【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动汽车充电，特别是涉及一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩。
技术介绍
1、随着电动汽车行业的快速发展，作为电动汽车配套设施的充电桩也大幅度发展。充电桩的核心部件为充电模块，充电模块将交流电变换为直流电。现有的充电站多采用充电桩系统模式，充电桩系统将充电模块集成在一个配电柜中，并包含多个独立的充电枪。充电模块采用分组架构，其输出经过断路器并联在一起，形成功率输出母线，功率输出母线为各个充电枪提供充电功率。各个充电枪输出最大功率之和为所有充电模块输出最大功率之和。电动汽车由于车型大小不同、充电速度要求不同，其充电需求功率也不同。电动汽车在充电过程中，所需的充电电流和充电电压不断的变化，也即所需充电功率在动态变化。由于现场充电站的规模不同，所建设的充电桩系统的大小不同，充电模块组数及分组策略不同，充电模块的输出母线并联架构也不同。面对如此复杂的充电桩系统，存在最大功率受限的问题，且闲置功率无法利用的痛点，故不能高效率的为运营车辆提供充电服务。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种充电桩柔性功率分配的方法和充电桩，通过比对充电桩有功功率和总有功值的大小，利用馈线切除策略来选择部分馈线进行切除，实现快速可控制充电站的有功功率，解决了现有的充电桩闲置功率无法利用、充电效率不高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种充电桩柔性功率分配的方法，包括如下步骤：
4、步骤s1：采集并计算
5、步骤s2：电动汽车与充电桩连接；
6、步骤s3：充电桩获取电动汽车的充电需求，并读取用户设定的充电时间；
7、步骤s4：充电桩计算充电过程中的参数，得到需投入该电动汽车充电的有功功率pplan；
8、步骤s5：判断充电桩有功功率pplan是否降至总有功值psum以下；
9、若是，则返回步骤s4；
10、若否，则执行步骤s6；
11、步骤s6：进行馈线切除策略，将选中的馈线切除。
12、作为一种优选的技术方案，所述步骤s3中，充电桩获取电动汽车的充电需求包括：电动车辆的剩余电量、充电电压和充电电流，并根据用户剩余预期充电时间和充电状态，确定每辆电动汽车的预计充电时间：
13、
14、式中，tp为预计充电时间，tep为用户剩余预期充电时间，ssoc为电池剩余容量，e为电池容量，pbat为充电功率。
15、作为一种优选的技术方案，所述步骤s4中，电动汽车充电的有功功率pplan计算公式如下：
16、
17、式中，vp为电动车辆充电需求的电压，ip为电动车辆充电需求的电流，ηbat为充电桩的平均转换效率。
18、作为一种优选的技术方案，所述步骤s5中，判断充电桩有功功率pplan是否降至总有功值psum采用公式pcut＝psum-pplan；式中，pcut为总有功值psum与充电桩有功功率pplan之间的差值；若pcut＜0，则执行馈线切除策略。
19、作为一种优选的技术方案，所述步骤s6中，馈线切除策略的数学模型为：
20、
21、式中，ki为第i条备选切馈线对象的调节系数；ci为第i条备选切馈线对象是否进行切除的变量，ci＝1表示切除第i条馈线，ci＝0表示保留第i条馈线，pi表示实时采集第i条备选切馈线对象的有功功率值；n为馈线数。
22、作为一种优选的技术方案，所述数学模型的具体工作流程如下：
23、步骤s61：向数学模型输入有功目标值、充电站有功功率输出值、各馈线有功功率值以及各馈线上网电价；
24、步骤s62：计算备选切馈线对象的调节系数ki；
25、步骤s63：将所有备选切馈线对象按照调节有功功率值kipi从小到大排序，建立充电站场站内备选切馈线对象的控制序列表；
26、步骤s64：从上述控制序列表中选取馈线集合r，满足式中，j表示最大切除的馈线数目；
27、步骤s65：在选出的馈线集合r中逐个剔除调节有功功率值大的馈线，若满足则k＝k+1(k＝2,3,4,...,j-1)，继续执行步骤s65，否则执行步骤s66；
28、步骤s66：优化馈线集合r后在逐个剔除调节有功功率值小的馈线，若满足则m＝m+1(m＝2,3,4,...,j-k+1)，继续执行步骤s66，否则结束优化，得到最优的切馈线集合。
29、本专利技术为一种充电桩，采用权利要求1-6任一项所述的充电桩柔性功率分配方法，包括调度总站、充电站和部署在充电站的多个充电桩；
30、所述充电站内置有柔性功率分配装置；所述柔性功率分配装置包括agc模块和有功功率控制模块；所述充电站用于监视各个充电桩的数据数据和向调度总站上传信息，并接收调度总站下发的有功功率目标控制指令；
31、所述agc模块用于完成电网正常调度运行条件下有功功率的调节要求；所述有功功率控制模块用于完成有功功率未及时降至总有功值以下时，通过馈线切除控制策略控制充电站有功功率。
32、作为一种优选的技术方案，所述有功功率控制模块接收到调度总站下发的有功目标值后，由agc模块对全站有功功率进行精细化控制和调节；若调节后，有功功率大于调度总站下发的目标值，则有功功率控制模块通过馈线切除控制策略切除部分集电馈线。
33、作为一种优选的技术方案，所述调度总站和充电站通信中断时，充电站会切换至本地控制模式，以柔性功率分配装置中预先设定的有功目标值为目标进行有功控制，直至通信状态恢复正常；当系统接收的有功目标值发生明显异常时，将舍弃该有功目标值，以前一次正常有功目标值进行有功控制。
34、作为一种优选的技术方案，所述充电站内还部署有风电机组或光伏逆变器，当风电机组或光伏逆变器的总有功出力满足充电桩柔性功率分配时，则风电机组或光伏逆变器先进行有功功率的控制。
35、本专利技术具有以下有益效果：
36、(1)本专利技术通过比对充电桩有功功率和总有功值的大小，利用馈线切除策略来选择部分馈线进行切除，实现快速可控制充电站的有功功率，提高了充电站综合利用率。
37、(2)本专利技术通过多目标约束控制策略选择快速可靠切除部分集电馈线，使用agc功率控制策略对充电站有功功率进行精细化控制和调节，保证充电站总有功出力值机及有功调节速率满足调度要求。
38、(3)本专利技术通过在充电站内部署风电机组或光伏逆变器来在满足充电桩柔性功率分配时，优先使用风电机组或光伏逆变器进行供电，减少充电站的电力使用，实现新能源充电站的经济运行。
39、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤S3中，充电桩获取电动汽车的充电需求包括：电动车辆的剩余电量、充电电压和充电电流，并根据用户剩余预期充电时间和充电状态，确定每辆电动汽车的预计充电时间：
3.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤S4中，电动汽车充电的有功功率Pplan计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤S5中，判断充电桩有功功率Pplan是否降至总有功值Psum采用公式Pcut＝Psum-Pplan；式中，Pcut为总有功值Psum与充电桩有功功率Pplan之间的差值；若Pcut＜0，则执行馈线切除策略。
5.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤S6中，馈线切除策略的数学模型为：
6.根据权利要求5所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述数学模型的具体工作流程如下：
7.一种充
8.根据权利要求7所述的一种充电桩，其特征在于，所述有功功率控制模块接收到调度总站下发的有功目标值后，由AGC模块对全站有功功率进行精细化控制和调节；若调节后，有功功率大于调度总站下发的目标值，则有功功率控制模块通过馈线切除控制策略切除部分集电馈线。
9.根据权利要求7所述的一种充电桩，其特征在于，所述调度总站和充电站通信中断时，充电站会切换至本地控制模式，以柔性功率分配装置中预先设定的有功目标值为目标进行有功控制，直至通信状态恢复正常；当系统接收的有功目标值发生明显异常时，将舍弃该有功目标值，以前一次正常有功目标值进行有功控制。
10.根据权利要求7所述的一种充电桩，其特征在于，所述充电站内还部署有风电机组或光伏逆变器，当风电机组或光伏逆变器的总有功出力满足充电桩柔性功率分配时，则风电机组或光伏逆变器先进行有功功率的控制。
...【技术特征摘要】
1.一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤s3中，充电桩获取电动汽车的充电需求包括：电动车辆的剩余电量、充电电压和充电电流，并根据用户剩余预期充电时间和充电状态，确定每辆电动汽车的预计充电时间：
3.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤s4中，电动汽车充电的有功功率pplan计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤s5中，判断充电桩有功功率pplan是否降至总有功值psum采用公式pcut＝psum-pplan；式中，pcut为总有功值psum与充电桩有功功率pplan之间的差值；若pcut＜0，则执行馈线切除策略。
5.根据权利要求1所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述步骤s6中，馈线切除策略的数学模型为：
6.根据权利要求5所述的一种充电桩柔性功率分配的方法，其特征在于，所述数...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉建，徐明辉，
申请(专利权)人：安徽艾伊德动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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