CN104682536A - 储能充电站充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能充电站充电控制方法，包括以下步骤：接收车辆的充电请求；计算储能充电站当前的功率需求总量；判断功率需求总量是否大于当前配电网的载荷能力；若否则控制储能充电站进入纯电网供电模式，由配电网向储能充电站内的充电终端以及储能系统供电；若是则判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值；若当前配电网的载荷能力大于最小载荷阈值，则判断储能充电站中的储能系统的电量是否大于第一电量；若储能系统的电量大于第一电量则控制储能充电站进入部分依赖供电模式，由储能系统和配电网共同向储能充电站内的充电终端供电。上述储能充电站充电控制方法能够有效降低充电过程对电网的负荷冲击。

Description

储能充电站充电控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站技术领域，特别是涉及一种储能充电站充电控制方法。

背景技术

随着电动汽车的发展，电动汽车的使用数量迅速增加，充电站作为电动汽车的能源补给站，其功率需求也越来越大。当充电站内有较多大容量电动汽车进行高功率快速充电时，现有配网容量较小不能满足充电站内的充电需求，且会对电网负荷产生冲击。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够有效降低充电过程对电网的负荷冲击的储能充电站充电控制方法。

一种储能充电站充电控制方法，包括以下步骤：接收车辆的充电请求；计算储能充电站当前的功率需求总量；判断所述功率需求总量是否大于当前配电网的载荷能力；若否则控制储能充电站进入纯电网供电模式，由配电网向所述储能充电站内的充电终端以及储能系统供电；若是则判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值；若当前配电网的载荷能力大于最小载荷阈值，则判断所述储能充电站中的储能系统的电量是否大于第一电量；若所述储能系统的电量大于第一电量则控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式，由所述储能系统和配电网共同向所述储能充电站内的充电终端供电。

在其中一个实施例中，所述判断所述储能充电站中的储能系统的电量是否大于第一电量的步骤中，若所述储能系统的电量小于或等于第一电量，则控制所述储能充电站进入纯电网供电模式，并根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆进行充电。

在其中一个实施例中，所述控制储能充电站进入纯电网供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统以及光伏发电系统联合所述配电网向所述储能充电站内的充电终端供电。

在其中一个实施例中，所述控制储能充电站进入纯电网供电模式的步骤，是在所述功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，且所述储能系统的电量小于或等于预设储能容量的条件下控制储能充电站进入纯电网供电模式；若所述功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，且所述储能系统的电量大于所述预设储能容量，则控制所述储能充电站进入所述部分依赖供电模式。

在其中一个实施例中，所述控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统以及光伏发电系统联合所述配电网、储能系统共同向所述储能充电站内的充电终端供电。

在其中一个实施例中，所述判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值的步骤中，若当前配电网的载荷能力小于或等于所述最小载荷阈值，则控制所述储能充电站进入离网供电模式，由所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电。

在其中一个实施例中，所述控制所述储能充电站进入离网供电模式的步骤之后还包括步骤：实时获取配电网的载荷能力并判断所述载荷能力是否大于最小载荷阈值；若是，则控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式；若否，则控制所述储能充电站继续保持离网供电模式。

在其中一个实施例中，所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电的步骤具体为：获取储能系统的电量并判断所述储能系统的电量是否小于第二电量；若所述储能系统的电量大于或等于第二电量，则根据各车辆的充电请求对各车辆进行充电；若所述储能系统的电量小于第二电量，则判断所述储能系统的电量是否小于第三电量；若所述储能系统的电量大于或等于第三电量，则控制充电终端对车辆进行慢速充电；若所述储能系统的电量小于第三电量，则判断所述储能系统的电量是否小于第一电量，若所述储能系统的电量大于或等于第一电量则根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆进行充电；若所述储能系统的电量小于第一电量则中止充电终端向车辆充电。

在其中一个实施例中，所述中止充电终端向车辆充电的步骤之后还包括步骤：获取所述储能系统的电量并判断所述储能系统的电量是否大于第四电量；若所述储能系统的电路小于或等于第四电量，则保持充电终端中止向车辆充电的状态；若所述储能系统的电量大于第四电量，则判断所述储能系统的电量是否大于第五电量；若所述储能系统的电量大于第五电量，则根据车辆的充电请求恢复对各车辆的充电；若所述储能系统的电量小于或等于第五电量，则根据所述储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆恢复充电；所述第四电量大于所述第一电量，所述第五电量大于所述第四电量。

在其中一个实施例中，所述控制所述储能充电站进入离网供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统、光伏发电系统联合所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电。

上述储能充电站充电控制方法，会实时根据储能充电站内的功率需求总量以及当前配电网的载荷能力对充电过程进行相应的控制，从而使得在配电网的载荷能力不能够满足充电需求时，控制储能充电站进入部分依赖供电模式，由储能系统补充配电网所不能够满足的部分功率需求，从而最大限度地满足用户的充电需求并有效降低由于功率需求过大对电网带来的负荷冲击。

附图说明

图1为一实施例中的储能充电站的结构示意图；

图2为图1所示实施例中的储能充电站充电控制方法的流程图；

图3为图2所示实施例中的储能充电站充电控制方法中步骤S170的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

一种储能充电站充电控制方法，用于根据储能充电站的功率需求总量以及配电网的载荷能力对充电过程进行相应的控制。在本实施例中，储能充电站为风光储充一体的储能充电站，其结构如图1所示。储能充电站包括充电终端以及供能系统。其中，充电终端用于向车辆充电。在本实施例中，充电终端为充电桩。储能充电站中设置有多个充电桩，从而可以为多个用户同时进行充电。供能系统包括风能发电系统、光伏发电系统以及储能系统。具体地，供能系统中的风能发电系统以及光伏发电系统可以将产生的电量存储在储能系统中，也可以直接向充电终端进行供电。在其他的实施例中，风能发电系统以及光伏发电系统还可以将多余电量向电网供电。在本实施例中，储能系统可以通过DC-DC转换器以及PCS(Power Convert System，能源转换系统)以平稳缓和的方式将用电需求转移到电网所能承担的设置阈值(设置阈值小于电网真实限制，以保证电网具有相应的应变能力)。所述平稳缓和的方式包括但不限于线性转换，即通过设定的斜率(单位时间电网承担电量负荷的增量)控制。储能系统包括但不限于储能锂电池系统、储能铅酸电池系统以及混合动力电池系统。

一种储能充电站充电控制方法，其流程如图2所示，包括以下步骤。

S110，接收车辆的充电请求。

S120，计算储能充电站当前的功率需求总量。

由于充电过程中不断有新的车辆进入提出充电请求，并且也会有车辆充电结束后离开，因此不同时刻储能充电站内的功率需求总量是不同的。在接收到车辆的充电请求后，计算储能充电站当前的功率需求总量，即先到车辆以及当前车辆总共的功率需求之和。

S130，判断功率需求总量是否大于当前配电网的载荷能力。

配电网的载荷能力并不是一个固定值，其会因实际的用电需求量或者因电路故障出现变化。因此需要将当前的配电网的载荷能力与功率需求总量进行比较判断，若功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，则执行步骤S180，控制储能充电站进入纯电网供电模式。纯电网供电模式中，由电网独立向储能充电站内的充电终端进行供电，从而向各车辆进行充电。并且，配电网还会将剩余载荷输出给储能充电站中的储能系统，向储能系统充电。在本实施例中，纯电网供电模式中，储能充电站中的风能发电系统以及光伏发电系统会联合配电网向储能充电站内的充电终端以及储能系统供电。若功率需求总量大于当前配电网的载荷能力，则执行步骤S140。

在本实施例中，控制储能充电站进入纯电网供电模式是在功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，并且储能系统的电量小于或等于预设储能容量的条件下控制储能充电站进入纯电网供电模式。当功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，并且储能系统的电量大于预设储能容量时，则控制储能充电站进入部分依赖供电模式。其中，预设储能容量(或者最大电量)根据储能系统中的电池性能进行确定，一般为储能系统标称容量的90％左右。即，当功率需求得到满足后，储能系统中的电量大于预设储能容量时，不宜继续充电，则会控制储能充电站维持在部分依赖模式，由配电网、风能发电系统、光伏发电系统以及储能系统联合向储能充电站内的充电终端供电。如果储能系统的电量小于预设储能容量，则储能充电站将在调节完成后回到纯电网供电模式，由配电网向储能充电站内的充电终端以及储能系统供电，以补足储能系统损失的电量。

S140，判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值。

由于电力设置故障、区域性断电等电力系统不能使用的情况会导致配电网的载荷能力为0，或者当配电网处于用电高峰时，接上级部门协调缓冲电网压力情况将配电网的可供载荷降低为零或者某一值。因此，可以通过设置最小载荷阈值来实现对配电网供电的切换。若当前配电网的载荷能力小于或等于最小载荷阈值，则执行步骤S170；若当前配电网的载荷能力大于最小载荷阈值，则执行步骤S150。

S150，判断储能系统的电量是否大于第一电量。

第一电量为储能系统能够正常向外供电的最小电量值。为保证储能系统的寿命，第一电量设置为一大于0的值。具体地，第一电量的确定公式为：

第一电量＝MAX(保护电量，预设储能容量*5％)

其中，保护电量根据储能系统中电池的性能确定，在本实施例中设定为储能系统标称容量的10％左右。在其他的实施例中，第一电量也可以设置为0。若储能系统的电量大于第一电量，则执行步骤S160；若储能系统的电量小于或等于第一电量则执行步骤S180，控制储能充电站进入纯电网供电模式。由于此时配电网的载荷能力低于功率需求总量，储能充电站会根据车辆的优先级别对部分车辆进行充电，从而中止部分优先级低的车辆的充电过程。

S160，控制储能充电站进入部分依赖供电模式。

部分依赖供电模式中，风能发电系统、光伏发电系统、电网和储能系统共同向储能充电站内的充电终端进行供电，即由风能发电系统、光伏发电系统以及储能系统向储能充电站补充配电网所不能满足的部分功率需求，为电网负荷提供缓冲，在需求平稳获得满足条件下，再通过对储能PCS的调节，以平稳缓和的方式将用电需求转移到电网所能承担的设置阈值(设置阈值小于电网真实限制，以保证电网具有相应的应变能力)。所述平稳缓和的方式包括但不限于线性转换，即通过设定的斜率(单位时间电网承担电量负荷的增量)控制。如达到电网所能承担的设置阈值，充电需求仍不能得到满足，即配电网容量不足以支撑充电需求时，储能充电站将继续保持在部分依赖供电模式下，从而实现了在配电网不做扩容改造的状况下，利用储能技术，最大限度地满足高功率、大容量电动汽车的充电需求。

S170，控制储能充电站进入离网供电模式。

当配电网的载荷能力小于最小载荷阈值时，储能充电站进入离网供电模式，即由储能系统独立向各充电终端供电。在本实施例的离网供电模式中，风能发电系统以及光伏发电系统会联合储能系统一起向储能充电站内的充电终端供电。当储能充电站进入离网供电模式后，还会实时获取配电网的载荷能力并判断其载荷能力是否大于最小载荷阈值，从而确保在电力系统供电恢复正常后及时对储能充电站的工作模式进行切换，恢复配电网向充电终端供电。若配电网仍然未恢复，则继续保持离网供电模式。

储能充电站离网供电模式的具体工作流程如图3所示，包括以下步骤。

S210，获取储能系统的电量并判断该电量是否小于第二电量。

第二电量大于第一电量值。第二电量可以根据实际需要进行设定。在本实施例中，第二电量＝MAX(保护电量*3，预设储能容量*50％)。若储能系统的电量大于或等于第二电量，则执行步骤S280，反之则执行步骤S220。

S220，判断储能系统的电量是否小于第三电量。

第三电量小于第二电量值，第三电量＝MAX(保护电量*2，预设储能容量*20％)。若储能系统的电量大于或等于第三电量，即储能系统的电量位于第二电量和第三电量之间，则执行步骤S285，若储能系统的电量小于第三电量，则执行步骤S230。

S230，判断储能系统的电量是否小于第一电量。

若储能系统的电量小于第一电量则执行步骤S240，若储能系统的电量大于或等于第一电量，即储能系统的电量位于第一电量和第三电量之间，则执行步骤S290。

S240，中止充电终端向车辆充电。

在本实施例中，当储能系统的电量低于第一电量后会中止向所有车辆充电。当储能系统中的电量得到一定的恢复或者配电网恢复正常供电后均可以继续对车辆进行充电。

S250，获取储能系统的电量并判断储能系统的电量是否大于第四电量。

在中止对车辆充电后，系统会对储能系统中的电量进行监测并判断其是否大于第四电量。在本实施例中，第四电量＝MAX(保护电量*2.5，预设储能容量*35％)。第四电量大于第一电量，从而提高了储能充电站状态切换的稳定性。若储能系统的电量大于第四电量则执行步骤S260，否则执行步骤S265。

S260，判断储能系统的电量是否大于第五电量。

第五电量大于第四电量，第五电量＝MAX(保护电量*4，预设储能容量*65％)。若储能系统的电量大于第五电量，则执行步骤S275，反之则执行步骤S270。

S265，保持中止充电终端向车辆充电的状态。

S270，根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆恢复充电。

当储能系统中的电量得到恢复并超过第四电量时，可以根据车辆的优先级别对部分车辆恢复充电。在本实施例中，根据优先级别进行充电过程中，对恢复充电的车辆进行慢速充电(低功率充电)，而不进行高功率充电，避免高功率充电导致储能系统的电量发生迅速变化，从而使得储能系统的状态切换过于频繁，不利于系统的稳定性。

S275，根据车辆的充电请求恢复对各车辆的充电。

当储能系统的电量大于第五电量后，即储能系统的电量已经能够满足储能充电站的用电需求时，恢复对储能充电站内所有车辆的充电。

S280，根据车辆的充电请求对各车辆进行充电。

S285，控制充电终端对车辆进行慢速充电。

为能够尽量满足多个用户的充电需求，在储能系统的电量位于第二电量和第三电量之间时，控制充电终端对车辆进行慢速充电(低功率充电而非高功率充电)。

S290，根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆进行充电。

当储能系统的电量在第一电量和第三电量之间时，可以根据优先级别对部分车辆进行充电，即中止部分优先级别低的车辆的充电过程。

上述储能充电站充电控制方法，会实时根据储能充电站内的功率需求总量以及当前配电网的载荷能力对充电过程进行相应的控制，从而使得在配电网的载荷能力不能够满足充电需求时，控制储能充电站进入部分依赖供电模式，由储能系统补充电网所不能够满足的部分功率需求，从而最大限度地满足用户的充电需求并有效降低由于功率需求过大对电网带来的负荷冲击。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储能充电站充电控制方法，包括以下步骤：

接收车辆的充电请求；

计算储能充电站当前的功率需求总量；

判断所述功率需求总量是否大于当前配电网的载荷能力；

若否则控制储能充电站进入纯电网供电模式，由配电网向所述储能充电站内的充电终端以及储能系统供电；

若是则判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值；

若当前配电网的载荷能力大于最小载荷阈值，则判断所述储能充电站中的储能系统的电量是否大于第一电量；

若所述储能系统的电量大于第一电量则控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式，由所述储能系统和配电网共同向所述储能充电站内的充电终端供电。

2.根据权利要求1所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述判断所述储能充电站中的储能系统的电量是否大于第一电量的步骤中，若所述储能系统的电量小于或等于第一电量，则控制所述储能充电站进入纯电网供电模式，并根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆进行充电。

3.根据权利要求1所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述控制储能充电站进入纯电网供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统以及光伏发电系统联合所述配电网向所述储能充电站内的充电终端供电。

4.根据权利要求1所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述控制储能充电站进入纯电网供电模式的步骤，是在所述功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，且所述储能系统的电量小于或等于预设储能容量的条件下控制储能充电站进入纯电网供电模式；若所述功率需求总量小于或等于当前配电网的载荷能力，且所述储能系统的电量大于所述预设储能容量，则控制所述储能充电站进入所述部分依赖供电模式。

5.根据权利要求1～4任一所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统以及光伏发电系统联合所述配电网、储能系统共同向所述储能充电站内的充电终端供电。

6.根据权利要求1所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述判断当前配电网的载荷能力是否大于最小载荷阈值的步骤中，若当前配电网的载荷能力小于或等于所述最小载荷阈值，则控制所述储能充电站进入离网供电模式，由所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电。

7.根据权利要求6所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述控制所述储能充电站进入离网供电模式的步骤之后还包括步骤：

实时获取配电网的载荷能力并判断所述载荷能力是否大于最小载荷阈值；

若是，则控制所述储能充电站进入部分依赖供电模式；

若否，则控制所述储能充电站继续保持离网供电模式。

8.根据权利要求6所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电的步骤具体为：

获取储能系统的电量并判断所述储能系统的电量是否小于第二电量；若所述储能系统的电量大于或等于第二电量，则根据各车辆的充电请求对各车辆进行充电；若所述储能系统的电量小于第二电量，则

判断所述储能系统的电量是否小于第三电量；若所述储能系统的电量大于或等于第三电量，则控制充电终端对车辆进行慢速充电；若所述储能系统的电量小于第三电量，则

判断所述储能系统的电量是否小于第一电量，若所述储能系统的电量大于或等于第一电量则根据储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆进行充电；若所述储能系统的电量小于第一电量则中止充电终端向车辆充电。

9.根据权利要求8所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述中止充电终端向车辆充电的步骤之后还包括步骤：

获取所述储能系统的电量并判断所述储能系统的电量是否大于第四电量；若所述储能系统的电路小于或等于第四电量，则保持充电终端中止向车辆充电的状态；若所述储能系统的电量大于第四电量，则

判断所述储能系统的电量是否大于第五电量；若所述储能系统的电量大于第五电量，则根据车辆的充电请求恢复对各车辆的充电；若所述储能系统的电量小于或等于第五电量，则根据所述储能充电站内车辆的优先级别对部分车辆恢复充电；所述第四电量大于所述第一电量，所述第五电量大于所述第四电量。

10.根据权利要求6～9任一所述的储能充电站充电控制方法，其特征在于，所述控制所述储能充电站进入离网供电模式的步骤中，会控制所述储能充电站中的风能发电系统、光伏发电系统联合所述储能系统向所述储能充电站内的充电终端供电。