CN112721711A - 一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统 - Google Patents

一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,包括:云端管理平台,负责接收、分发电网侧的削峰填谷命令;有序充电核心控制单元,采集实时的配电线路数据,进行站点级的用电数据采集;充电桩,响应电动汽车的充电需求;有序充电核心控制单元与充电桩配合,有序充电核心控制单元通过云端管理平台下发的配合指令,进行充电桩的边缘计算,实时响应充电桩提交的电动汽车的实际充电功率需求。本发明采用三级工作模式,每一级分工明确,方便系统并联、扩充。每一级设备对上一级设备指令负责。站端采用高性能的有序充电核心控制单元,完成边缘计算功能。站端支持离线模式,可以根据本地策略独立运行。

Description

一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统
技术领域
本发明涉及充电桩有序用电控制领域,尤其是设及一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统。
背景技术
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机,可以固定在地面或墙壁,安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接,输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。
充电站点属于大功率用电单位,站点的用电功率具有一定的随机性、变化性,使得整个用电系统难以控制。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述中的不足提供一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,包括:
云端管理平台,负责接收、分发电网侧的削峰填谷命令;
有序充电核心控制单元,采集实时的配电线路数据,进行站点级的用电数据采集;
充电桩,响应电动汽车的充电需求;有序充电核心控制单元与充电桩配合,有序充电核心控制单元通过云端管理平台下发的配合指令,进行充电桩的边缘计算,实时响应充电桩提交的电动汽车的实际充电功率需求。
进一步地,所述有序充电核心控制单元设置在低压配电柜中,低压配电柜完成变压器出线侧的线缆分支、通断控制;同时内部安装有序充电核心控制单元,测量配电线路的电压、电流及功率;有序充电核心控制单元提供CAN接口,与线路内的充电桩通信;有序充电核心控制单元提供以太网或者4G通道,与云端管理平台进行通信。
进一步地,系统的有序用电调节过程:包括以下步骤,
有序用电调节第一阶段:有序充电核心控制单元检查对云端管理平台通信、对充电桩通信是否正常,检查各线路功率是否正常;
有序用电调节第二阶段:有序充电核心控制单元上报充电桩的实时状态、实时功率、限制功率给云端管理平台;
有序用电调节第三阶段:云端管理平台下发新的限制功率给有序充电核心控制单元;
有序用电调节第四阶段:有序充电核心控制单元更新充电桩限制功率,并记录事件;
有序用电调节第五阶段:有序充电核心控制单元接收各充电桩配额申请,根据策略进行边缘计算,调配充电桩功率配,并记录事件。
进一步地,系统实时充电过程:包括以下步骤,
充电第一阶段:空闲状态充电桩实时查询功率配额数据,将实时配额信息显示在充电人机界面上;
充电第二阶段:用户插枪充电后,启动正常充电流程;
充电第三阶段:根据电动汽车的充电功率需求,向有序充电核心控制单元申请新的功率配额;
充电第四阶段:有序充电核心控制单元下发新的配额给充电桩,充电桩实时调整输出功率;
充电第五阶段:电动汽车充电结束,充电桩向有序充电核心控制单元报告释放功率配额;
充电第六阶段:上报充电结果,充电完成。
采用上述技术方案后,本发明具有如下优点:本发明采用三级工作模式,每一级分工明确,方便系统并联、扩充。每一级设备对上一级设备指令负责。站端采用高性能的有序充电核心控制单元,完成边缘计算功能。站端支持离线模式,可以根据本地策略独立运行。空闲充电桩不占用过多的功率配额,最大限度保障有充电需求的充电桩。每一个充电桩分配最小功率,保证每一个桩都能启动充电成功。
附图说明
图1是本发明的有序用电系统整体原理图一;
图2是本发明的有序用电系统整体原理图一;
图3是本发明中的有序充电核心控制单元电气原理图;
图4是本发明中的充电桩执行有序用电命令流程图;
图5是本发明中的有序充电核心控制单元有序用电流程图;
附图标记:1云端管理平台,2有序充电核心控制单元,3充电桩。
具体实施例
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、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,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,都属于本发明保护范围。
如图1-2所示,本发明提供一种基于有序充电核心控制单元2的有序用电系统,采用云、端、点三级模式,云指充电运营平台,负责接收、分发电网侧的削峰填谷命令;端指有序充电核心控制单元2,采集实时的配电线路数据,进行站点级的用电数据采集;点指充电桩3,响应电动汽车的充电需求;端与点配合,端通过云端下发的配合指令,进行站点及的边缘计算,实时响应充电桩3提交的电动汽车的实际充电功率需求。
所述的三级分配模式,每一级分工明确,运行策略固定,端点可无限度扩充。云端管理平台1对外接收电网或者政府发送的功率调节要求,云端管理平台1通过策略计算,对系统内所有端点功率进行动态分配。有序充电核心控制单元2有序充电核心控制单元2接收到云端管理平台1的功率调节指令后,根据本地的排队分配策略进行边缘计算,动态调节站点内所有充电桩3的输出功率限额。单点充电桩3根据有序充电核心控制单元2的指令,实时调节输出功率。有序充电核心控制单元2的有序充电核心控制单元2同时定期查询各充电桩3的输出功率,测量配电线路总输出功率,将站点的运行情况实时反馈给云端管理平台1。所述的分层布置,方便进行扩容,单一云端管理平台1可链接不限数目的有序充电核心控制单元2智能配电终端,单一有序充电核心控制单元2可连接144个充电桩3点。
参照图2和图3,图2和图3中包括:
变压器:完成充电站点的电能变化作用,将配电线路的10kV电压转变成充电桩3需要的AC380V电源。低压配电柜:完成变压器出线侧的线缆分支、通断控制。同时内部安装有序充电核心控制单元2,测量配电线路的电压、电流及功率。有序充电核心控制单元2提供CAN接口,与线路内的充电桩3通信。有序充电核心控制单元2提供以太网或者4G通道,与云平台进行通信。云端管理平台1:负责区域内所有站点数据的收集、显示工作。同时根据电网侧的功率调节指令,分配指令给站点的有序充电核心控制单元2。
电缆分支A:提供三相四线电缆,给A回路所有充电桩3提供电源。电缆分支B:提供三相四线电缆,给B回路所有充电桩3提供电源。电缆分支C:提供三相四线电缆,给C回路所有充电桩3提供电源。充电桩3A1~充电桩3A4:安装A回路上的所有充电桩3,与有序充电核心控制单元2通过CAN1总线通讯。最大支持48个充电桩3点。充电桩3B1~充电桩3B4:安装B回路上的所有充电桩3,与有序充电核心控制单元2通过CAN2总线通讯。最大支持48个充电桩3点。充电桩3C1~充电桩3C4:安装C回路上的所有充电桩3,与有序充电核心控制单元2通过CAN3总线通讯。最大支持48个充电桩3点。
进线端:指低压配电柜内的电源进线线缆,由变压器出线引出。
有序充电核心控制单元2:指安装在低压配电柜内的边缘计算网关,负责对云端通讯,对充电桩3通信,同时测量配电线路的电流电压等参数。
断路器:给智能配电终端电源线路的控制装置,可控制给有序充电核心控制单元2通电与否。
CT1、CT2、CT3:指套接在进线电缆上的三个电流互感器,测量A/B/C三相电流,将数据提供给有序充电核心控制单元2。
智能断路器A:出线A的一次控制开关,与有序充电核心控制单元2通过RS485通信,可控制线路通断与否。智能断路器B:出线B的一次控制开关,与有序充电核心控制单元2通过RS485通信,可控制线路通断与否。智能断路器C:出线C的一次控制开关,与有序充电核心控制单元2通过RS485通信,可控制线路通断与否。
CAN出线:指智能配电终端的CAN出线口,用来与充电桩3通信用。
出线端A、出线端B、出线端C:低压配电柜的线缆出现端口,给各线路充电桩3提供电源接口。
充电站点内的箱变系统与充电桩3进行连接,并且在有序充电核心控制单元2内录入本地化的策略:各充电枪优先级、排队策略、最低保障值、离线处理方式等参数。
参照图4-5,本发明实施例的系统有序用电调节过程:
有序用电调节第一阶段:有序充电核心控制单元2检查对云平台通信、对充电桩3通信是否正常,检查各线路功率是否正常。
有序用电调节第二阶段:站端有序充电核心控制单元2上报站点实时状态、实时功率、限制功率给运营平台。
有序用电调节第三阶段:平台下发新的限制功率给有序充电核心控制单元2。
有序用电调节第四阶段:有序充电核心控制单元2更新站点限制功率,并记录事件。
有序用电调节第五阶段:有序充电核心控制单元2接收各充电桩3配额申请,根据策略进行边缘计算,调配充电桩3功率配,并记录事件。
本发明实施例实时充电过程:
充电第一阶段:空闲状态充电桩3实时查询功率配额数据,将实时配额信息显示在充电人机界面上。
充电第二阶段:用户插枪充电后,启动正常充电流程。
充电第三阶段:根据电动汽车的充电功率需求,向有序充电核心控制单元2申请新的功率配额。
充电第四阶段:有序充电核心控制单元2下发新的配额给充电桩3,充电桩3实时调整输出功率。
充电第五阶段:电动汽车充电结束,充电桩3向有序充电核心控制单元2报告释放功率配额。
充电第六阶段:上报充电结果,充电完成。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,其特征在于,包括:
云端管理平台,负责接收、分发电网侧的削峰填谷命令;
有序充电核心控制单元,采集实时的配电线路数据,进行站点级的用电数据采集;
充电桩,响应电动汽车的充电需求;有序充电核心控制单元与充电桩配合,有序充电核心控制单元通过云端管理平台下发的配合指令,进行充电桩的边缘计算,实时响应充电桩提交的电动汽车的实际充电功率需求。
2.如权利要求1所述一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,其特征在于:所述有序充电核心控制单元设置在低压配电柜中,低压配电柜完成变压器出线侧的线缆分支、通断控制;同时内部安装有序充电核心控制单元,测量配电线路的电压、电流及功率;有序充电核心控制单元提供CAN接口,与线路内的充电桩通信;有序充电核心控制单元提供以太网或者4G通道,与云端管理平台进行通信。
3.如权利要求1所述一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,其特征在于:系统的有序用电调节过程:包括以下步骤,
有序用电调节第一阶段:有序充电核心控制单元检查对云端管理平台通信、对充电桩通信是否正常,检查各线路功率是否正常;
有序用电调节第二阶段:有序充电核心控制单元上报充电桩的实时状态、实时功率、限制功率给云端管理平台;
有序用电调节第三阶段:云端管理平台下发新的限制功率给有序充电核心控制单元;
有序用电调节第四阶段:有序充电核心控制单元更新充电桩限制功率,并记录事件;
有序用电调节第五阶段:有序充电核心控制单元接收各充电桩配额申请,根据策略进行边缘计算,调配充电桩功率配,并记录事件。
4.如权利要求1所述一种基于有序充电核心控制单元的有序用电系统,其特征在于:系统实时充电过程:包括以下步骤,
充电第一阶段:空闲状态充电桩实时查询功率配额数据,将实时配额信息显示在充电人机界面上;
充电第二阶段:用户插枪充电后,启动正常充电流程;
充电第三阶段:根据电动汽车的充电功率需求,向有序充电核心控制单元申请新的功率配额;
充电第四阶段:有序充电核心控制单元下发新的配额给充电桩,充电桩实时调整输出功率;
充电第五阶段:电动汽车充电结束,充电桩向有序充电核心控制单元报告释放功率配额;
充电第六阶段:上报充电结果,充电完成。
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