[發明專利]一種充電樁的智能配電系統及方法

有效

• 申請號: 202010834810.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111864759B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 許小健;許勁松
• 申請（專利權）人: 合肥博軟電子科技有限公司
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14;H02J3/00;B60L53/31
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 許云慧

1.一種充電樁的智能配電系統，其特征在于，包括：

電網用電監控模塊，用于獲取并提供區域電網的用電負荷分布信息；

充電總控制模塊，所述充電總控制模塊連接所述電網用電監控模塊并接收所述用電負荷分布信息；

充電樁數據采集模塊，每個與所述區域電網連接的充電樁均配置一個所述充電樁數據采集模塊，所述充電樁數據采集模塊連接至所述充電總控制模塊，所述充電樁數據采集模塊用于實時采集獲取所述充電樁的充電需求信息并輸送至所述充電總控制模塊；

充電樁控制模塊，每個與所述區域電網連接的充電樁均配置一個所述充電樁控制模塊，所有的所述充電樁控制模塊均連接至所述充電總控制模塊；

所述充電總控制模塊對接收到的所述用電負荷分布信息和所述充電樁的所述充電需求信息進行分析處理和比對，以進一步控制所述充電樁控制模塊實現對所述充電樁的工作狀態及工作參數的控制和調整；

管理終端，連接于所述充電總控制模塊，所述管理終端供所述區域電網的管理工作人員使用，且所述充電總控制模塊接收所述管理終端的操作指令，所述管理終端用于管理工作人員操作獲取與所述區域電網連接的所有充電樁的工作狀態和工作參數及發送操作指令；

用戶終端，連接于所述充電樁控制模塊，所述用戶終端供所有被充電車輛的所有者使用，且所述充電樁控制模塊接收所述用戶終端的操作指令，所述用戶終端用于實時獲取被充電車輛的充電情況及發送操作指令；

充電預約模塊，所述充電預約模塊連接于所述用戶終端和所述充電樁控制模塊，用戶通過所述用戶終端操作所述充電預約模塊以實現被充電車輛的遠程預約充電功能；

所述電網用電監控模塊包括：

用電設備信息采集模塊，用于實時采集所述區域電網內各用電設備的用電信息；

用電設備信息存儲模塊，用于儲存所述用電設備信息采集模塊采集的所述用電信息；

負荷預測管理模塊，用于依據所述用電設備信息存儲模塊存儲的歷史用電信息在不同時間點或時間段的規律，對所述區域電網的用電負荷進行預測，得到負荷-時間關系曲線，所述負荷預測管理模塊進一步依據所述負荷-時間關系曲線計算獲取電網負載余量-時間關系曲線，以獲取未來每一個時間點或每一個時間段的預測電網負載余量；所述負荷預測管理模塊連接于所述充電總控制模塊并實時將所述預測電網負載余量傳輸至所述充電總控制模塊，其中，

所述充電總控制模塊依據所述充電樁控制模塊接收到的所述充電樁的所述充電需求信息實時計算并獲取當前時間點或時間段的充電樁總需求；且所述充電總控制模塊通過將同一時間點或時間段的所述充電樁總需求與所述預測電網負載余量進行比對，以決策該時間點或時間段下充電樁的實際工作數量和延后工作數量；

所述智能配電系統的充電樁智能配電方法包括如下步驟：

步驟100、對區域電網的用電負荷進行實時監控，并獲取區域電網的負荷-時間關系曲線，依據負荷-時間關系曲線獲取未來每一個時間點或每一個時間段的預測電網負載余量；

步驟200、配置一個依據所述區域電網的所述負荷-時間關系曲線來調控管理與所述區域電網連接的所有充電樁的充電總控制模塊，且每個所述充電樁在所述充電總控制模塊內存儲有唯一的執行編碼；

步驟300、對每個充電樁配置一個用于采集充電樁的充電需求信息的充電樁數據采集模塊和一個用于控制調整充電樁工作狀態及工作參數的充電樁控制模塊，且所有充電樁的充電樁控制模塊和所述充電樁數據采集模塊均配置連接于充電總控制模塊，所述充電總控制模塊根據所有的所述充電需求信息實時計算獲取當前同一時間點或時間段的充電樁總需求；

所述區域電網內的充電樁總需求判斷方法包括：

設定充電樁工作狀態包括即時充電狀態和預約時間充電狀態；設定充電樁工作參數包括預約充電時長、車輛已充電量和取車設定時間點；

所述即時充電狀態表示車輛接入充電樁的時間點或時間段即計算增加充電樁需求；所述預約時間充電狀態表示預約充電起始時間點或時間段即計算增加充電樁需求；所述預約充電時長表示預約結束時間點或時間段即計算減少充電樁需求；所述車輛已充電量為滿狀態時即計算減少充電樁需求；所述取車設定時間點或時間段表示該時間點或時間段計算減少充電樁需求；

在時間軸上每個時間點或時間段的所述區域電網內的所述充電樁總需求即為增加的充電樁需求和減少的充電樁需求的加減運算結果；

步驟400、所述充電總控制模塊將同一時間點或時間段的所述充電樁總需求與所述預測電網負載余量進行比對，以決策該時間點或時間段下充電樁的實際工作數量和延后工作數量；

對實際工作和延后工作的充電樁的執行方法：

當某個時間點或時間段的充電樁總需求大于預測電網負載余量時，選擇部分充電樁延后執行充電工作，且隨時間推移，當充電樁總需求變為小于電網負載余量時，則恢復延后執行充電工作的充電樁；

所述延后工作的充電樁的選擇依據該時間點所有需要執行充電工作的充電樁接入被充電車輛的時間順序；

對延后執行充電工作的充電樁的判定方法：檢測并獲取被充電車輛的接入充電樁時的實時現存電量，并依據被充電車輛的信息預估該被充電車輛達到滿狀態電量所需要的充電時長；

依據區域電網的負荷-時間關系曲線預估充電樁總需求的高峰時間段內能夠完成所有被充電車輛滿狀態電量的結束時間節點；

依據用戶設定取車的時間點或時間段，在所述高峰時間段內對被充電車輛接入的充電樁按照取車時間點或時間段的倒序依次延后執行充電工作；

在充電總控制模塊中設定有用于均衡所述高峰時間段內每一個被充電車輛的所述充電需求信息的充電暫停閾值，并對每個接入充電樁的被充電車輛的所述實時現存電量進行監控；

當所述高峰時間段內充電樁總需求大于電網負載余量時，在所述被充電車輛的實時現存電量達到所述充電暫停閾值時，關閉該充電樁的充電功能，而打開處于延后執行充電工作狀態下的充電樁；

當所有充電樁的實時現存電量均達到所述充電暫停閾值時，則按照原定的規則對所有充電樁按順序執行充電工作，直至充滿；

在該高峰時間段之后的時間推移過程中，若實時更新的充電樁總需求變為小于電網負載余量時，則恢復所有被需求的充電樁的充電功能。

2.根據權利要求1所述的一種充電樁的智能配電系統，其特征在于：所述區域電網為小區電網、社區電網、車庫電網中任意一種或幾種；所述充電樁的所述充電需求信息包括預約時間、充電狀態、充電電流、充電功率、車輛型號和實時現存電量；所述充電樁的工作狀態包括開啟狀態、待機狀態和關閉狀態；所述充電樁的工作參數包括輸出充電電流和運行功率。