[發明專利]一種能智能化響應用電需求的充電系統及方法

有效

• 申請號: 201210461238.5
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103812126A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王云芝;張博寧;王向東;錢躍良;羅海勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J13/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

技術領域

本發明涉及一種能智能化響應用電需求的充電系統及方法。普遍適用于各種充電設備（如手機、筆記本電腦、平板電腦、MP3、MP4等）的充電裝置。

背景技術

隨著經濟的發展、人們生活水平的提高，需要充電的電子設備越來越多，電力需求也不斷增大。無論是手機、筆記本電腦，還是平板電腦或者MP3、MP4等影音播放器，都在人們生活和工作中扮演了越來越重要的角色，而這些設施的充電裝置在日常電力消耗中更是占據越來越大的比例。尤其是平板電腦、手機、MP3等電子設備，由充電系統對電池充電，再由電池對設備供電更是其主要的使用方式。

另一方面，電力資源的有限性和環境保護的必要性卻對更有效地利用電能有更高的要求。也正因如此，國內外物聯網和智能電網的相關技術才會如此蓬勃地發展。為了更好地順應電能發展趨勢，提高能效、節約資源，同時保護環境、實現低碳經濟，需要更合理、更高效、更科學地利用電能。

對于發電廠來說，其發電功率是保持恒定的。但是實際社會用電負荷卻是波動的。因此為了在負荷峰值點滿足用電需求，電廠需要按峰值負荷的功率發電，這樣在沒有到達峰值的時候就會造成用電浪費。所以如果可以盡量使用電負荷峰谷負荷變均勻，就可以使電能得到更高效的利用。

也正因為這樣，一些世界發達國家已經開始實施分段計價的措施，對高峰用電和低谷用電時間采取不同電價，其中高峰階段電價較高，低谷階段電價較低，來引導電能使用的均勻分配。我國雖然目前還未引進分段電價，但在未來也可能采取這一措施。如果采用分段計價，那么如果能幫助用戶平均安排電能利用，可以直接為他們節約用電的經濟成本；即使沒有采取分段計價，若能幫助用戶平均安排用電峰谷，也有利于電能的有效利用。

一般來講，充電系統以充電器為例，該充電器充電系統的工作原理如附圖1。如附圖1所示，充電器一端鏈接220V交流電，首先通過整流電路變成高壓直流電，再經過開關管變成高頻高壓脈沖，然后通過變壓器轉換為低壓（比如5V）脈沖。5V的低壓脈沖再經過一個整流、穩壓電路，變成5V穩定的直流電，連接到手機、平板等用電設備上，就可以完成充電。

在前面所述的背景下，如果能對普通的電子設備充電器進行改進，使之能夠“智能化地”適應新型的用電需求，適當地節約成本，卻不影響用電，無疑具有創新而實際的意義。

如果要使充電器可以智能化地響應用電需求，需要通過一定的方式獲取電網狀態和需求響應事件信息，包括電荷峰谷信息、電價變化信息、緊急限電事件或其他突發事件信息等。這類信息可以利用電力負荷分析的相關技術分析得到，電力負荷需求響應事件分析過程如圖2所示，電網的用電負荷數據由智能電表采集得到。電表采集到的電力負荷數據統一通過數據庫進行存儲和管理。電力負荷分析中心可以對采集得到的電力負荷數據進行分析，從而得到需求響應事件信息，比如當前電網中是處于用電高峰還是用電低谷，電價如何，是否有突發電力狀況等。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有需求響應的智能控制功能，可以實現需求響應的自動控制，從而實現電能利用的最大化的系統及方法。

為實現上述目的，本發明提供一種具有電力需求響應功能的智能化充電方法，包括：

步驟1，所述智能化充電系統智能化充電系統連接電源后，控制器判斷是否是在線情況，如果是進入步驟2，如果是離線情況，則進入步驟5；

步驟2，通訊器獲得本地基本屬性信息，并存入屬性存儲器；

步驟3，通訊器與電力負荷中心通訊并完成信息獲取，得到需求響應事件信息，并存入策略存儲器；

步驟4，功率調節器根據所述需求響應事件信息和本地基本屬性信息判斷此時是用電高峰、高價或需要限電的情況，還是用電低谷、低價或電力資源空閑的情況，進入步驟6；

步驟5，功率調節器根據上一次在線情況存入的策略存儲器信息或屬性存儲器信息判斷此時處于用電高峰、高價或需要限電的情況，還是用電低谷、低價或電力資源空閑的情況，進入步驟6；

步驟6，當是用電高峰、高價或需要限電的情況時，調低輸入電壓的占空比，減小充電電流，從而調低充電功率；當是用電低谷、低價或電力資源空閑的情況時，調高輸入電壓的占空比，增大充電電流，提高充電功率。

所述步驟2中：所述本地基本屬性信息是所述智能化充電系統通過通訊器獲得的，或者是預先固化在所述智能化充電系統內的本地屬性信息。

其中步驟3中獲得所述需求響應事件信息還可以通過電力載波通訊方法獲得的。

所述通訊器是安裝在待充電設備或所述智能化充電系統上的。

所述電力載波通訊方法具體步驟為：