采集与故障定位、运营统计与数据分析、多维度收益数据与报表；
[0015]谷时段结束后，设备监管控制层根据上一控制时段参加有序充电的电动汽车的充电信息对功率限制值进行离线优化，并制定下一控制时间段的功率限制值。
[0016]进一步的，所述谷时段内设备监管控制层采用当日实施的功率限制值对设备层内用充电桩充电的电动汽车进行有序充电在线控制，具体为：用户把电动汽车插到充电桩后，通过充电桩上的交互界面设定期望荷电状态、离开时刻，充电桩上的充电控制系统通过电动汽车的电池管理系统获取充电负荷的主要变量；充电桩的充电控制系统将充电负荷信息上传到有设备监管控制层，设备监管控制层对电动汽车充电进行控制，包括以下步骤：
[0017]步骤1
‑
1)充电桩检测是否有电动汽车接入，若无则转到步骤3)，若有则判断新接入的电动汽车是否符合延迟充电条件；若所述延迟充电条件均满足则电动汽车进入有序充电等待序列中；否则立即对其充电以保证充电结束时的电量最大程度接近用户期望的电动汽车荷电状态；
[0018]步骤1
‑
2)设备监管控制层通过数据采集层获取t时刻的充电桩实时负荷信息；寻找t时刻充电完成的电动汽车，将其从充电序列中剔除；
[0019]步骤1
‑
3)寻找充电等待序列中充电优先级最高的电动汽车，若优先级S＝1，则设备监管控制层对充电桩下达命令使其对当前电动汽车进行充电；若优先级S≠1，则采用当日制定的功率限制值P
l
计算t时刻功率裕度P
m
，判断t时刻功率裕度P
m
是否大于当前待充电电动汽车和正在充电的电动汽车总功率P
s
，是P
m
＞P
s
则对当前待充电电动汽车进行充电，记录当前待充电电动汽车充电起始时间t
s
和充电结束时间t
o
，并更新功率裕度P
m+1
，继续寻找下一时刻的最高优先级的电动汽车，判断是否可以进行充电，直至优先级S≠1且功率裕度小于待充电电动汽车充电功率；
[0020]其中，P
m
＝P
l
‑
P
t
；P
t
为t时刻正在充电的电动汽车总功率。
[0021]进一步的，所述设备监管控制层根据上一控制时段参加有序充电的电动汽车的充电信息对功率限制值进行离线优化，具体为：
[0022]步骤2
‑
1)检查t时刻是否有电动汽车返回，若有则判断是否符合延迟充电条件，符合则此电动汽车进入等待充电的电动汽车集合En中；不符合则此电动汽车进入正在充电的电动汽车集合Cn中，t时刻集合Cn所有充电电动汽车的功率为:
[0023][0024]其中，P
t
为t时刻正在充电的电动汽车总功率，P
i
单个电动汽车充电功率；
[0025]步骤2
‑
2)t时刻从正在充电的电动汽车集合Cn中寻找已完成充电的电动汽车，将其从Cn中删除，进入已充电完成的电动汽车集合Fn中；
[0026]步骤2
‑
3)在谷时段开始时刻之后，计算等待充电的电动汽车集合En中各电动汽车
的充电优先级S，寻找优先级S最高的电动汽车；当优先级S≠1且当日制定的功率限制值P
l
大于待充电电动汽车和t时刻正在充电的电动汽车功率之和，或者优先级S＝1，则此优先级最高的电动汽车进入集合Cn中；
[0027]步骤2
‑
4)循环执行步骤步骤2
‑
3)，直到S≠1且当日制定的功率限制值P
l
小于待充电电动汽车和t时刻正在充电的电动汽车功率之和时，推进下一时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能充电桩充电控制系统，其特征在于，包括数据采集层、设备层和设备监管控制层，所述数据采集层、设备层相连接，所述设备层和设备监管控制层通信连接，其中：数据采集层包括一个或者多个电表、一个或者多个箱变，所述电表、箱变对应连接，用于对设备层用电时监控实时的电表功率；设备层，包括但不限于充电站或者充电桩；设备监管控制层，分为智慧能源系统和充电运营管理平台；智慧能源系统用于采集电表数据，获取实时的电表信息，监控整个小区的用电情况；充电运营管理平台是基于互联网的充电监控和运营管理平台，提供充电站/桩的地理信息与位置服务、充电设备管理与监控、数据采集与故障定位、运营统计与数据分析、多维度收益数据与报表。2.根据权利要求1所述的一种智能充电桩充电控制系统，其特征在于，所述充电运营管理平台包括数据库服务器、Web/App后台服务器、用户登录服务器。3.根据权利要求1所述的一种智能充电桩充电控制系统，其特征在于，所述设备层和设备监管控制层通过交换机、移动通信网通信连接。4.根据权利要求1所述的一种智能充电桩充电控制系统，其特征在于，所述智慧能源系统通过645多功能电表通信协议采集电表数据，将采集到的数据进行转换存储。5.根据权利要求4所述的一种智能充电桩充电控制系统，其特征在于，所述智慧能源系统以一个或者多个645多功能电表连接。6.一种智能充电桩充电控制方法，其特征在于，包括：谷时段内设备监管控制层采用当日实施的功率限制值对设备层内用充电桩充电的电动汽车进行有序充电在线控制；谷时段结束后，设备监管控制层根据上一控制时段参加有序充电的电动汽车的充电信息对功率限制值进行离线优化，并制定下一控制时间段的功率限制值。7.根据权利要求6所述的一种智能充电桩充电控制方法，其特征在于，所述谷时段内设备监管控制层采用当日实施的功率限制值对设备层内用充电桩充电的电动汽车进行有序充电在线控制，具体为：用户把电动汽车插到充电桩后，通过充电桩上的交互界面设定期望荷电状态、离开时刻，充电桩上的充电控制系统通过电动汽车的电池管理系统获取充电负荷的主要变量；充电桩的充电控制系统将充电负荷信息上传到有设备监管控制层，设备监管控制层对电动汽车充电进行控制，包括以下步骤：步骤1
‑
1)充电桩检测是否有电动汽车接入，若无则转到步骤3)，若有则判断新接入的电动汽车是否符合延迟充电条件；若所述延迟充电条件均满足则电动汽车进入有序充电等待序列中；否则立即对其充电以保证充电结束时的电量最大程度接近用户期望的电动汽车荷电状态；步骤1
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2)设备监管控制层通过数据采集层获取t时刻的充电桩实时负荷信息；寻找t时刻充电完成的电动汽车，将其从充电序列中剔除；步骤1
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3)寻找充电等待序列中充电优先级最高的电动汽车，若优先级S＝1，则设备监管控制层对充电桩下达命令使其对当前电动汽车进行充电；若优先级S≠1，则采用当日制定的功率限制值P
l
计算t时刻功率裕度P
m
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞功，刘鑫艳，郭雄飞，范士刚，孙旭，
申请(专利权)人：山东积成智通新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：