CN113400992A - 基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法 - Google Patents

基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于智能融合终端的电动汽车充电系统及方法，此系统包括智能融合终端和多个充电桩，智能融合终端与各充电桩相连；智能融合终端用于采集配变总负荷以及各充电桩的充电功率，并根据配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制。此方法包括：实时采集配变总负荷和各充电桩的充电功率；当配电剩余功率大于第一剩余功率限值，直接充电；当剩余功率小于第二剩余功率限值时，将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入充电桩按高功率进行充电；当剩余功率小于第三剩余功率限值时，再将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入的充电桩按低功率进行充电。本发明具有操作简便、成本低、充电可靠有序等优点。

Description

基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法
技术领域
本发明主要涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法。
背景技术
目前民区充电需求不断增长，电力配网面临的压力较大，大部分用户基本回家之后会对电动汽车进行充电，这样会使得用电负荷的高峰期与充电时间大致重合，从而导致负荷峰值的进一步叠加，加剧了配电网负荷压力，威胁到台区供电的安全可靠。大规模的无序充电会对电网的安全、经济、可靠性运行带来巨大的挑战，现有配网很难承载居民区无序充电要求，如果进行配网改造，则投资巨大且改造时间长。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种操作简便、成本低、充电可靠有序的基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种基于智能融合终端的电动汽车充电系统，包括智能融合终端和多个充电桩，所述智能融合终端分别与各充电桩相连；所述智能融合终端用于采集配变总负荷以及各充电桩的充电功率，并根据配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述智能融合终端通过LoRa通信模块与各充电桩通讯相连。
本发明还公开了一种基于如上所述的基于智能融合终端的电动汽车充电系统的充电方法，包括步骤：
通过台区智能融合终端实时采集配变总负荷和所有充电桩充电功率数据；
当配电剩余功率充分，大于设定的第一剩余功率限值，则可直接充电；
当配变普通居民负载上升，剩余功率不足设定的第二剩余功率限值时，则进行有序充电控制：按充电时长和充电量进行排序选择，将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入充电桩按高功率进行充电；
当配变普通居民负载继续上升，剩余功率不足设定的第三剩余功率限值时，再将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入的充电桩按低功率进行充电。
作为上述技术方案的进一步改进：
当所有充电桩调整完毕仍过载，则按充电时间顺序依次切除充电桩的充电。
如果配电台区居民负载下降，配电台区剩余功率大于第一剩余功率限值，则按有序充电桩下调功率时间长短的顺序提高各充电桩的充电功率。
充电的低功率为1～2kW，充电的高功率为6～8kW。
第二剩余功率限值为80～120kVA；第三剩余功率限值为40～60kVA。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的基于智能融合终端的电动汽车充电系统及充电方法，通过配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制，不需要进行配网改造，成本低，而且充电有序可靠；其中整体的充电方法操作简便、充电可靠有序。
附图说明
图1为本发明充电系统在实施例的结构示意图。
图2为本发明充电系统的两种通信方案结构图；其中(a)为充电桩未接入车联网；(b)为充电桩接入车联网。
图3为本发明充电系统在实施例的控制模式结构图。
图4为本发明充电方法在实施例的总流程图。
图5为本发明充电方法在实施例的具体流程图。
图6为本发明充电方法在配电负荷持续上升时的流程图。
图7为本发明的充电方法在配电负荷过载时的流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1和图2所示，本实施例的基于智能融合终端的电动汽车充电系统，包括智能融合终端、有序充电通信单元、交流充电桩、智能断路器和配电箱等；其中台区智能融合终端和有序充电通信单元分别配置LoRa通信模块；交流充电桩通过4G方式与车联网通信，通过微功率LoRa方式与台区智能融合终端通信；智能融合终端用于采集配变总负荷以及各充电桩的充电功率，并根据配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制。本发明的基于智能融合终端的电动汽车充电系统，通过配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制，不需要进行配网改造，成本低，而且充电有序可靠。
如图2所示，本实施例共提供两种通信方案，充电桩通过4G方式与车联网通信，通过微功率LoRa方式与台区智能融合终端通信。台区智能融合终端和充电桩分别具备内置LoRa通信模块，不与台区原有业务产生关联。
如图3所示，充电桩一共有三种充电模式，分别为未充电、高功率充电和低功率充电，与配变负载率、剩余功率限值所对应。
如图4和图5所示，本发明还公开了一种的基于如上所述的基于智能融合终端的电动汽车充电系统的充电方法，包括步骤：
通过台区智能融合终端实时采集配变总负荷和所有充电桩充电功率数据；
当配电剩余功率充分，大于设定的第一剩余功率限值，则可直接充电；
当配变普通居民负载上升，剩余功率不足设定的第二剩余功率限值时，则进行有序充电控制：按充电时长和充电量进行排序选择，将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入充电桩按高功率进行充电；
当配变普通居民负载继续上升，剩余功率不足设定的第三剩余功率限值时，再将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入的充电桩按低功率进行充电，如图6所示；
当所有充电桩调整完毕仍过载，则按充电时间顺序依次切除充电桩的充电，如图7所示；
如果配电台区居民负载下降，配电台区剩余功率大于第一剩余功率限值，则按有序充电桩下调功率时间长短的顺序提高各充电桩的充电功率。
通过有序充电APP控制各充电桩的启停、充电功率输出等级，以及紧急状态下的充电桩电源接入点快速故障隔离，并将实时状态上送至配电云主站，减少系统级的数据交互。
在一具体实施例中，充电的低功率为1～2kW，充电的高功率为6～8kW。第二剩余功率限值为80～120kVA；第三剩余功率限值为40～60kVA。
下面结合一具体的完整实施例对上述方法做进一步说明：
交流充电桩充电时，首先需要与融合终端交互，由融合终端发送可充电命令时，才可受控充电；
如果配电变压器剩余功率充分，大于设定的第一剩余功率限值，则可直接充电。
当配电变压器居民负载上升，剩余功率不足设定的第二剩余功率限值(如100kVA)时，则进行有序充电控制，融合终端向主站上报有序充电启动信息，具体为：
S1、对已经充电的交流桩，由融合终端进行判断，对已经充电超过4个小时(可设定)的交流桩，调低充电功率，由7kW调低至1.3kW，以保障该充电操作不结算，降低功率充电；
S2、如果再有新的充电桩接入，则再执行步骤S1，再调整一辆已经充电的交流桩，调低充电功率至1.3kW，新接入充电桩按7kW进行充电，每接入一台充电桩，则进行一次告警；
S3、实时监测配电台区容量，直到配电变压器剩余功率不足设定的第三剩余功率限值(如50kVA)，则新接入的充电桩按1.3kW的功率进行充电；融合终端向主站上报配电台区充电负载告警信息，每接入一台充电桩，则进行一次告警；为变压器扩容或者新增充电桩专用变压器提供科学依据；
S4、如果台区非充电负载继续上升，配电变压器剩余功率不足设定的第三剩余功率限值，即表明台区居民负载上升，则按充电桩接入顺序，将充电负载调整至1.3kW；融合终端向主站上报配电台区充电负载告警信息，每接入一台充电桩，则进行一次告警；
S5、如果所有充电桩调整完毕仍过载，则按充电时间顺序依次切除交流充电桩充电；融合终端向主站上报配电台区居民负载告警信息；
S6、如果配电台区居民负载下降，配电台区剩余功率大于剩余功率限值，则按有序充电桩下调功率时间最大的顺序进行调整，功率调整至7kW进行充电。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于智能融合终端的电动汽车充电系统，其特征在于，包括智能融合终端和多个充电桩，所述智能融合终端分别与各充电桩相连；所述智能融合终端用于采集配变总负荷以及各充电桩的充电功率，并根据配变总负荷以及各充电桩的充电功率，对各充电桩进行有序充电控制。
2.根据权利要求1所述的基于智能融合终端的电动汽车充电系统，其特征在于，所述智能融合终端通过LoRa通信模块与各充电桩通讯相连。
3.一种基于权利要求1或2所述的基于智能融合终端的电动汽车充电系统的充电方法，其特征在于，包括步骤：
通过台区智能融合终端实时采集配变总负荷和所有充电桩充电功率数据；
当配电剩余功率充分，大于设定的第一剩余功率限值，则可直接充电；
当配变普通居民负载上升，剩余功率不足设定的第二剩余功率限值时，则进行有序充电控制：按充电时长和充电量进行排序选择，将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入充电桩按高功率进行充电；
当配变普通居民负载继续上升，剩余功率不足设定的第三剩余功率限值时，再将一辆已经充电的充电桩的充电功率调低，新接入的充电桩按低功率进行充电。
4.根据权利要求3所述的充电方法，其特征在于，当所有充电桩调整完毕仍过载，则按充电时间顺序依次切除充电桩的充电。
5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，如果配电台区居民负载下降，配电台区剩余功率大于第一剩余功率限值，则按有序充电桩下调功率时间长短的顺序提高各充电桩的充电功率。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述的充电方法，其特征在于，充电的低功率为1～2kW，充电的高功率为6～8kW。
7.根据权利要求3～5中任意一项所述的充电方法，其特征在于，第二剩余功率限值为80～120kVA；第三剩余功率限值为40～60kVA。
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