CN109378879A - 一种充电站功率控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种充电站功率控制方法和系统。该方法包括：站级控制器以固定时间间隔判定站功率状态，在站功率状态发生变更时，将站功率状态发送给各个充电桩，并根据站功率状态计算各个充电桩的给定功率，以及根据站功率状态向各个充电桩下发所述给定功率；各个充电桩在获取到站级控制器下发的给定功率后，根据站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。本发明能够对充电站内的各个充电桩及时进行站级功率调配，具有容错策略，保证站安全运行在满功率下，并避免站超负荷运行，有效保证充电站内所有充电桩均可同时安全稳定的工作，同时能够避免站容量浪费，提高充电站运行效率。

Description

一种充电站功率控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体而言，涉及一种充电站功率控制方法及系统。

背景技术

随着全球节能和环保意识的不断增强，新能源领域的电动汽车产业迅速发展。随着国家对电动汽车的大力推广，电动汽车的使用量正在大规模的增加，导致市面上对充电站的需求也在逐步增加。充电站使用过程中，充电安全是一个重点考察部分。

由于电动汽车的普及，快速且方便的充电是目前充电站发展的一个重要方向，同时其快速建设增加了对电网容量的要求。在各大城市中，充电站的安装位置基本都偏集中，比如，可以在一个露天停车场安装多台充电桩来方便多台车辆同时充电。但是很多小区及场站对于充电站都有最大允许供电功率的限制，超过负荷后很可能导致超负荷跳闸，影响正常充电，甚至可能带来重大安全问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充电站功率控制方法及系统，以改善上述问题。

一方面，本发明实施例提供了一种充电站功率控制方法，所述充电站包括站级控制器和与所述站级控制器通信连接的多个充电桩，所述方法包括：

所述站级控制器以固定时间间隔判定站功率状态；

在站功率状态发生变更时，所述站级控制器将所述站功率状态发送给各个所述充电桩，并根据所述站功率状态计算各个所述充电桩的给定功率，以及根据所述站功率状态向各个所述充电桩下发所述给定功率；

各个所述充电桩在获取到所述站级控制器下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

另一方面，本发明实施例提供了一种充电站功率控制系统，所述充电站包括站级控制器和多个充电桩，所述系统包括：功率分配单元和多个功率申请单元，所述功率分配单元设置在所述站级控制器中，各个所述功率申请单元对应设置在各个充电桩内，所述功率分配单元与各个所述功率申请单元之间通信连接；

所述功率分配单元，用于以固定时间间隔判定站功率状态，在站功率状态发生变更时，将所述站功率状态发送给各个所述功率申请单元，并根据所述站功率状态计算各个所述功率申请单元的给定功率，以及根据所述站功率状态向各个所述功率申请单元下发所述给定功率；

各个所述功率申请单元，用于在获取到所述功率分配单元下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

本发明实施例提供的充电站功率控制方法和系统，一方面通过站级控制器以固定时间间隔对整站功率限制情况进行判定获取站功率状态，在站功率状态发生变更时，根据该站功率状态计算各个充电桩的给定功率，并根据该站功率状态向各个充电桩下发所述给定功率，能够根据站功率状态对充电站内的各个充电桩及时进行站级功率调配，具有容错策略，保证站安全运行在满功率下，并避免站超负荷运行，有效保证充电站内所有充电桩均可同时安全稳定的工作；另一方面通过各个充电桩在获取到该站级控制器下发的给定功率后，根据该站功率状态、该给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率，能够避免站容量浪费，提高充电站运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的站级控制器与多个充电通信连接的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种充电站功率控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的站级控制器侧的充电站功率控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的充电桩侧的充电站功率控制方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种充电站功率控制系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的站级控制器的结构框图；

图7是本发明实施例提供的充电桩的结构框图；

图8是本发明实施例提供的功率分配单元的功能模块示意图；

图9是本发明实施例提供的功率申请单元的功能模块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的站级控制器100与多个充电桩200通信连接的示意图。其中，站级控制器100负责整个充电站的功率分配，将整站最大可分配功率以本发明的方法分配给各个充电桩200。各个充电桩200可以是直流充电桩或者交直流充电桩，负责充电功率的申请，其对待充电设备，如待充电车辆的实际充电功率(实际功率)不得超出站级控制器100分配给该充电桩的给定功率。

站级控制器100通过有线或无线方式与站内的各个充电桩200通信连接，连接方式包括但不限于CAN总线、以太网、无线通信等方式进行信息交互。交互信息可包括但不限于：各个充电桩200的额定功率、申请功率、实际功率，站级控制器100判定出的站功率状态、分配给各个充电桩200的给定功率、默认限制功率等。

站级控制器100可通过人机界面或者通信获取最大可分配功率，并可通过人机界面或者通信获取各个充电桩200的额定功率，以及通过通信实时获取各个充电桩200的申请功率和实际功率。各个充电桩200通过通信获取站级控制器100发送的站功率状态、给定功率和默认限制功率。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种充电站功率控制方法的流程图。下面对图2中示出的各步骤进行详细阐述。

步骤S101，站级控制器100以固定时间间隔判定站功率状态，并在站功率状态发生变更时执行后面的各步骤。

本实施例中，站级控制器100计算站内所有充电桩200的申请功率之和、实际功率之和，并以固定时间间隔，例如每隔10分钟，将计算出的申请功率之和、实际功率之和与最大可分配功率进行比较，根据比较结果将站功率状态分为三种状态：

如果申请功率之和小于最大可分配功率，则为站正常状态；

如果申请功率之和大于最大可分配功率，则为站限功率状态；

如果实际功率之和大于最大可分配功率，则为站运行超限状态。

需要说明的是，站运行超限状态为一种异常状态，此状态下存在某个或某几个充电桩200的实际功率超过给定功率的情形，从而导致站内所有充电桩200的实际功率之和大于站级控制器100的最大可分配功率。

步骤S103，站级控制器100将站功率状态发送给各个充电桩200。

本实施例中，站级控制器100判定出的站功率状态需要作为一种交互信息发送给各个充电桩200，以使各个充电桩200知晓整站当前的功率限制状态。

步骤S105，站级控制器100根据站功率状态计算各个充电桩200的给定功率。

本实施例中，当站功率状态为站正常状态时，站级控制器100计算各个充电桩200的给定功率等于对应充电桩的申请功率。也即是说，在站正常状态下，站级控制器100基于各个充电桩200的申请功率向对应充电桩200分配功率，且分配的给定功率的大小等于其申请功率。

本实施例中，当站功率状态为站限功率状态时，站级控制器100计算各个充电桩200的给定功率等于(最大可分配功率/申请功率之和)*对应充电桩的申请功率。也即是说，在站限功率状态下，虽然站级控制器100也是基于各个充电桩200的申请功率向对应充电桩200分配功率，但是需按申请功率的一定比例值分配给定功率，该比例值为最大可分配功率/申请功率之和，从而在充电站最大可分配功率不充足的情况下，既保证整站安全运行在满功率，又有效保证充电站内所有充电桩均可同时安全稳定的工作。

上述实施例是对每一个充电桩200分别进行功率限制。当然，可以理解的是，在站限功率状态下若存在多个输出功率被限制的充电桩200时，站级控制器100可以选择其中的一部分进行功率调节。

例如，按照各待充电车辆当前已持续的充电时长进行排序，充电时长越长的功率调节的优先级越高，其所连接的充电桩200可以优先被调节，换句话说，就是先来的先调节。或者是，将各个充电桩200的当前实际功率与其额定功率进行百分比计算，占比越低的功率调节的优先级越高。再或者是，根据用户等级进行功率调节的优先级排序，如VIP会员用户的待充电车辆所连接的充电桩200可以先于普通用户的待充电车辆所连接的充电桩200进行功率调节。

本实施例中，当站功率状态为站运行超限状态时，此时存在某个或某几个充电桩的实际功率超过给定功率，站级控制器100将实际功率超过给定功率的充电桩判定为异常充电桩；站级控制器100计算异常充电桩的给定功率等于对应充电桩的额定功率，并从最大可分配功率中扣除异常充电桩的额定功率得到新的最大可分配功率，然后基于新的最大可分配功率对正常充电桩重新判定站功率状态，并根据重新判定的站功率状态计算正常充电桩的给定功率。

在站运行超限状态下采用本实施例的功率分配方案，一方面对那些实际功率超过给定功率的异常充电桩分配其对应的额定功率，能够最大程度的保证这些异常充电桩的安全稳定的工作，使站具有容错策略；另一方面对那些实际功率未超过给定功率的正常充电桩，使用新的最大可分配功率重新判定站功率状态并计算给定功率，可以避免站超负荷运行，有效保证这些正常充电桩也能够同时安全稳定的工作。

步骤S107，站级控制器100根据站功率状态向各个充电桩200下发给定功率。

本实施例中，为保证任意时刻，给定功率之和小于等于站最大可分配功率，采用的下发策略如下：

当站功率状态为站正常状态时，站级控制器100向各个充电桩200直接下发给定功率；

当站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态时，站级控制器100对各个充电桩区分新计算出的给定功率与之前的给定功率相比是增加还是减少，对给定功率减少的充电桩先下发给定功率，得到对应充电桩的接收确认指令并延时预定时间后，比如实际应用中延时时间可以定为3秒，对给定功率增加的充电桩再下发给定功率。如此，给定功率减少的充电桩可以先将减少的功率释放出来，再由站级控制器100分配至给定功率增加的充电桩，从而有效避免出现分配给各个充电桩的给定功率之和大于站最大可分配功率的异常情况发生。

步骤S109，各个充电桩200在获取到站级控制器100下发的给定功率后，根据该站功率状态、该给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

本实施例中，各个充电桩200在获取到站级控制器100下发的给定功率后，若当前的站功率状态为站正常状态，则认为充电站功率充足，不需要调整申请功率；若当前的站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态，则认为充电站功率不足，进一步判定该给定功率大于实际功率的功率值是否超过预定阈值，若超过则认为存在功率浪费的情况，判定需要调整申请功率，并将申请功率调整为实际功率与该预定阈值之和；否则判定不需要调整申请功率。

比如：实际应用中预定阈值取值为5千瓦时，当给定功率大于实际功率之差大于5千瓦时，则认为存在功率浪费的情况，需要调整申请功率，将申请功率调整为实际功率加上5千瓦时。当然，实际应用中也可以采用比例阈值，比如10％，在给定功率大于实际功率的功率值大于该实际功率的10％时，则认为存在功率浪费的情况，需要调整申请功率，将新申请功率调整为实际功率加上实际功率的10％，即调整为实际功率的110％。

采用本实施例的方案，能够根据站功率状态对充电站内的各个充电桩的申请功率进行动态调整，避免功率浪费，提高充电站运行效率。

需要说明的是，在充电桩200启停充电、从充电车辆的电池管理系统获取的需求变化时，都将触发充电桩重新计算申请功率初值。

本实施例中，各个充电桩200计算申请功率初值的方式为：根据充电车辆的电池管理系统发送的需求电压、需求电流计算出需求功率，将该需求功率与对应充电桩的额定功率进行比较后，取较小值作为申请功率初值。

如此，将各个充电桩的申请功率初值限制在额定功率内，既有效保证对应充电桩的安全稳定工作，又避免申请过多功率导致的站容量浪费。

下面分别从站级控制器侧和充电桩侧对本发明实施例提供的充电站功率控制方法做说明。请参阅图3和图4，其中：图3是本发明实施例提供的站级控制器侧的充电站功率控制方法的流程图，图4是本发明实施例提供的充电桩侧的充电站功率控制方法的流程图。

如图3所示，本发明实施例提供的站级控制器侧的充电站功率控制方法，包括如下步骤：

S310，判定站功率状态。

本步骤中，站级控制器100以固定时间间隔，将站内所有充电桩的申请功率之和、实际功率之和与最大可分配功率进行比较，根据比较结果将站功率状态分为如下三种状态：

S321，若申请功率之和小于最大可分配功率，则判定为站正常状态。

S322，若申请功率之和大于最大可分配功率，则判定为站限功率状态。

S323，若实际功率之和大于最大可分配功率，则判定为站运行超限状态。

在站正常状态下，依次执行步骤S331和步骤S351，其中：

S331，计算各个充电桩的给定功率等于对应充电桩的申请功率。

S351，向各个充电桩直接下发给定功率。

在站限功率状态下，执行步骤S332：

S332，计算各个充电桩的给定功率等于(最大可分配功率/申请功率之和)*对应充电桩的申请功率。

在站运行超限状态下，执行步骤S333、步骤S341和步骤S342，其中：

S333，从最大可分配功率中减去异常充电桩的额定功率得到新的最大可分配功率。

S341，计算异常充电桩的给定功率等于其额定功率。

S342，基于新的最大可分配功率和正常充电桩返回至步骤310，重新判定站功率状态。以便根据重新判定的站功率状态计算正常充电桩的给定功率。

需要说明的是，上述步骤S333与步骤S341并无先后顺序，可以先执行其中任一步骤，也可以两个步骤同时执行。而步骤S342需要在步骤S333之后执行。

在站限功率状态或者站运行超限状态下，还需要依次执行步骤S361、步骤S362和步骤S363。其中，

S361，先对给定功率减少的充电桩下发给定功率。

S362，得到对应充电桩的接收确认指令并延时预定时间。

S363，再对给定功率增加的充电桩下发给定功率。

至此，完成站级控制器侧的判定站功率状态、根据站功率状态计算各个充电桩的给定功率，以及根据站功率状态向各个充电桩下发给定功率的步骤。

如图4所示，本发明实施例提供的充电桩侧的充电站功率控制方法，包括如下步骤：

S410，计算申请功率初值。

本步骤中，各个充电桩根据充电车辆的电池管理系统发送的需求电压、需求电流计算出需求功率，将该需求功率与自身的额定功率进行比较，取较小值作为申请功率初值。

S420，判断站功率状态是否为站正常状态？

各个充电桩在收到站级控制器下发的给定功率后，首先判断站功率状态是否为站正常状态，若是，转入步骤S430，若否，转入步骤S440。

S430，不调整申请功率值。

S440，判定所述给定功率大于实际功率的功率值是否超过预定阈值？如果超过，则转入步骤S450，否则仍转入步骤S430。

S450，调整申请功率值。

至此，完成充电桩侧的计算申请功率初值以及判断调整申请功率值的步骤。

在一些实施例中，本发明实施例提供的一种充电站功率控制方法还包括：

设置触发条件，在触发条件出现时站级控制器100重新计算各个充电桩200的给定功率，并根据该站功率状态向各个充电桩200下发新计算出的给定功率。

设置的触发条件包括但不限于：

(1)在某个充电桩的新申请功率与原申请功率的之差大于第一预定功率值或者大于原申请功率的第一预定比例时，触发站级控制器100重新计算各个充电桩200的给定功率。比如：实际应用中在新申请功率与原申请功率之差大于原申请功率的10％或者大于5千瓦时，认为需要重新分配给定功率。

(2)在站内所有充电桩的新申请功率之和与原申请功率之和的之差大于第二预定功率值或者大于最大可分配功率的第二预定比例时，触发站级控制器100重新计算各个充电桩200的给定功率。比如：实际应用中在新申请功率之和与原申请功率之和二者相差大于最大可分配功率的5％，认为需要重新分配给定功率。

(3)在某个充电桩与站级控制器100发生通信故障时，触发站级控制器100重新计算各个充电桩200的给定功率；其中，重新计算各个充电桩200的给定功率的方法可以是：站级控制器100将发生通讯故障的充电桩判定为失效充电桩，计算失效充电桩的给定功率等于对应充电桩的额定功率，并从最大可分配功率中扣除失效充电桩的额定功率得到新的最大可分配功率，基于新的最大可分配功率对未失效充电桩重新计算给定功率。此触发条件的设置使得充电站具有容错策略，使得某个充电桩即使与站级控制器发生通信故障，该充电桩仍能够安全稳定的工作。

(4)站级控制器100的最大可分配功率被修改时，触发站级控制器100重新计算各个充电桩200的给定功率。

一旦上述设置的(1)-(4)中任一触发条件满足，则无需等待判定站功率状态的固定时间间隔到来，即可触发站级控制器重新计算各个充电桩的给定功率，从而在一些充电高峰或异常情况下能够及时对站内的各个充电桩进行功率限制或功率调节。

在一些实施例中，本发明实施例提供的一种充电站功率控制方法还包括：

在站级控制器100与各个充电桩200通信正常时，站级控制器100根据各个充电桩200的不同情况预先为各个充电桩设置默认限制功率，并将所述默认限制功率作为交互信息发送给对应充电桩，该默认限制功率不大于对应充电桩的额定功率；

在某个充电桩与站级控制器100通信异常时，该充电桩使用之前通信正常时获取的默认限制功率进行功率限制。

该实施例使得充电站具有容错策略，保证某个充电桩即使与站级控制器发生通信故障，该充电桩仍能够安全稳定的工作。

请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种充电站功率控制系统的结构示意图。其中充电站包括站级控制器100和多个充电桩200，所述系统包括：功率分配单元110和多个功率申请单元210，所述功率分配单元110设置在站级控制器100中，各个功率申请单元210对应设置在各个充电桩200内，所述功率分配单元110与各个功率申请单元210之间通信连接；

所述功率分配单元110，用于以固定时间间隔判定站功率状态，在站功率状态发生变更时，将所述站功率状态发送给各个功率申请单元210，并根据所述站功率状态计算各个功率申请单元210的给定功率，以及根据所述站功率状态向各个功率申请单元210下发所述给定功率；

各个所述功率申请单元210，用于在获取到所述功率分配单元110下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

请参阅图6，图6是本发明实施例提供的站级控制器100的结构框图。该站级控制器100除了包括功率分配单元110外，还包括有存储器120、处理器130等。该功率分配单元110包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器120中或固化在处理器130的操作系统中的软件功能模块。存储器120用于存储可执行程序，处理器130在接收到执行指令后，用于执行存储器120中存储的可执行程序，例如所述功率分配单元110包括的计算机程序。本发明任一实施例所揭示的站级控制器100所执行的步骤可以应用于处理器130中，或者由处理器130实现。

同样，请参阅图7，图7是本发明实施例提供的充电桩200的结构框图。各个充电桩200除了包括功率申请单元210外，还包括有存储器220、处理器230等。该功率申请单元210包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器220中或固化在处理器230的操作系统中的软件功能模块。存储器220用于存储可执行程序，处理器230在接收到执行指令后，用于执行存储器220中存储的可执行程序，例如所述功率申请单元210包括的计算机程序。本发明任一实施例所揭示的充电桩200所执行的步骤可以应用于处理器230中，或者由处理器230实现。

请参阅图8，图8是本发明实施例提供的功率分配单元110的功能模块示意图。

本实施例中，功率分配单元110包括：站状态判定模块112、给定功率计算模块114和给定功率下发模块116；其中，

所述站状态判定模块112，用于计算站内所有功率申请单元210的申请功率之和、实际功率之和，并以固定时间间隔将计算出的申请功率之和、实际功率之和与最大可分配功率进行比较，根据比较结果将站功率状态分为三种状态：如果申请功率之和小于最大可分配功率，则为站正常状态；如果申请功率之和大于最大可分配功率，则为站限功率状态；如果实际功率之和大于最大可分配功率，则为站运行超限状态；

所述给定功率计算模块114，用于当所述站功率状态为站正常状态时，计算各个所述功率申请单元210的给定功率等于对应功率申请单元210的申请功率；当所述站功率状态为站限功率状态时，计算各个所述功率申请单元210的给定功率等于(最大可分配功率/申请功率之和)*对应功率申请单元210的申请功率；当所述站功率状态为站运行超限状态时，将实际功率超过给定功率的功率申请单元210判定为异常单元，计算异常单元的给定功率等于对应功率申请单元210的额定功率，并从最大可分配功率中扣除异常单元的额定功率得到新的最大可分配功率，由所述站状态判定模块112基于新的最大可分配功率对正常单元重新判定站功率状态，之后所述给定功率计算模块114再根据重新判定的站功率状态计算正常单元的给定功率；

所述给定功率下发模块116，用于当所述站功率状态为站正常状态时，向各个所述功率申请单元210直接下发所述给定功率；当所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态时，对各个所述功率申请单元210区分新计算出的给定功率与之前的给定功率相比是增加还是减少，对给定功率减少的功率申请单元210先下发所述给定功率，得到对应功率申请单元210的接收确认指令并延时预定时间后，对给定功率增加的功率申请单元210再下发所述给定功率。

在一些实施例中，仍参阅图8，本发明实施例提供的功率分配单元110还包括：触发模块118，

所述触发模块118，用于设置触发条件，在触发条件出现时触发所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率，并由所述给定功率下发模块116根据所述站功率状态向各个所述功率申请单元210下发新计算出的给定功率；

其中，设置的触发条件包括但不限于：

在某个功率申请单元210的新申请功率与原申请功率的之差大于第一预定功率值或者大于原申请功率的第一预定比例时，触发所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率；

或者，

在站内所有功率申请单元210的新申请功率之和与原申请功率之和的之差大于第二预定功率值或者大于最大可分配功率的第二预定比例时，触发所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率；

或者，

在某个功率申请单元210与所述功率分配单元110发生通信故障时，触发所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率；其中，所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率的方法是：所述给定功率计算模块114将发生通讯故障的功率申请单元210判定为失效单元，计算失效单元的给定功率等于对应功率申请单元210的额定功率，并从最大可分配功率中扣除失效单元的额定功率得到新的最大可分配功率，基于新的最大可分配功率对未失效单元重新计算给定功率；

或者，

所述功率分配单元110的最大可分配功率被修改时，触发所述给定功率计算模块114重新计算各个所述功率申请单元210的给定功率。

请参阅图9，图9是本发明实施例提供的功率申请单元210的功能模块示意图。

本实施例中，各个所述功率申请单元210包括：功率申请初值模块212和功率申请确认模块214，其中，

所述功率申请初值模块212，用于根据充电车辆的电池管理系统发送的需求电压、需求电流计算出需求功率，将该需求功率与对应功率申请单元的额定功率进行比较，取较小值作为功率申请初值；

所述功率申请确认模块214，用于在获取到所述功率分配单元110下发的给定功率后，若所述站功率状态为站正常状态，则判定不需要调整申请功率；若所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态，进一步判定所述给定功率大于实际功率的功率值是否超过预定阈值，若超过则判定需要调整申请功率，并将申请功率调整为实际功率与所述预定阈值之和；否则判定不需要调整申请功率。

在一些实施例中，所述功率分配单元110，还用于在与各个所述功率申请单元210通信正常时，根据各个充电桩的不同情况预先为各个所述功率申请单元210设置默认限制功率，并将所述默认限制功率作为交互信息发送给对应功率申请单元210，所述默认限制功率不大于对应功率申请单元210的额定功率；

各个所述功率申请单元210，还用于在与所述功率分配单元110通信异常时，使用之前通信正常时获取的默认限制功率进行功率限制。

本发明实施例提供的充电站功率控制系统中的各单元和各模块的具体操作说明可以参照上述方法实施例的描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的充电站功率控制方法和系统，一方面通过站级控制器以固定时间间隔对整站功率限制情况进行判定获取站功率状态，根据该站功率状态计算各个充电桩的给定功率，并根据该站功率状态向各个充电桩下发所述给定功率，能够根据站功率状态对充电站内的各个充电桩及时进行站级功率调配，具有容错策略，保证站安全运行在满功率下，并避免站超负荷运行，有效保证充电站内所有充电桩均可同时安全稳定的工作；另一方面通过各个充电桩在获取到该站级控制器下发的给定功率后，根据该站功率状态、该给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率，能够避免站容量浪费，提高充电站运行效率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统等，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法、系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电站功率控制方法，所述充电站包括站级控制器和与所述站级控制器通信连接的多个充电桩，其特征在于，所述方法包括：

所述站级控制器以固定时间间隔判定站功率状态；

在站功率状态发生变更时，所述站级控制器将所述站功率状态发送给各个所述充电桩，并根据所述站功率状态计算各个所述充电桩的给定功率，以及根据所述站功率状态向各个所述充电桩下发所述给定功率；

各个所述充电桩在获取到所述站级控制器下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述站级控制器以固定时间间隔判定站功率状态包括：

所述站级控制器计算站内所有充电桩的申请功率之和、实际功率之和，并以固定时间间隔将计算出的申请功率之和、实际功率之和与最大可分配功率进行比较，根据比较结果将站功率状态分为三种状态：

如果申请功率之和小于最大可分配功率，则为站正常状态；

如果申请功率之和大于最大可分配功率，则为站限功率状态；

如果实际功率之和大于最大可分配功率，则为站运行超限状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述站级控制器根据所述站功率状态计算各个所述充电桩的给定功率包括：

当所述站功率状态为站正常状态时，所述站级控制器计算各个所述充电桩的给定功率等于对应充电桩的申请功率；

当所述站功率状态为站限功率状态时，所述站级控制器计算各个所述充电桩的给定功率等于(最大可分配功率/申请功率之和)*对应充电桩的申请功率；

当所述站功率状态为站运行超限状态时，所述站级控制器将实际功率超过给定功率的充电桩判定为异常充电桩；所述站级控制器计算异常充电桩的给定功率等于其额定功率，并从最大可分配功率中扣除异常充电桩的额定功率得到新的最大可分配功率，基于新的最大可分配功率对正常充电桩重新判定站功率状态，并根据重新判定的站功率状态计算正常充电桩的给定功率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述站级控制器根据所述站功率状态向各个所述充电桩下发所述给定功率包括：

当所述站功率状态为站正常状态时，所述站级控制器向各个所述充电桩直接下发所述给定功率；

当所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态时，所述站级控制器对各个所述充电桩区分新计算出的给定功率与之前的给定功率相比是增加还是减少，对给定功率减少的充电桩先下发所述给定功率，得到对应充电桩的接收确认指令并延时预定时间后，对给定功率增加的充电桩再下发所述给定功率。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述各个所述充电桩在获取到所述站级控制器下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率包括：

各个所述充电桩在收到所述站级控制器下发的给定功率后，若所述站功率状态为站正常状态，则判定不需要调整申请功率；若所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态，进一步判定所述给定功率大于实际功率的功率值是否超过预定阈值，若超过则判定需要调整申请功率，并将申请功率调整为实际功率与所述预定阈值之和，否则判定不需要调整申请功率；

其中，各个所述充电桩采用如下方式计算申请功率初值：

各个所述充电桩根据充电车辆的电池管理系统发送的需求电压、需求电流计算出需求功率，将该需求功率与对应充电桩的额定功率进行比较，取较小值作为申请功率初值。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置触发条件，在触发条件出现时所述站级控制器重新计算各个所述充电桩的给定功率，并根据所述站功率状态向各个所述充电桩下发新计算出的给定功率；

其中，设置的触发条件包括但不限于：

在某个充电桩的新申请功率与原申请功率的之差大于第一预定功率值或者大于原申请功率的第一预定比例时，触发所述站级控制器重新计算各个所述充电桩的给定功率；

或者，

在站内所有充电桩的新申请功率之和与原申请功率之和的之差大于第二预定功率值或者大于最大可分配功率的第二预定比例时，触发所述站级控制器重新计算各个所述充电桩的给定功率；

或者，

在某个充电桩与所述站级控制器发生通信故障时，触发所述站级控制器重新计算各个所述充电桩的给定功率；其中，所述站级控制器将发生通讯故障的充电桩判定为失效充电桩，计算失效充电桩的给定功率等于对应充电桩的额定功率，并从最大可分配功率中扣除失效充电桩的额定功率得到新的最大可分配功率，基于新的最大可分配功率对未失效充电桩重新计算给定功率；

或者，

所述站级控制器的最大可分配功率被修改时，触发所述站级控制器重新计算各个所述充电桩的给定功率。

7.一种充电站功率控制系统，所述充电站包括站级控制器和多个充电桩，其特征在于，所述系统包括：功率分配单元和多个功率申请单元，所述功率分配单元设置在所述站级控制器中，各个所述功率申请单元对应设置在各个充电桩内，所述功率分配单元与各个所述功率申请单元之间通信连接；

所述功率分配单元，用于以固定时间间隔判定站功率状态，在站功率状态发生变更时，将所述站功率状态发送给各个所述功率申请单元，并根据所述站功率状态计算各个所述功率申请单元的给定功率，以及根据所述站功率状态向各个所述功率申请单元下发所述给定功率；

各个所述功率申请单元，用于在获取到所述功率分配单元下发的给定功率后，根据所述站功率状态、所述给定功率和实际功率判定是否需要调整申请功率，并在判定需要调整时调整申请功率。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述功率分配单元，包括站状态判定模块、给定功率计算模块和给定功率下发模块；其中，

所述站状态判定模块，用于计算站内所有功率申请单元的申请功率之和、实际功率之和，并以固定时间间隔将计算出的申请功率之和、实际功率之和与最大可分配功率进行比较，根据比较结果将站功率状态分为三种状态：如果申请功率之和小于最大可分配功率，则为站正常状态；如果申请功率之和大于最大可分配功率，则为站限功率状态；如果实际功率之和大于最大可分配功率，则为站运行超限状态；

所述给定功率计算模块，用于当所述站功率状态为站正常状态时，计算各个所述功率申请单元的给定功率等于对应功率申请单元的申请功率；当所述站功率状态为站限功率状态时，计算各个所述功率申请单元的给定功率等于(最大可分配功率/申请功率之和)*对应功率申请单元的申请功率；当所述站功率状态为站运行超限状态时，将实际功率超过给定功率的功率申请单元判定为异常单元，计算异常单元的给定功率等于对应功率申请单元的额定功率，并从最大可分配功率中扣除异常单元的额定功率得到新的最大可分配功率，由所述站状态判定模块基于新的最大可分配功率对正常单元重新判定站功率状态，之后所述给定功率计算模块再根据重新判定的站功率状态计算正常单元的给定功率；

所述给定功率下发模块，用于当所述站功率状态为站正常状态时，向各个所述功率申请单元直接下发所述给定功率；当所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态时，对各个所述功率申请单元区分新计算出的给定功率与之前的给定功率相比是增加还是减少，对给定功率减少的功率申请单元先下发所述给定功率，得到对应功率申请单元的接收确认指令并延时预定时间后，对给定功率增加的功率申请单元再下发所述给定功率。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述功率分配单元还包括：触发模块，

所述触发模块，用于设置触发条件，在触发条件出现时触发所述给定功率计算模块重新计算各个所述功率申请单元的给定功率，并由所述给定功率下发模块根据所述站功率状态向各个所述功率申请单元下发新计算出的给定功率；

其中，设置的触发条件包括但不限于：

在某个功率申请单元的新申请功率与原申请功率的之差大于第一预定功率值或者大于原申请功率的第一预定比例时，触发所述给定功率计算模块重新计算各个所述功率申请单元的给定功率；

或者，

在站内所有功率申请单元的新申请功率之和与原申请功率之和的之差大于第二预定功率值或者大于最大可分配功率的第二预定比例时，触发所述给定功率计算模块重新计算各个所述功率申请单元的给定功率；

或者，

在某个功率申请单元与所述功率分配单元发生通信故障时，触发所述给定功率计算模块重新计算各个所述功率申请单元的给定功率；其中，所述给定功率计算模块将发生通讯故障的功率申请单元判定为失效单元，计算失效单元的给定功率等于对应功率申请单元的额定功率，并从最大可分配功率中扣除失效单元的额定功率得到新的最大可分配功率，基于新的最大可分配功率对未失效单元重新计算给定功率；

或者，

所述功率分配单元的最大可分配功率被修改时，触发所述给定功率计算模块重新计算各个所述功率申请单元的给定功率。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，各个所述功率申请单元包括：功率申请初值模块和功率申请确认模块，

所述功率申请初值模块，用于根据充电车辆的电池管理系统发送的需求电压、需求电流计算出需求功率，将该需求功率与对应功率申请单元的额定功率进行比较，取较小值作为功率申请初值；

所述功率申请确认模块，用于在获取到所述功率分配单元下发的给定功率后，若所述站功率状态为站正常状态，则判定不需要调整申请功率；若所述站功率状态为站限功率状态或者站运行超限状态，进一步判定所述给定功率大于实际功率的功率值是否超过预定阈值，若超过则判定需要调整申请功率，并将申请功率调整为实际功率与所述预定阈值之和；否则判定不需要调整申请功率。