CN112653762B - 一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统，该网络系统包括控制服务器、电网资源管理服务器、应用服务器、多个集中器以及智能电表，所述的智能电表分别配置给各汽车充电桩，所述的各智能电表分别与对应台区的集中器进行通信，所述的各集中器分别与控制服务器进行通信，所述的控制服务器分别与电网资源管理服务器、应用服务器的对应数据信号端进行通信。本发明的网络系统在不增加线路的情况下，只在原有电表网络中增加应用服务器和电网资源管理服务器，由控制服务器进行信息转发和资源配置；每个服务器都可以独立管理自己的信息，充分利用了分布式、方便加入节点，组网简单且利于实现。
Description
技术领域
本发明涉及国家电网智能电表领域，更具体地，涉及一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统。
背景技术
现有技术充电桩管理的方案一般建立在固定充放电控制模块上，再依靠网络服务器对其进行控制，整个网络搭建需要特殊定制才能进行有序充电，兼容性不佳；并且现有技术方案采用非标准化协议，一旦局部变化或升级就会影响整体性能，没有电能表参与的现有方案，有序充电应用效果不够理想。
发明内容
本发明的目的是针对上述的问题，提出一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统；本发明提出在电能表上实现有序充电管理，同时提出一套全新的网络系统，在不变更原有网络基础的结构上，通过各个服务器之间的配合完成有序充电的需求。
本发明的技术方案是：
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统，该网络系统包括控制服务器、电网资源管理服务器、应用服务器、多个集中器以及智能电表，所述的智能电表分别配置给各汽车充电桩，所述的各智能电表分别与对应台区的集中器进行通信，所述的各集中器分别与控制服务器进行通信，所述的控制服务器分别与电网资源管理服务器、应用服务器的对应数据信号端进行通信。
进一步地，所述的智能电表为双芯智能电表，所述的有序充电管理以APP形式存在，能够升级。
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统用应用服务器，应用服务器执行如下操作：
接收用户发送的注册申请进行账户注册，或者接收用户发送的服务申请，向控制服务器转发服务申请；
接收控制服务器返回的为用户分配的充电桩信息，发送给用户。
进一步地，服务申请包括预约申请和充电申请。
进一步地，应用服务器还执行如下操作：
接收用户在APP充电桩上扫码上传的编码信息，判断该充电桩是否与控制服务器为该用户分配的充电桩一致，如果一致，提示用户连接电源进行充电；如果不一致，提示用户当前充电桩与分配的充电桩信息不匹配。
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统用电网资源管理服务器，电网资源管理服务器执行如下操作：
接收控制服务器发出的可用资源获取请求，根据实时的电网负荷情况，将可用资源发送至控制服务器。
进一步地，电网负荷情况包括：电网资源管理服务器所辖台区的实时总负荷St、各台区即集中器的实时负荷Z1t～Zmt以及各充电桩的实时负荷Pt1～Ptn；电网资源管理服务器下的总负荷为S，每个台区即集中器下监控的总负荷Z1，Z2…Zm，m表示台区总数，每台充电桩的最大负荷Pmax,最小负荷Pmin；
Zmt＝Pt1+Pt2+…Ptn；
St＝Z1t+Z2t+…Zmt；
Zm＝Pmax1+Pmax2+…Pmaxn；
S＝Z1+Z2+…Zm；
其中：m表示台区总数；n表示台区内监控的充电桩总数。
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统用控制服务器，控制服务器执行如下操作：
接收应用服务器发送的服务申请，从电网资源管理服务器获取根据实时的电网负荷情况得到的可用资源，控制服务器根据用户发送的服务申请以及电网资源管理服务器反馈的实时可用资源进行配置，为用户分配相应的充电桩，发送给应用服务器，转发给用户。
进一步地，用户发送的服务申请包括：
情况1：用户预约，根据预约时间、地点，进行充电；
情况2：用户预约，但是未按预约时间，只按预约地点进行预约充点电；
情况3：用户预约，只按照预约时间，但是未按照预约地点进行充电；
情况4：用户未预约，随机到达充电点充电。
进一步地，控制服务器根据用户发送的服务申请以及电网资源管理服务器反馈的实时可用资源进行配置具体为：针对情况1，控制服务器根据服务申请，在用户位置周边一定范围内，根据充电桩的剩余容量按顺序分配充电地点。
进一步地，控制服务器根据用户发送的服务申请以及电网资源管理服务器反馈的实时可用资源进行配置具体为：针对情况2，客户未按时间要求到达地点充电，此时控制服务器进行如下判断：
用户到达充电桩所属台区的集中器实时负荷Zmt是否满足：
若满足实时负荷预估值大于总负荷容量的一半，则允许充电，否则进一步判断；
若满足实时负荷预估值小于总负荷容量的一半且大于总负荷容量的四分之一，则进入排队模式，告知客户即将可以充电或者采用涓流充电模式等待网络负荷降低后再进行大电流充电；
否则，直接告知用户此时不建议充电；
针对情况3、4，按照情况2的方式，根据实时负荷情况，如果当前负荷未满，能够进行充电；如果当前负荷已满，充电桩采用涓流模式给客户充电，等待负荷空余时再进行大电流充电。
本发明的有益效果：
本发明的网络系统在不增加线路的情况下，只在原有电表网络中增加应用服务器和电网资源管理服务器；采用应用服务器管理客户端信息，采用电网资源管理服务器管理电能表采集的充电桩端的负荷信息；由控制服务器进行信息转发和资源配置；每个服务器都可以独立管理自己的信息，充分利用了分布式、方便加入节点。
本发明中，控制服务器、应用服务器以及资源服务器可以根据应用场景的配置需求，多个使用，组网简单且利于实现；组网便利，增加的信息节点只需给出网络地址即可组网；同时整个网络通信不需要重建新的网络系统，只需在现有的电表抄表网络系统上增加设备即可实现，操作十分简单。
本发明中，电能表可以根据网络上的指令流进行电价调节，电能表的电价调节在整个网络与资源之间形成回馈，能有效地指挥有序充电并保证电网负荷平稳。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的网络系统示意图。
图2示出了本发明中基于电能表的充电流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统，该网络系统包括控制服务器、电网资源管理服务器、应用服务器、多个集中器以及智能电表，所述的智能电表分别配置给各汽车充电桩，所述的各智能电表分别与对应台区的集中器进行通信，所述的各集中器分别与控制服务器进行通信，所述的控制服务器分别与电网资源管理服务器、应用服务器的对应数据信号端进行通信。
本发明中，控制服务器、应用服务器以及资源服务器可以根据应用场景的配置需求，多个配合使用；当需要在多个地区进行管理时，配置相应的应用服务器以及资源服务器即可对用户端以及充电桩资源端的负荷进行管理，由控制服务器进行统一调配，也可以根据场景需求，配置多个控制服务器进行管理；组网简单且利于实现；组网便利，增加的信息节点只需给出网络地址即可组网；同时整个网络通信不需要重建新的网络系统，只需在现有的电表抄表网络系统上增加设备即可实现，操作十分简单。
应用服务器执行如下操作：
接收用户发送的注册申请进行账户注册，或者接收用户发送的服务申请，向控制服务器转发服务申请；接收控制服务器返回的为用户分配的充电桩信息，发送给用户；服务申请包括预约申请和充电申请；其中，预约申请，是根据预约时段已知的负荷情况进行相应的资源配置，并且跟新预约时段的负荷预估情况，充电申请是根据当前时段的负荷情况进行资源配置。
进一步地，在用户达到充电桩后，应用服务器接收用户在APP充电桩上扫码上传的编码信息，判断该充电桩是否与控制服务器为该用户分配的充电桩一致，如果一致，提示用户连接电源进行充电；如果不一致，提示用户当前充电桩与分配的充电桩信息不匹配。
电网资源管理服务器执行如下操作：
接收控制服务器发出的可用资源获取请求，根据实时的电网负荷情况，将可用资源发送至控制服务器；电网负荷情况包括：电网资源管理服务器所辖台区的实时总负荷St、各台区即集中器的实时负荷Z1t～Zmt以及各充电桩的实时负荷Pt1～Ptn；电网资源管理服务器下的总负荷为S，每个台区即集中器下监控的总负荷Z1，Z2…Zm，m表示台区总数，每台充电桩的最大负荷Pmax,最小负荷Pmin；
Zmt＝Pt1+Pt2+…Ptn；
St＝Z1t+Z2t+…Zmt；
Zm＝Pmax1+Pmax2+…Pmaxn；
S＝Z1+Z2+…Zm；
其中：m表示台区总数；n表示台区内监控的充电桩总数。
控制服务器执行如下操作：
接收应用服务器发送的服务申请，从电网资源管理服务器获取根据实时的电网负荷情况得到的可用资源，控制服务器根据用户发送的服务申请以及电网资源管理服务器反馈的实时可用资源进行配置，为用户分配相应的充电桩，发送给应用服务器，转发给用户；服务申请包括：
情况1：用户预约，根据预约时间、地点，进行充电；
情况2：用户预约，但是未按预约时间，只按预约地点进行预约充点电；
情况3：用户预约，只按照预约时间，但是未按照预约地点进行充电；
情况4：用户未预约，随机到达充电点充电。
针对情况1，控制服务器根据服务申请，在用户位置周边一定范围内，根据充电桩的剩余容量按顺序分配充电地点。
针对情况2，客户未按时间要求到达地点充电，此时控制服务器进行如下判断：
用户到达充电桩所属台区的集中器实时负荷Zmt是否满足：
若满足实时负荷预估值大于总负荷容量的一半，则允许充电，否则进一步判断；
若满足实时负荷预估值小于总负荷容量的一半且大于总负荷容量的四分之一，则进入排队模式，告知客户即将可以充电或者采用涓流充电模式等待网络负荷降低后再进行大电流充电；
否则，直接告知用户此时不建议充电；
针对情况3、4，按照情况2的方式，根据实时负荷情况，如果当前负荷未满，能够进行充电；如果当前负荷已满，充电桩采用涓流模式给客户充电，等待负荷空余时再进行大电流充电。
具体实施时：
1、手机为客户端，通过手机注册登录应用服务器。
2、电网资源管理服务器，负责区域性的电网负荷调度分析，给出某个区域最大的负荷能力。
3、应用服务器，负责登录客户的数据处理，包括账户信息、充电预约，支付信息等数据维护。
4、控制服务器负责与电网资源服务器进行资源的申请和资源数据分析处理，将应用服务器给出的充电申请与可用资源做算法调配处理，将结果返回给应用服务器，供客户选择充电位置或充电时间。同时控制服务器负责与集中器进行数据交互，将预约信息发送给电能表有序充电管理单元。
5、集中器负责抄读所有电能表数据业务信息，并存储所管辖下的全部充电桩资源。负责将实时的充电数据上报给控制服务器。控制服务器将这些信息发送给资源管理服务器。资源服务器收到这些信息进行新的资源分配。
6、智能电能表负责电价的计算，其中有序充电管理应用负责与充电机进行数据交互，通过负荷限流来达到有序充电的目的。当超过最大允许充电负荷时，电能表开启跳闸措施，方式更大的电能符合增加网络负担，同时跳闸记录会通过集中器、控制服务器回馈给应用服务器和资源管理服务器。
7、新能源汽车可以通过手机预约充电也可以直接在充电桩扫码充电，由于网络负荷有限，有序充电会根据预约与非预约情况进行实时负荷调整。最大限度的保证客户的充电需求。
本发明的网络系统在不增加线路的情况下，只在原有电表网络中增加应用服务器和电网资源管理服务器；采用应用服务器管理客户端信息，采用电网资源管理服务器管理电能表采集的充电桩端的负荷信息；由控制服务器进行信息转发和资源配置；每个服务器都可以独立管理自己的信息，充分利用了分布式、方便加入节点。
本发明中，电能表可以根据网络上的指令流进行电价调节，电能表的电价调节在整个网络与资源之间形成回馈，能有效地指挥有序充电并保证电网负荷平稳。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (6)
1.一种基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于，该网络系统包括控制服务器、电网资源管理服务器、应用服务器、多个集中器以及智能电表，所述的智能电表分别配置给各汽车充电桩，所述的各智能电表分别与对应台区的集中器进行通信，所述的各集中器分别与控制服务器进行通信，所述的控制服务器分别与电网资源管理服务器、应用服务器的对应数据信号端进行通信；
控制服务器执行如下操作：
接收应用服务器发送的服务申请，从电网资源管理服务器获取根据实时的电网负荷情况得到的可用资源，控制服务器根据用户发送的服务申请以及电网资源管理服务器反馈的实时可用资源进行配置，为用户分配相应的充电桩，发送给应用服务器，转发给用户；
用户发送的服务申请包括：
情况1：用户预约，根据预约时间、地点，进行充电；
情况2：用户预约，但是未按预约时间，只按预约地点进行预约充点电；
情况3：用户预约，只按照预约时间，但是未按照预约地点进行充电；
情况4：用户未预约，随机到达充电点充电；
针对情况1，控制服务器根据服务申请，在用户位置周边一定范围内，根据充电桩的剩余容量按顺序分配充电地点；
针对情况2，客户未按时间要求到达地点充电，此时控制服务器进行如下判断：
用户到达充电桩所属台区的集中器实时负荷Zmt是否满足：
其中；Pmax为充电桩的最大负荷，Zmt+Pmax为实时负荷预估值；
若满足实时负荷预估值大于总负荷容量的一半，则允许充电，否则进一步判断；
若满足实时负荷预估值小于总负荷容量的一半且大于总负荷容量的四分之一，则进入排队模式，告知客户即将可以充电或者采用涓流充电模式等待网络负荷降低后再进行大电流充电；
否则，直接告知用户此时不建议充电；
针对情况3、4，按照情况2的方式，根据实时负荷情况，如果当前负荷未满，能够进行充电；如果当前负荷已满，充电桩采用涓流模式给客户充电，等待负荷空余时再进行大电流充电。
2.根据权利要求1所述的基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于：所述的智能电表为双芯智能电表，所述的有序充电管理以APP形式存在，能够升级。
3.根据权利要求1所述的基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于：应用服务器执行如下操作：
接收用户发送的注册申请进行账户注册，或者接收用户发送的服务申请，向控制服务器转发服务申请；
接收控制服务器返回的为用户分配的充电桩信息，发送给用户。
4.根据权利要求3所述的基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于：服务申请包括预约申请和充电申请；
应用服务器还执行如下操作：
接收用户在APP充电桩上扫码上传的编码信息，判断该充电桩是否与控制服务器为该用户分配的充电桩一致，如果一致，提示用户连接电源进行充电；如果不一致，提示用户当前充电桩与分配的充电桩信息不匹配。
5.根据权利要求1所述的基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于：电网资源管理服务器执行如下操作：
接收控制服务器发出的可用资源获取请求，根据实时的电网负荷情况，将可用资源发送至控制服务器。
6.根据权利要求5所述的基于双芯智能电表的有序充电网络系统，其特征在于：电网负荷情况包括：电网资源管理服务器所辖台区的实时总负荷St、各台区即集中器的实时负荷Z1t～Zmt以及各充电桩的实时负荷Pt1～Ptn；电网资源管理服务器下的总负荷为S，每个台区即集中器下监控的总负荷Z1，Z2…Zm，m表示台区总数，每台充电桩的最大负荷Pmax,最小负荷Pmin；
Zmt＝Pt1+Pt2+…Ptn；
St＝Z1t+Z2t+…Zmt；
Zm＝Pmax1+Pmax2+…Pmaxn；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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