CN113547946A - 一种储能式充电桩的充电控制方法 - Google Patents

一种储能式充电桩的充电控制方法 Download PDF

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Abstract

一种储能式充电桩的充电控制方法，步骤1、将电网供电时段分成尖峰平谷4个时段T1、T2、T3和T4，并分别设置四个时段对应的电量预设值X1、X2、X3和X4；步骤2、判断当前充电桩系统所连接的电网是否为通电状态，如是，则转入到步骤3；如否，则转入到步骤4；步骤3、对当前时刻所属的时段进行判断，将储能电池当前电量与总电量的比值Q与当前时刻所处时段的电量预设值进行比较，以选择充电桩系统或储能电池为电动汽车供电，之后对下一时刻充电桩连接的电网状态进行判断；步骤4、用储能电池维持充电桩系统或电动汽车供电。本方法能满足用户实时的充电要求，并通过充电桩内部的充电控制以起到削峰填谷的作用，平滑电网波动。

Description

一种储能式充电桩的充电控制方法
技术领域
本发明涉及充电桩领域，特别涉及一种储能式充电桩的充电控制方法。
背景技术
充电桩是指为电动汽车提供充电服务的充能设备，充电桩设备采用交直流一体的结构。既可实现直流充电，也可以交流充电。白天充电业务多的时候，使用直流方式进行快速充电，当夜间充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。
为了节省资源，如申请号为CN201811169451.2(授权公告号为CN109353244B)的中国发明专利公开了一种电动汽车智能有序充电的控制方法及系统，该方法包括：获取区域内的电动汽车数量，并根据电动汽车数量计算得到该区域内每日电动汽车的日充电需求；获取区域内电网的短期预测负荷和峰谷电价，并根据所述日充电需求、短期预测负荷和所述峰谷电价制定相应的谷价时段；通过区域内的充电桩采集电动汽车的车辆信息、电池信息和历史充电信息，并根据车辆信息、电池信息和历史充电信息确定电动汽车的预充电需求；根据预充电需求和所述谷价时段确定电动汽车的充电指导信息，使待充电的电动汽车按充电指导信息进行有序充电。上述方法虽然使地区电网实现消峰填谷、降低充电的成本，提高经济效益。但上述方法中是通过在实行分时电价后，通过峰谷电压政策引导充电站在夜晚等符合低谷期进行充电行为，实现有序充电控制，因此这种方法需要用户按照上述的充电指导信息进行有序充电，其中，充电指导信息包括充电桩的位置范围以及充电时段，从而对充电时间有限制要求，并不能满足用户实时充电的要求，因此需要进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能满足用户实时充电要求的储能式充电桩的充电控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述储能式充电桩内设置有充电控制模块以及与充电控制模块相连接的储能电池，所述充电控制模块还连接有充电接口和用于连接电网的充电桩系统，所述充电接口用于连接电动汽车，所述储能式充电桩的充电控制方法包括以下步骤：
步骤1、将电网供电时段分成尖峰平谷4个时段，分别用T1、T2、T3和T4表示，并在充电控制模块内分别设置四个时段T1、T2、T3和T4一一对应的第一电量预设值X1、第二电量预设值X2、第三电量预设值X3和第四电量预设值X4，其中，0＜X1＜X2＜X3＜100％；X1至少为能维持充电桩系统处于待机状态的数值；
步骤2、通过充电控制模块判断当前充电桩系统所连接的电网是否为通电状态，如是，则转入到步骤3；如否，则转入到步骤4；
步骤3、通过充电控制模块对当前时刻所属的时段进行判断，将储能电池当前电量与总电量的比值Q与当前时刻所处时段的电量预设值进行比较，以选择充电桩系统或储能电池为电动汽车供电，之后转入到步骤2中，对下一时刻充电桩连接的电网状态进行判断；
其中，电动汽车供电方式设定的方法如下：
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X1≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X2≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；如果X3≤Q时，储能电池给电动汽车充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给电动汽车和储能电池充电；如果Q＝100％时，则关闭充电桩系统给储能电池充电，充电桩系统只给电动汽车充电；
步骤4、用储能电池维持充电桩系统或电动汽车供电。
作为改进，所述步骤4的具体步骤为：
对断电时的Q与X1、X2和X3之间的关系进行判断，以设定最大充电电流；
4a、当Q<X1时，立即停止对电动汽车进行充电，维持充电桩系统处于待机状态；
4b、当X1≤Q<X2时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为mImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流mImax为电动汽车供电，其中，Imax为预设的最大充电电流；其中，0＜m＜1；
4c、当X2≤Q<X3时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为nImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流nImax为电动汽车供电，其中，0＜m＜n＜1；
4d、当X3≤Q<100％时，设定充电桩系统的最大充电电流为Imax，则储能电池按照最大充电电流nImax为电动汽车供电。
优选的，所述4b中m的取值范围为0.1～0.3。
优选的，所述4c中n的取值范围为0.4～0.6。
充电桩在未连接电动汽车时，所述步骤3中如果充电桩系统处于待机状态时，
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给储能电池充电；如果X1≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给储能电池充电；如果X2≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，充电桩系统给储能电池充电；如果X3≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给储能电池充电；如果Q＝100％时，则充电桩系统停止给储能电池充电。
本方案中，所述步骤3中第一电量预设值X1的取值范围为10％～20％。
本方案中，所述步骤3中的第二电量预设值X2的取值范围为25％～40％。
本方案中，所述步骤3中的第三电量预设值X3的取值范围为45％～60％。
优选的，所述时段T1对应为19:00～22:00；所述时段T2对应为08:00～11:00和15:00～19:00；所述时段T3对应为07:00～08:00、11:00～15:00和22:00～23:00；所述时段T4对应为23:00～次日07:00。
优选的，所述储能电池为动力电池堆。
与现有技术相比，本发明的优点在于：根据电网供电的尖峰平谷4个时段，合理选择储能电池和充电桩系统为电动汽车供电，以在尖峰时段优先使用储能电池供电，并在平谷时段选择充电桩系统为电动汽车和储能电池充电，以实现低峰时期对电能进行存储，再高峰时期再使用，因此本方法无需限制用户充电时段，能满足用户实时的充电要求，并通过充电桩内部的充电控制以起到削峰填谷的作用，平滑电网波动。
附图说明
图1为本发明实施例中储能式充电桩的充电控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的储能式充电桩包括充电控制模块以及与充电控制模块相连接的储能电池，充电控制模块还连接有充电接口和用于连接电网的充电桩系统，充电接口用于连接电动汽车，储能式充电桩用于为电动汽车供电。本实施例中，储能电池为动力电池堆。
如图1所示，本实施例中的储能式充电桩的充电控制方法包括以下步骤：
步骤1、将电网供电时段分成尖峰平谷4个时段，分别用T1、T2、T3和T4表示，并在充电控制模块内分别设置四个时段T1、T2、T3和T4一一对应的第一电量预设值X1、第二电量预设值X2、第三电量预设值X3和第四电量预设值X4，其中，0＜X1＜X2＜X3＜100％；X1至少为能维持充电桩系统处于待机状态的数值；
第一电量预设值X1的取值范围为10％～20％；第二电量预设值X2的取值范围为25％～40％；第三电量预设值X3的取值范围为45％～60％；本实施例中，时段T1对应为19:00～22:00；时段T2对应为08:00～11:00和15:00～19:00；时段T3对应为07:00～08:00、11:00～15:00和22:00～23:00；时段T4对应为23:00～次日07:00；X1＝20％；X2＝30％；X3＝50％；
步骤2、通过充电控制模块判断当前充电桩系统所连接的电网是否为通电状态，如是，则转入到步骤3；如否，则转入到步骤4；
步骤3、通过充电控制模块对当前时刻所属的时段进行判断，将储能电池当前电量与总电量的比值Q与当前时刻所处时段的电量预设值进行比较，以选择充电桩系统或储能电池为电动汽车供电，之后转入到步骤2中，对下一时刻充电桩连接的电网状态进行判断；
其中，电动汽车供电方式设定的方法如下：
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X1≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X2≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；如果X3≤Q时，储能电池给电动汽车充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给电动汽车和储能电池充电；如果Q＝100％时，则关闭充电桩系统给储能电池充电，充电桩系统只给电动汽车充电；
步骤3中如果充电桩系统处于待机状态时，
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给储能电池充电；如果X1≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给储能电池充电；如果X2≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，充电桩系统给储能电池充电；如果X3≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给储能电池充电；如果Q＝100％时，则充电桩系统停止给储能电池充电；
步骤4、用储能电池维持充电桩系统或电动汽车供电；
步骤4的具体步骤为：
对断电时的Q与X1、X2和X3之间的关系进行判断，以设定最大充电电流；
4a、当Q<X1时，立即停止对电动汽车进行充电，维持充电桩系统处于待机状态；
4b、当X1≤Q<X2时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为mImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流mImax为电动汽车供电，其中，Imax为预设的最大充电电流；其中，0＜m＜1；m的取值范围为0.1～0.3，本实施例中，m＝0.25；
4c、当X2≤Q<X3时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为nImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流nImax为电动汽车供电，其中，0＜m＜n＜1；n的取值范围为0.4～0.6，本实施例中，n＝0.5；
4d、当X3≤Q<100％时，设定充电桩系统的最大充电电流为Imax，则储能电池按照最大充电电流nImax为电动汽车供电。
当然，上述充电控制方法只是用于调控电网和储能电池之间的能源利用率，同样的也可以在储能式充电桩内增加其他的能源，例如：光伏或风电能源。
另外，上述充电控制方法中的时段T1、T2、T3和T4也可以通过监控当地电动汽车集中充电时段以及储能电池电量总体特征来进行动态调节，以达到最佳的电网调控，降低对电网能源需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述储能式充电桩内设置有充电控制模块以及与充电控制模块相连接的储能电池，所述充电控制模块还连接有充电接口和用于连接电网的充电桩系统，所述充电接口用于连接电动汽车，所述储能式充电桩的充电控制方法包括以下步骤：
步骤1、将电网供电时段分成尖峰平谷4个时段，分别用T1、T2、T3和T4表示，并在充电控制模块内分别设置四个时段T1、T2、T3和T4一一对应的第一电量预设值X1、第二电量预设值X2、第三电量预设值X3和第四电量预设值X4，其中，0＜X1＜X2＜X3＜100％；X1至少为能维持充电桩系统处于待机状态的数值；
步骤2、通过充电控制模块判断当前充电桩系统所连接的电网是否为通电状态，如是，则转入到步骤3；如否，则转入到步骤4；
步骤3、通过充电控制模块对当前时刻所属的时段进行判断，将储能电池当前电量与总电量的比值Q与当前时刻所处时段的电量预设值进行比较，以选择充电桩系统或储能电池为电动汽车供电，之后转入到步骤2中，对下一时刻充电桩连接的电网状态进行判断；
其中，电动汽车供电方式设定的方法如下：
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X1≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给电动汽车充电；如果X2≤Q时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，储能电池给电动汽车充电，并在Q<X1时停止储能电池给电动汽车充电，且切换至充电桩系统给电动汽车充电；如果X3≤Q时，储能电池给电动汽车充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给电动汽车和储能电池充电；如果Q＝100％时，则关闭充电桩系统给储能电池充电，充电桩系统只给电动汽车充电；
步骤4、用储能电池维持充电桩系统或电动汽车供电。
2.根据权利要求1所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤为：
对断电时的Q与X1、X2和X3之间的关系进行判断，以设定最大充电电流；
4a、当Q<X1时，立即停止对电动汽车进行充电，维持充电桩系统处于待机状态；
4b、当X1≤Q<X2时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为mImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流mImax为电动汽车供电，其中，Imax为预设的最大充电电流；其中，0＜m＜1；
4c、当X2≤Q<X3时，设定充电桩系统当前的最大充电电流为nImax，则储能电池按照当前设定的最大充电电流nImax为电动汽车供电，其中，0＜m＜n＜1；
4d、当X3≤Q<100％时，设定充电桩系统的最大充电电流为Imax，则储能电池按照最大充电电流nImax为电动汽车供电。
3.根据权利要求2所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述4b中m的取值范围为0.1～0.3。
4.根据权利要求2所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述4c中n的取值范围为0.4～0.6。
5.根据权利要求1所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述步骤3中如果充电桩系统处于待机状态时，
当前时刻处于时段T1时，如果Q<X1时，充电桩系统给储能电池充电；如果X1≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T2时，如果Q<X2时，充电桩系统给储能电池充电；如果X2≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时刻处于时段T3时，如果Q<X3时，充电桩系统给储能电池充电；如果X3≤Q时，充电桩系统停止给储能电池充电；
当前时间处于时段T3时，如果Q<100％时，充电桩系统给储能电池充电；如果Q＝100％时，则充电桩系统停止给储能电池充电。
6.根据权利要求1～5任一项所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述步骤3中第一电量预设值X1的取值范围为10％～20％。
7.根据权利要求1～5任一项所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述步骤3中的第二电量预设值X2的取值范围为25％～40％。
8.根据权利要求1～5任一项所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述步骤3中的第三电量预设值X3的取值范围为45％～60％。
9.根据权利要求1～5任一项所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述时段T1对应为19:00～22:00；所述时段T2对应为08:00～11:00和15:00～19:00；所述时段T3对应为07:00～08:00、11:00～15:00和22:00～23:00；所述时段T4对应为23:00～次日07:00。
10.根据权利要求1～5任一项所述的储能式充电桩的充电控制方法，其特征在于：所述储能电池为动力电池堆。
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