CN114851900A - 充换电站的控制方法、系统、介质、装置和充换电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种充换电站的控制方法、系统、介质、装置和充换电站。本申请旨在解决充换电站无法充分满足电网的用电需求的问题。为此目的，本申请的控制方法包括：获取放电需求信息，并基于放电需求信息确定需求电能；计算充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；比较需求电能与总放电电能的大小；在需求电能大于总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应反向换电需求信息的车辆到充换电站进行反向换电；基于放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。本申请能够利用充换电站的反向换电功能实现充换电站的对外持续放电。

Description

充换电站的控制方法、系统、介质、装置和充换电站

技术领域

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种充换电站的控制方法、系统、介质、装置和充换电站。

背景技术

当前电动汽车发展迅猛，消费者越来越倾向于选择电动汽车，而随着电动汽车保有量不断增加，相应地对电动汽车加电设备的需求也越来越大。充换电站作为一种快速补能方案，能够在短时间内实现电能补给，使得加电与加油一样方便，因此备受电动汽车用户的青睐。

由于充换电站内存储有多块动力电池，因此除了提供快速补能服务之外，充换电站还可以通过扩充其他功能来提高充换电站的利用率，降低运营成本。举例而言，可以利用充换电站内的动力电池放电并网，实现电网削峰填谷的目的。但是，当前充换电站能够提供的放电量有限，无法充分满足电网的用电需求。同样的问题也发生在储能站中。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决充换电站无法充分满足电网的用电需求的问题，本申请提供了一种充换电站的控制方法，所述充换电站包括换电单元和多个电池仓，所述电池仓用于电池的充放电，所述换电单元用于为车辆更换电池，所述电池仓通过双向充放电模块与用电部连接，

所述控制方法包括：

获取放电需求信息，并基于所述放电需求信息确定需求电能；

计算所述充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；

比较所述需求电能与所述总放电电能的大小；

在所述需求电能大于所述总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应所述反向换电需求信息的车辆到所述充换电站进行反向换电；

基于所述放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述第一分配策略为：

使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；

其中，所述预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

根据所述需求电能和所述总放电电能计算电能缺口；

计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；

基于所述电能缺口和所述最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；

“向外发送反向换电需求信息”的步骤进一步包括：

向外发送所述需求数量和所述需求换电时间。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述需求换电时间基于所述最快放电时间和所述预设间隔时长确定。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

获取车辆的状态参数，并基于所述状态参数计算所述车辆的第一预估到站时间；

基于所述第一预估到站时间和所述需求换电时间，确定建议换电时间；

基于所述建议换电时间，发出响应建议。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

获取需求响应信息，确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；

基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

判断所述第二预估到站时间是否晚于所述最快放电时间；

如果是，则基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

通过下列公式来调整所述第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为所述第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，在“调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤之后，所述控制方法还包括：

基于所述第二预估到站时间，调整所述需求换电时间；并且/或者

估算所述车辆到达所述充换电站时的剩余电量，并基于所述剩余电量调整所述需求数量。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述放电需求信息包括需求功率和需求时长，所述控制方法还包括：

在所述需求电能小于等于所述总放电电能时，基于所述需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；

判断总放电时长是否达到所述需求时长；

在所述放电时长达到所述需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

计算所述充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；

基于所述最大输出总功率计算可持续放电功率；

上报可持续放电功率；

其中，所述可持续放电功率小于所述最大输出总功率。

在上述充换电站的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；

控制所述换电单元将车辆上的电池更换为所述放电至所述放电截止荷电状态的电池。

本提案还提供了一种充换电站的控制系统，所述充换电站包括换电单元和多个电池仓，所述电池仓用于电池的充放电，所述换电单元用于为车辆更换电池，所述电池仓通过双向充放电模块与用电部连接，

所述控制系统包括：

获取模块，所述获取模块被配置成获取放电需求信息；

确定模块，所述确定模块被配置成基于所述放电需求信息确定需求电能；

计算模块，所述计算模块被配置成计算所述充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；

比较模块，所述比较模块被配置成比较所述需求电能与所述总放电电能的大小；

发送模块，所述发送模块被配置成在所述需求电能大于所述总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应所述反向换电需求信息的车辆到所述充换电站进行反向换电；

所述确定模块还被配置成基于所述放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；

控制模块，所述控制模块被配置成控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述第一分配策略为：

使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；

其中，所述预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述计算模块进一步被配置成根据所述需求电能和所述总放电电能计算电能缺口、计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；以及基于所述电能缺口和所述最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；

所述发送模块进一步被配置成向外发送所述需求数量和所述需求换电时间。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述需求换电时间基于所述最快放电时间和所述预设间隔时长确定。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述获取模块还被配置成获取车辆的状态参数；

所述计算模块进一步被配置成基于所述状态参数计算所述车辆的第一预估到站时间；

所述确定模块进一步被配置成基于所述第一预估到站时间和所述需求换电时间，确定建议换电时间；

所述发送模块进一步被配置成基于所述建议换电时间，发出响应建议。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述获取模块进一步被配置成获取需求响应信息；

所述确定模块进一步被配置成确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；

所述控制模块进一步被配置成基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述控制模块进一步被配置成通过如下方式来基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：

判断所述预估到站时间是否晚于所述最快放电时间；

如果是，则基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述控制模块进一步被配置成通过如下方式来基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：

通过下列公式来调整所述第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为所述第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述控制模块进一步被配置成基于所述第二预估到站时间，调整所述需求换电时间；并且/或者

所述计算模块进一步被配置成估算所述车辆到达所述充换电站时的剩余电量，所述控制模块进一步被配置成基于所述剩余电量调整所述需求数量。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述放电需求信息包括需求功率和需求时长，

所述确定模块进一步被配置成在所述需求电能小于等于所述总放电电能时，基于所述需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；

所述控制模块进一步被配置成控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；

所述比较模块进一步被配置成判断总放电时长是否达到所述需求时长；

所述控制模块进一步被配置成在所述放电时长达到所述需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述控制系统还包括：

所述计算模块进一步被配置成计算所述充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；基于所述最大输出总功率计算可持续放电功率；

所述发送模块进一步被配置成上报可持续放电功率；

其中，所述可持续放电功率小于所述最大输出总功率。

在上述充换电站的控制系统的优选技术方案中，所述控制模块进一步被配置成当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；

所述控制模块进一步被配置成控制所述换电单元将车辆上的电池更换为所述放电至所述放电截止荷电状态的电池。

本提案还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述优选技术方案中任一项所述的充换电站的控制方法。

本提案还提供了一种控制装置，包括：

处理器；

存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行上述优选技术方案中任一项所述的充换电站的控制方法。

本提案还提供了一种充换电站，所述充换电站包括上述的控制装置。

通过在需求电能大于总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以使得响应该信息的车辆到充换电站进行反向换电，本申请的控制方法能够在实现充换电站对外放电的基础上，利用充换电站的换电功能，将车辆上的剩余电量高的电池与充换电站内剩余电量低的电池进行反向更换，实现充换电站的对外持续放电，充分满足用电部的用电需求。

通过控制可放电电池以第一放电功率对外放电时，以相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态，在满足用电需求的同时，实现了可放电电池的有序放电。并且预设间隔时长大于车辆反向换电所需时长的设置方式，使得车辆换电用时小于相邻的两块可放电电池放电至放电截止荷电状态间隔时间，从而可实现在一块可放电电池放电至放电截止荷电状态时，及时通过反向换电对该电池进行更换，保证可放电电池的总输出功率满足需求且输出稳定，实现对外持续性放电。

通过基于最快放电时间和预设间隔时长确定需求换电时间并以此进行反向换电，再结合对各可放电电池的第一放电功率进行管理，使得反向换电的车辆能够有序地进行反向换电，同时各个可放电电池也能有序地进行放电，保证持续放电的稳定性，避免放电中断。

通过计算车辆的第一预估到站时间，基于第一预估到站时间确定建议换电时间并给出响应建议，可以最大程度地保障反向换电的有序进行，避免因车辆到达时间的不稳定性而导致的放电功率波动和放电中断。

通过确定车辆的第二预估到站时间，并基于第二预估到站时间调整每个可放电电池的第一放电功率，可以确保在车辆到达充换电站之前，所有的可放电电池的放电总输出功率保持稳定，避免在车辆到达之前因过多可放电电池放电至放电截止荷电状态而导致的放电功率不足而放电被迫中断。

通过在第二预估到站时间晚于最快放电时间时才调整每个可放电电池的第一放电功率，能够保证总体放电平稳，避免功率的频繁波动。

通过基于第二预估到站时间调整需求换电时间，可以实现车辆调度方案的动态调整，避免过度调度或者无效调度。

通过计算所有可放电电池的最大输出总功率，并基于最大输出总功率计算并上报可持续放电功率，可以实现对当前充换电站的服务能力进行评估和上报，避免需求功率过高导致整站无法提供持续放电服务。

通过在一块可放电电池放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率，使得在换电过程中仍然能够保持总输出功率满足需求，实现持续放电。

方案1.一种充换电站的控制方法，其特征在于，所述充换电站包括换电单元和多个电池仓，所述电池仓用于电池的充放电，所述换电单元用于为车辆更换电池，所述电池仓通过双向充放电模块与用电部连接，

所述控制方法包括：

获取放电需求信息，并基于所述放电需求信息确定需求电能；

计算所述充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；

比较所述需求电能与所述总放电电能的大小；

在所述需求电能大于所述总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应所述反向换电需求信息的车辆到所述充换电站进行反向换电；

基于所述放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。

方案2.根据方案1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述第一分配策略为：

使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；

其中，所述预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。

方案3.根据方案2所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据所述需求电能和所述总放电电能计算电能缺口；

计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；

基于所述电能缺口和所述最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；

“向外发送反向换电需求信息”的步骤进一步包括：

向外发送所述需求数量和所述需求换电时间。

方案4.根据方案3所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述需求换电时间基于所述最快放电时间和所述预设间隔时长确定。

方案5.根据方案3所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取车辆的状态参数，并基于所述状态参数计算所述车辆的第一预估到站时间；

基于所述第一预估到站时间和所述需求换电时间，确定建议换电时间；

基于所述建议换电时间，发出响应建议。

方案6.根据方案1至5中任一项所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取需求响应信息，确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；

基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

方案7.根据引用方案3或4的方案6所述的充换电站的控制方法，其特征在于，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

判断所述第二预估到站时间是否晚于所述最快放电时间；

如果是，则基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

方案8.根据方案7所述的充换电站的控制方法，其特征在于，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

通过下列公式来调整所述第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为所述第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

方案9.根据方案7所述的充换电站的控制方法，其特征在于，在“调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤之后，所述控制方法还包括：

基于所述第二预估到站时间，调整所述需求换电时间；并且/或者

估算所述车辆到达所述充换电站时的剩余电量，并基于所述剩余电量调整所述需求数量。

方案10.根据方案1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述放电需求信息包括需求功率和需求时长，所述控制方法还包括：

在所述需求电能小于等于所述总放电电能时，基于所述需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；

判断总放电时长是否达到所述需求时长；

在所述放电时长达到所述需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

方案11.根据方案1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

计算所述充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；

基于所述最大输出总功率计算可持续放电功率；

上报可持续放电功率；

其中，所述可持续放电功率小于所述最大输出总功率。

方案12.根据方案1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；

控制所述换电单元将车辆上的电池更换为所述放电至所述放电截止荷电状态的电池。

方案13.一种充换电站的控制系统，其特征在于，所述充换电站包括换电单元和多个电池仓，所述电池仓用于电池的充放电，所述换电单元用于为车辆更换电池，所述电池仓通过双向充放电模块与用电部连接，

所述控制系统包括：

获取模块，所述获取模块被配置成获取放电需求信息；

确定模块，所述确定模块被配置成基于所述放电需求信息确定需求电能；

计算模块，所述计算模块被配置成计算所述充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；

比较模块，所述比较模块被配置成比较所述需求电能与所述总放电电能的大小；

发送模块，所述发送模块被配置成在所述需求电能大于所述总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应所述反向换电需求信息的车辆到所述充换电站进行反向换电；

所述确定模块还被配置成基于所述放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；

控制模块，所述控制模块被配置成控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。

方案14.根据方案13所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述第一分配策略为：

使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；

其中，所述预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。

方案15.根据方案14所述的充换电站的控制系统，其特征在于，

所述计算模块进一步被配置成根据所述需求电能和所述总放电电能计算电能缺口、计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；以及基于所述电能缺口和所述最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；

所述发送模块进一步被配置成向外发送所述需求数量和所述需求换电时间。

方案16.根据方案15所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述需求换电时间基于所述最快放电时间和所述预设间隔时长确定。

方案17.根据方案15所述的充换电站的控制系统，其特征在于，

所述获取模块还被配置成获取车辆的状态参数；

所述计算模块进一步被配置成基于所述状态参数计算所述车辆的第一预估到站时间；

所述确定模块进一步被配置成基于所述第一预估到站时间和所述需求换电时间，确定建议换电时间；

所述发送模块进一步被配置成基于所述建议换电时间，发出响应建议。

方案18.根据方案13至17中任一项所述的充换电站的控制系统，其特征在于，

所述获取模块进一步被配置成获取需求响应信息；

所述确定模块进一步被配置成确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；

所述控制模块进一步被配置成基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

方案19.根据引用方案15或16的方案18所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述控制模块进一步被配置成通过如下方式来基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：

判断所述预估到站时间是否晚于所述最快放电时间；

如果是，则基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

方案20.根据方案19所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述控制模块进一步被配置成通过如下方式来基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：

通过下列公式来调整所述第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为所述第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

方案21.根据方案19所述的充换电站的控制系统，其特征在于，

所述控制模块进一步被配置成基于所述第二预估到站时间，调整所述需求换电时间；并且/或者

所述计算模块进一步被配置成估算所述车辆到达所述充换电站时的剩余电量，所述控制模块进一步被配置成基于所述剩余电量调整所述需求数量。

方案22.根据方案13所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述放电需求信息包括需求功率和需求时长，

所述确定模块进一步被配置成在所述需求电能小于等于所述总放电电能时，基于所述需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；

所述控制模块进一步被配置成控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；

所述比较模块进一步被配置成判断总放电时长是否达到所述需求时长；

所述控制模块进一步被配置成在所述放电时长达到所述需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

方案23.根据方案13所述的充换电站的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

所述计算模块进一步被配置成计算所述充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；基于所述最大输出总功率计算可持续放电功率；

所述发送模块进一步被配置成上报可持续放电功率；

其中，所述可持续放电功率小于所述最大输出总功率。

方案24.根据方案13所述的充换电站的控制系统，其特征在于，

所述控制模块进一步被配置成当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；

所述控制模块进一步被配置成控制所述换电单元将车辆上的电池更换为所述放电至所述放电截止荷电状态的电池。

方案25.一种计算机可读存储介质，其存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行方案1至12中任一项所述的充换电站的控制方法。

方案26.一种控制装置，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，所述存储器适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行方案1至12中任一项所述的充换电站的控制方法。

方案27.一种充换电站，其特征在于，所述充换电站包括方案26所述的控制装置。

附图说明

下面参照附图并结合充换电站向电网放电来描述本申请的充换电站的控制方法、系统、介质、装置和充换电站。附图中：

图1为本申请的充换电站的系统图；

图2为本申请的充换电站的控制方法的流程图；

图3为本申请的充换电站的控制方法的一种可能实施方式的逻辑图；

图4为本申请的充换电站的控制系统的系统框图。

附图标记列表

1、换电平台；2、电池仓；21、充放电控制板；22、双向AC/DC模块；3、主控单元；4、云端服务器；5、电池；

100、充换电站的控制系统；110、获取模块；120、确定模块；130、计算模块；140、比较模块；150、发送模块；160、控制模块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合充换电站向电网放电进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的保护范围，在不偏离本申请原理的条件下，本领域技术人员可以将本申请应用于其他应用场景。例如，本申请的技术方案还可以应用于充换电站向其他设备和电力设施放电等。其中，本申请的充换电站指的是能够提供电池充放电以及电池更换的电力设施，其可以为用于电动汽车换电的充换电一体站、小型换电站等，也可以为设置有换电功能的储能站等。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

首先参照图1，对本申请的充换电站进行描述。其中，图1为本申请的充换电站的系统图，图中的实线代表电路，点划线代表通信线路。

如图1所示，本申请的充换电站包括主控单元3、换电单元(图中未示出)和多个电池仓2，换电单元用于为车辆更换电池5，电池仓2用于电池5的充放电，电池仓2通过双向充放电模块与用电部连接。主控单元3同时与电池仓2和换电单元通信连接，以控制电池仓2的充放电和换电单元的电池更换。

具体地，电池仓2设置有多个，每个电池仓2能够存放一块电池5，电池仓2内设置有充放电支路，每个充放电支路控制一个电池5的充放电。其中，每个充放电支路包括充放电控制板21、双向充放电模块以及其他必要的电器元件，如电线、信号线和断路器等。其中，双向充放电模块在本申请中为双向AC/DC模块22，用电部为电网，电池5通过双向AC/DC模块22与电网连接。充放电控制板21同时与双向AC/DC模块22、电池5等连接，用以同双向AC/DC模块22和电池5(如电池5的BMS)通信，来实现对电池5状态参数的获取以及对充放电过程的控制。其中，电池5的状态参数包括但不限于充电功率、放电功率、电流、电压、电池5温度、荷电状态(State of Charge，简称SOC)等。虽然本申请中双向充放电模块是以AC/DC模块22进行举例说明的，但在其他实施方式中，双向充放电模块可以基于用电部和电池5的类型进行调整。

换电单元包括换电平台1以及相关的换电装置，换电装置如举升机、换电机器人等，车辆在停放于换电平台1上时，换电装置能够将车辆上的电池转运至电池仓2，并将电池仓2内的电池5更换至车辆。

主控单元3通过通信总线与各个充放电支路的充放电控制板21进行通信交互，以向充放电控制板21发送控制指令，用以控制各个充放电支路充放电工作。主控单元3还通过通信总线与换电单元进行通信交互，用以向换电单元发送换电指令，协调换电单元进行换电。

进一步地，主控单元3还与云端服务器4通信连接，实现与云端服务器4的通信交互。本申请中，云端服务器4可以与车辆通信连接，从而实现将主控单元3上传云端的信息发送给车辆，以及将车辆的反馈信息返回给主控单元3等。

正常情况下，充换电站的工作流程为：车辆换电→亏电电池转运至充电仓位→亏电电池充电→电池充满停止充电→车辆换电。

当需要对电网放电时，云端服务器4接收到放电需求信息并下发至主控单元3，此时可通过在主控单元3的触摸屏上进行人工操作，也可以从云端服务器4向主控单元3下发放电指令实现自动操作，主控单元3进而向整个系统下发开始放电及放电功率指令实现对外放电，当然主控单元3也可以单独向某个或几个充放电支路下发放电启动及放电功率指令。

充放电控制板21收到主控单元3的指令后，控制双向AC/DC模块22进行电池5放电操作，并实时监控电池5、双向AC/DC模块22及本支路运行状态。如背景技术所述，现有技术中，存在向电网放电的充换电站，但是目前的主要问题在于充换电站可提供的放电量有限，无法满足电网的用电需求。而本申请在充换电站内的电池5电量不足时，主控单元3将反向换电需求信息发送至云端服务器4，通过云端服务器4向附近的车辆发送反向换电调度信息，以调度附近剩余电量高的车辆到充换电站上进行反向换电，将车辆上的高SOC电池换进电池仓2，将电池仓2内的低SOC电池5更换到车辆上，实现充换电站的持续对外放电功能。

需要说明的是，虽然上述实施例中介绍了充换电站的一种具体设置方式，但是这并非旨在于限制本申请的保护范围。在不偏离本申请原理的前提下，本领域技术人员可以对上述充换电站的具体形式进行调整，以便本申请下述的控制方法能够适用于更多的应用场景。

例如，一种可替换的实施方式中，可以省略云端服务器4的设置，而是在主控单元3中设置通信模块与附近的车辆进行通信，以及通过主控单元3直接与电网连接实现对放电需求信息的获取等。

下面参照图2，对本申请的充换电站的控制方法进行介绍。其中，图2为本申请的充换电站的控制方法的流程图。

如图2所示，为了解决现有充换电站的功率管理方法在主控系统故障时导致整站运营受阻的问题，本申请的充换电站的控制方法包括：

S101、获取放电需求信息，并基于放电需求信息确定需求电能。举例而言，放电需求信息包括需求功率和需求时长，云端服务器接收到放电需求信息后，将放电需求信息下发至主控单元。主控单元获取该放电需求信息，并对该放电需求信息进行分析，得到需求功率和需求时长，然后基于需求功率和需求时长，计算需求电能，即计算需求功率与需求时长的乘积得到需求电能。

当然，需求电能也可以由云端服务器对放电需求信息进行分析后计算得出，然后将需求电能、需求功率和需求时长一同作为放电需求信息下发给主控单元，主控单元直接从放电需求信息中提取需求电能。总之，本申请对需求电能的具体确定方式不作限制，任何能够确定需求电能的方式均可应用于本申请。

S103、计算充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能。举例而言，总放电电能可以基于每个可放电电池的可放电电量计算获得，如将所有可放电电池的可放电电量相加。

其中，可放电电池在本申请中指当前荷电状态(以下或简称当前SOC)大于一定百分比的电池，如可放电电池可以为当前SOC≥15％的电池。其中，15％在本申请中又被称作放电截止荷电状态(以下或简称放电截止SOC)，本申请中虽然以15％为例，但是其具体数值并非唯一，本领域技术人员可以基于具体应用场景进行调整。

本申请中，放电截止荷电状态的具体设定数值主要依据是使得电池的剩余电量能够支持反向换电后的车辆行驶特定的距离(如50-100km)，避免反向换电后车辆由于电池的剩余电量不足而无法正常行驶。

S105、比较需求电能与总放电电能的大小。举例而言，在得到需求电能与总放电电能后，通过计算二者的差值或比值等方式来比较二者的大小，以便确定当前充换电站的总放电电能是否足以满足电网所需。

S107、在需求电能大于总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应反向换电需求信息的车辆到充换电站进行反向换电。举例而言，在需求电能大于总放电电能时，证明当前充换电站能够向电网放电的总电量不足以满足电网所需，或者说当前充换电站能够向电网放电的电量只能按照需求功率放电运行一段时间，无法达到需求时间。此时，主控单元向云端服务器发送反向换电需求信息，以便云端服务器将该反向换电需求信息下发至充换电站附近的车辆中，使得响应反向换电需求信息的车辆能够到充换电站进行反向换电。

本申请中，反向换电指的是将车辆上的高SOC电池更换到电池仓内，将电池仓内的低SOC电池更换到车辆上，从而实现充换电站总放电电能的增加，当总放电电能增加至大于或等于电网的需求电量时，便可满足电网放电需求。

S109、基于放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率。举例而言，在总放电电能小于需求电能时，优先满足电网的需求功率，控制充换电站以需求功率作为总输出功率向电网放电，并在放电过程中等待车辆到达充换电站进行反向换电。由此，基于放电需求信息中的需求功率和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率，使得第一放电功率之和等于需求功率。其中，第一分配策略可以为平均分配、按比例分配或其他分配方式等，本申请的下述实施例将介绍一种较为优选的分配方式。

S111、控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。举例而言，在确定好每个可放电电池的第一放电功率后，控制所有的可放电电池按照各自的第一放电功率启动运行，使得充换电站的总输出功率等于电网的需求功率。

通过在需求电能大于总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以使得响应该信息的车辆到充换电站进行反向换电，本申请的控制方法能够在实现充换电站对外放电的基础上，利用充换电站的换电功能，将车辆上的高SOC电池与充换电站内的低SOC电池进行反向更换，实现充换电站的对外持续放电，充分满足用电部的用电需求。

下面对本申请的较为优选的实施方式进行介绍。

一种实施方式中，可以通过下列公式(1)来计算总放电电能：

Qa＝∑(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i×η (1)

公式(1)中，Qa为总放电电能；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；η为放电效率；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

通过上述公式(1)，可以精确得到每块可放电电池的可放电电能，进而将每块可放电电池的可放电电能相加，得到充换电站的总可放电电能。

一种实施方式中，第一分配策略为：使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态。

具体地，除了使得所有可放电电池的第一放电功率之和等于需求功率外，本申请对每块可放电电池的放电功率分配进行了进一步限定，使得可放电电池能够有序放电。本申请中，可以将所有的可放电电池按照剩余SOC由小到大排列，然后使得排列好的可放电电池同时由当前SOC放电至放电截止SOC，在第一块可放电电池放电至放电截止SOC后，每隔预设间隔时长，下一块可放电电池便放电至放电截止SOC，由此确定每块电池的第一放电功率。举例而言，假设可放电电池的数量为n，第一块电池放电至放电截止SOC的时间为T0(或称最快放电时间)，预设间隔时长为ΔT，那么其余可放电电池放电到放电截止SOC的时刻依次为：T0+ΔT，T0+2ΔT，T0+3ΔT，......，T0+(n-1)ΔT。其中，T0的确定方式在下文中将具体介绍。

换句话说，第一放电功率需要同时满足下列公式(2)和公式(3)：

∑P1_i×η＝Preq (2)

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T0+(i-1)ΔT-Tn] (3)

公式(2)和公式(3)中，P1_i为第i块电池的第一放电功率；η为放电效率；Preq为需求功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T0为最快放电时间；ΔT为预设间隔时长；Tn为当前时间；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

较为优选地，预设间隔时长基于反向换电时间确定，并且预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。举例而言，假如车辆从开始换电到换电结束，具体地可以是车辆从开始驶入换电平台，到换电完成驶出换电平台的时长为4-7min，那么预设间隔时长可以取8-12min。

如此一来，以前两块电池为例，在第一块电池放电至放电截止SOC，至第二块电池放电至放电截止SOC的间隔时长(即预设间隔时长)内，可以实现一次完整的反向换电，也即在第一块电池放电至放电截止SOC时，通过换电单元将第一块电池与车辆上的电池进行互换后，第二块电池仍未放电至放电截止SOC。其他电池的更换过程与此类似，不再赘述。

通过控制可放电电池以第一放电功率对外放电时，以相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态，本申请的控制方法能够在满足用电需求的同时，实现可放电电池的有序放电。并且预设间隔时长大于车辆反向换电所需时长的设置方式，使得车辆换电用时小于相邻的两块可放电电池放电至放电截止荷电状态的间隔时间，从而可实现在一块可放电电池放电至放电截止荷电状态时，及时通过反向换电对该电池进行更换，保证可放电电池的总输出功率满足需求且输出稳定，实现对外持续性放电。

需要说明的是，虽然上述实施方式中是结合可放电电池按照剩余SOC由小到大排列来确定每块电池的第一放电功率的，但是这并非是限制性地，在其他实施方式中，本领域技术人员还可以任意选择所有可放电电池的排列顺序，只要最终确定出的第一放电功率满足第一分配策略即可。

一种实施方式中，控制方法还包括：根据需求电能和总放电电能计算电能缺口；计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；基于电能缺口和最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间。

具体地，在向外发送反向换电需求信息之前，可以先基于当前的数据计算电能缺口，然后确定出需要进行反向换电车辆的需求数量和车辆需要到达的需求换电时间，以提升反向换电需求的发布准确性和及时性。

其中，电能缺口可以基于需求电能与总放电电能计算，如可以基于如下公式(4)计算电能缺口：

Qdiff＝(Qreq-Qa)/η (4)

公式(4)中，Qdiff为电能缺口；Qreq为需求电能；Qa为总放电电能；η为放电效率。

在计算出电能缺口后，可以进一步计算需要进行反向换电的车辆的需求数量。举例而言，需求数量可以基于如下公式(5)确定：

M＝Qdiff/(E×a) (5)

公式(5)中，M为需求数量；Qdiff为电能缺口；E为电池的额定容量；a为电量系数，且a＜1。其中，E可以采用单块电池的额定容量确定，也可以采用多块不同规格电池的平均值或加权值确定。a可以基于经验确定，或者基于试验确定，a的值越大，则需要调度的车辆的数量越少，但计算出的符合调度条件(即到站时剩余电量大于E×a)的车辆也越少。

最快放电时间T0在本申请中有多种确定方式，具体如下：

一种优选实施方式中，可以采用正向的计算方法计算得出最快放电时间T0。例如，在采用上述公式(2)和(3)来确定第一放电功率时，可以借助两个公式之间的联系建立如下等式(6)：

∑(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T0+(i-1)ΔT-Tn]×η＝Preq (6)

等式(6)中，除了T0外，其余参数如每块可放电电池的当前荷电状态SOC_i、放电截止荷电状态SOC_end、每块可放电电池的额定容量Qrated_i、预设间隔时长ΔT、当前时间Tn、放电效率η、需求功率Preq均为已知量，因此可以求出T0的值，进而T0即为最快放电时间。

一种可替换实施方式中，可以采用逆向的计算方法计算得出最快放电时间T0。例如，在向外发送反向换电需求后，在有车辆响应需求的时候，可以基于车辆的位置、当前路况等参数预估所有响应车辆的到站时间，并把所有响应车辆的到站时间中最早的到站时间的作为最快放电时间T0。但是，这种实施方式有一定几率导致计算出的所有可放电电池的第一放电功率之和不等于需求功率，因此需要对每个第一放电功率进行二次微调，以使得所有可放电电池的第一放电功率之和等于需求功率。

其他实施方式中，本领域技术人员还可以采取其他方式来确定最快放电时间T0。举例而言，可以先基于平均分配或按比例分配等方式确定每块可放电电池的第一放电功率，然后基于每块可放电电池的剩余电量与第一放电功率的比值计算出每块电池的放电时间，将所有放电时间中用时最短的作为最快放电时间T0。再如，还可以先确定出一块可放电电池(如随机确定或选取当前SOC最小的可放电电池等)，然后令该可放电电池以一个预设功率进行放电，计算其放电时间作为最快放电时间T0，其他可放电电池的放电时间均在该最快放电时间T0基础上增加相应数量的预设间隔时长ΔT。

在计算出最快放电时间后，需求换电时间优选地基于最快放电时间和预设间隔时长确定。举例而言，由上述第一分配策略可知，充换电站内的可放电电池分别会在T0、T0+ΔT，T0+2ΔT，T0+3ΔT，......，T0+(n-1)ΔT时刻，依次放电到放电截止SOC，因此需要调度车辆在这些时刻前到达充换电站进行反向换电，以确保每有一块可放电电池放电至放电截止SOC，便可立即进行反向换电。因此，需求换电时间需要在最快放电时间T0之前，或者相邻两块可放电电池的放电至放电截止SOC的时刻之间，即需求换电时间需要在T0前，T0与T0+ΔT之间，T0+ΔT与T0+2ΔT之间，......，T0+(n-2)ΔT与T0+(n-1)ΔT之间。

在确定出需求数量和需求换电时间后，向外发送反向换电需求信息的步骤进一步包括：向外发送需求数量和需求换电时间。如此，云端服务器向充换电站附近的车辆发出反向换电需求信息，需要车辆到达换电站时的剩余电量大于上述剩余电量(E×a)。

通过基于电能缺口计算需求数量和需求换电时间，可以提升反向换电需求的发布准确性和及时性，有利于充换电站的有序放电。通过基于最快放电时间和预设间隔时长确定需求换电时间并以此进行反向换电，再结合对各个可放电电池的第一放电功率进行管理，使得反向换电的车辆能够有序地进行反向换电，同时各个可放电电池也能有序地进行放电，保证持续放电的稳定性，避免放电中断。

一种实施方式中，控制方法还包括：获取车辆的状态参数，并基于状态参数计算车辆的第一预估到站时间；基于第一预估到站时间和需求换电时间，确定建议换电时间；基于建议换电时间，发出响应建议。

具体地，当车辆响应反向换电需求信息时，可以进一步基于车辆到达充换电站的第一预估到站时间给出具体的响应建议。其中，车辆的状态参数包括地理位置、车速等，在车辆响应反向换电需求信息时，车辆上传自身的状态参数，通过对车辆的状态参数的获取，再加上当前路况信息等，可以估算出该车辆到达充换电站的时间，即第一预估到站时间。根据估算出的第一预估到站时间和上述确定出的需求换电时间，可以确定出相对保险的到站时间，并向车辆发送响应建议。举例而言，比如当前时间是15:00，根据车辆的位置和路况信息估算出车辆的第一预估到站时间为15:20，而通过上述计算确定的需求换电时间包括15:20、15:30、15:40，这种情况下可以确定车辆适合响应15:30的需求换电时间，此时向外发送“建议选择15:30的换电时间”的响应建议，并将该响应建议通过云端服务器发送给响应反向换电需求的车辆。车主如果同意该建议，车辆会将最终响应结果发送给云端服务器，进而云端服务器将响应结果返回给主控单元。

通过计算车辆的第一预估到站时间，基于第一预估到站时间确定建议换电时间并给出响应建议，可以最大程度地保障反向换电的有序进行，避免因车辆到达时间的不稳定性而导致的放电功率波动和放电中断。

当然，上述响应建议也可以在发出反向换电需求的同时给出，这种情况下，需要提前获取车辆的实时位置、车速和路况等信息。此外，只要能够估算出车辆的第一预估到站时间，本领域技术人员可以对上述估算方式进行调整，这种调整并未偏离本申请的原理。

一种实施方式中，控制方法还包括：获取需求响应信息，确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

具体而言，由于路况、天气等因素，即使按照建议的需求换电时间进行响应后，车辆也未必能够按时到达充换电站，如果车辆未能按时到达，或者本身响应反向换电需求的车辆数量不足以支撑每有一块可放电电池放电至放电截止SOC便进行一次反向换电的要求，那么充换电站很可能将由于总输出功率不足而无法持续放电。因此在车辆响应后，需要针对响应车辆的预估到站时间，对可放电电池的第一放电功率进行调整，以使得充换电站以需求功率持续放电至反向换电车辆的到来。

由此，在车辆响应反向换电需求信息后，云端服务器接收车辆响应反向换电需求信息的情况，并将响应结果发送至主控单元。主控单元在接收到需求响应信息后，基于需求响应信息确定下一个到站车辆的第二预估到站时间，其中需求响应信息中可以包括由云端服务器估算的第二预估到站时间，也可以仅包括车辆的状态参数信息，由主控单元估算第二预估到站时间，本申请对此不作限制。其中第二预估到站时间的计算方式参考第一预估到站时间，此处不再赘述。其中，第二预估到站时间的确定步骤可以每隔一段时间进行，也可以只在车辆相应时确定一次，当然，也可以直接把上述的第一预估到站时间直接作为第二预估到站时间。

在确定第二预估到站时间后，“基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：判断第二预估到站时间是否晚于最快放电时间；如果是，则基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

举例而言，当第二预估到站时间早于最快放电时间时，证明在第一块可放电电池放电至放电截止SOC之前，下一个反向换电车辆即可到达进行换电，此时无需调整每个可放电电池的第一放电功率，继续以当前的第一放电功率进行放电即可。当第二预估到站时间晚于最快放电时间时，证明接下来最快到达充换电站的反向换电车辆也只能在第一块可放电电池放电至放电截止SOC之后才能到达，此时如果继续按照当前的第一放电功率向外放电，可能会出现连续多块可放电电池放电至放电截止SOC而导致总输出功率无法满足需求功率的情况。此时需要调整每个可放电电池的第一放电功率，来避免这种情况。

一种实施方式中，可以通过下列公式(7)来调整第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn] (7)

公式(7)中，P1_i为调整后的第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为第二预估到站时间；ΔT为预设间隔时长；Tn为当前时间；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。同样地，这种计算方式有一定几率导致计算出的所有可放电电池的第一放电功率之和不等于需求功率，因此需要对每个第一放电功率进行二次微调，以使得所有可放电电池的第一放电功率之和等于需求功率。

也就是说，将第二预估到站时间T1作为最快放电时间，来重新调整每块可放电电池的第一放电功率。

通过确定车辆的第二预估到站时间，并基于第二预估到站时间调整每个可放电电池的第一放电功率，可以确保在车辆到达充换电站之前，所有的可放电电池的放电总输出功率保持稳定，避免在车辆到达之前因过多的可放电电池放电至放电截止荷电状态而导致的放电功率不足而放电被迫中断。通过在第二预估到站时间晚于最快放电时间时才调整每个可放电电池的第一放电功率，能够保证总体放电平稳，避免功率的频繁波动。

一种实施方式中，在“调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤之后，控制方法还包括：基于第二预估到站时间，调整需求换电时间；并且/或者估算车辆到达充换电站时的剩余电量，并基于剩余电量调整需求数量。

具体地，在可放电电池的第一放电功率被调整之后，相应地每块可放电电池放电至放电截止SOC的时间也随之改变，此时如果仍然按照之前的需求换电时间发布需求，则会导致响应需求的车辆到达时间整体提前，不利于有序换电。此时可以基于重新确定的每块可放电电池放电至放电截止SOC的时间，重新调整并发布需求换电时间。例如，在第二预估到站时间为T1时，从第二块电池放电至放电截止SOC的时间开始发布需求换电时间为T1与T1+ΔT之间，T1+ΔT与T1+2ΔT之间，......，T1+(n-2)ΔT与T1+(n-1)ΔT之间。

与此类似地，在有车辆响应反向换电需求信息后，估算车辆到达充换电站时的剩余电量，然后计算电能缺口与剩余电量的差值，并基于该差值重新计算需求数量，从而实现精准发布需求和精准调度。

通过基于第二预估到站时间调整需求换电时间，基于车辆到达充换电站时的剩余电量重新调整需求数量，可以实现车辆调度方案的动态调整，避免过度调度或者无效调度。

一种实施方式中，控制方法还包括：在需求电能小于等于总放电电能时，基于需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；判断总放电时长是否达到需求时长；在放电时长达到需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

具体地，在需求电能小于等于总放电电能时，证明当前可放电电池的总放电电能可以满足电网所需，或者说当前充换电站能够向电网放电的电量可以按照需求功率放电并运行需求时间。此时直接按照第二分配策略确定每个可放电电池的第二放电功率，然后控制可放电电池按照各自的第二放电功率运行需求时长后，停止放电即可。

较为优选地，第二预设分配策略为按每个可放电电池的荷电状态之间的比例分配。换句话说，第二放电功率为可放电电池的当前SOC占总SOC的比值与需求功率的乘积，也就是将需求功率按照各可放电电池的当前SOC之间的比例分配给所有可放电电池，并使得分配完成的第二放电功率满足下列公式(8)：

∑P2_i×η_i＝Preq (8)

公式(5)中，P2_i为第i块可放电电池的的第二放电功率，η为放电效率，Preq为需求功率。

当然，按比例分配仅仅为一种优选的实施方式，在其他实施方式中，还可以按照平均分配等方式确定第二放电功率。

一种实施方式中，控制方法还包括：计算充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；基于最大输出总功率计算可持续放电功率；上报可持续放电功率；其中，可持续放电功率小于最大输出总功率。

具体地，对于充换电站来说，可被用作可放电电池的电池数量随着运营过程而改变，例如当前充换电站的电池数量、当前SOC大于放电截止SOC电池的数量等都对可放电电池的数量产生影响。而对于每块可放电电池来说，其最大输出功率具有上限。综合以上两个因素，导致充换电站能够提供的总放电功率处于变化状态。再者，为了提供可持续的放电服务，决定了所有的可放电电池无法同时以最大输出功率进行放电服务，倘若以所有的可放电电池的最大输出功率之和作为总输出功率进行放电服务，那么只要有一个可放电电池未工作在最大输出功率，就会出现无法持续放电的情况。由此，本申请通过对充换电站可提供服务的最大输出功率进行设置，来避免无法提供持续放电的情况。

举例而言，计算出所有可放电电池的最大输出功率之和作为当前充换电站的最大输出总功率，然后将当前的最大输出总功率的60％-80％作为可持续放电功率进行上报，使得电网基于该可持续放电功率来决定是否下发放电需求。如此一来，本申请的充换电站在提供放电服务时，既能满足电网的需求功率，各个可放电电池放电过程中也几乎都留有功率余量，该功率余量的存在，使得各个可放电电池的第一放电功率适当升高或降低时，都不会影响整站的持续放电能力。而实际上，在参与电网互动时，一般允许充换电站的总输出功率在上报值的上下一定范围波动(比如：0.8～1.2)，并且为了不使放电中断，可以在允许波动范围内略微减小总输出功率。

其中，可持续放电功率与最大输出总功率之间的比例可以基于经验确定，也可以基于试验确定。例如，该数值的设置可以允许最多2-3块电池放电至放电截止SOC时，整站还能够提供持续放电能力。

当然，上述可持续放电功率的计算方式并非唯一，本领域技术人员也可以直接根据最大输出总功率进行预估，只要能够确定出合理的可持续放电功率即可。

通过计算所有可放电电池的最大输出总功率，并基于最大输出总功率计算并上报可持续放电功率，可以实现对当前充换电站的服务能力进行评估和上报，避免需求功率过高导致整站无法提供持续放电服务。

一种实施方式中，控制方法还包括：当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；控制换电单元将车辆上的电池更换为放电至放电截止荷电状态的电池。

举例而言，以第一块可放电电池为例，当第一块可放电电池放电至放电截止SOC后，如果此时反向换电车辆已经到达充换电站，则可以控制换电单元对该车辆进行反向换电，将该车辆上的高SOC电池与第一块可放电电池进行更换，使得更换后的稿SOC电池参与到放电服务中。在反向换电过程中，由于第一块可放电电池停止对外放电，因此整站的总输出功率将会降低，无法达到电网的需求功率。此时控制其余所有可放电电池的功率升高，使得整站的总输出功率等用户需求功率，继续对外放电。其中，可以将第一块可放电电池的功率平均分配给其余各可放电电池，也可以按照其余各可放电电池的当前SOC比例进行分配，具体采用何种分配方式，本申请不作限制。

当车辆上的电池被换到电池仓中之后，主控单元可以基于当前的各可放电电池的电量重新确定各第一放电功率，也可以基于剩余的放电时长(需求时长减去已放电时长)重新计算剩余的需求电能和可放电电池的当前的总放电电能，并比较剩余的需求电能与当前的总放电电能的大小来确定采用何种放电模式。

通过在一块可放电电池放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率，使得在换电过程中仍然能够保持总输出功率满足需求，实现持续放电。

需要说明的是，虽然上述实施方式结合了一种具体的反向换电调度方法进行了说明，但是这并非旨在于限制本申请的保护范围，在其他可替换实施方式中，发布反向换电需求时，也可不发布需求数量和需求换电时间，相应地也无需控制所有可放电电池按照预设间隔时长依次放电，而是只需发布调度需求，当车辆响应需求时，确定车辆到达充换电站时的剩余电量以及预计的到站时间，由充换电站再据此进行放电功率的调整，以满足持续换电的需求。但是这种方式下，虽然也可以实现持续放电，但是车辆到站的时间具有较大的随机性，可能造成放电功率难以平稳，或可能导致放电中断。

下面参照图3，对本申请的一种可能的控制过程进行描述。其中，图3为本申请的充换电站的控制方法的一种可能实施方式的逻辑图。

如图3所示，在一种可能的实施方式中：

S201，获取放电需求信息。

S202，分析放电需求信息，得到需求功率Preq和需求时长Treq。

S203，计算需求电能Qreq＝Preq×Treq。

S204，按照上述公式(1)计算可放电电池的总放电电能Qa。

S205，判断Qa≥Qreq是否成立？如果成立，则执行S212；否则如果不成立，则执行S206。

S206，按照上述公式(2)和(3)确定各可放电电池的第一放电功率P1_i，控制各可放电电池以各自的第一放电功率由当前SOC开始放电，并以相等的预设间隔时长ΔT放电至放电截止SOC。

S207，按照上述公式(4)计算电能缺口Qdiff，按照上述公式(6)计算最快放电时间T0。

S208，按照上述公式(5)计算需求数量，并基于最快放电时间T0和预设间隔时长ΔT确定需求换电时间。

S209，发送需求数量和需求换电时间至云端服务器，以便云端服务器将该需求数量和需求换电时间下发至充换电站附近的车辆，使车辆响应反向换电需求。

S210，当有车辆响应反向换电需求时，基于反向换电需求确定最快到达充换电站的车辆的第二预估到站时间T1，并在第二预估到站时间晚于最快放电时间T0时，按照上述公式(7)来调整各个可放电电池的第一放电功率。同时，基于最快放电时间调整需求换电时间，基于响应车辆的预估到站后的剩余电量调整需求数量。

S211，车辆到站后，控制换电单元对车辆进行反向换电，将车辆上的高SOC电池与放电至放电截止SOC的可放电电池进行对调。换电完成后返回S202，基于需求功率和剩余的放电时长重新计算剩余的需求电能。

S212，按照上述公式(8)和第二分配策略确定各可放电电池的第二放电功率P2_i。

S213，控制各可放电电池以各自的第二放电功率由当前SOC开始放电，并统计放电时长T。

S214，判断T≥Treq是否成立？如果成立，则结束程序；否则如果不成立，则返回继续执行S213。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本申请的保护范围之内。举例而言，上述S107与S109-S111可以同时执行，也可以颠倒顺序执行。

下面参照图4，对本申请的充换电站的控制系统进行简要介绍。其中，图4为本申请的充换电站的控制系统的系统图。

如图4所示，本申请的充换电站的控制系统100包括：获取模块110、确定模块120、计算模块130、比较模块140、发送模块150和控制模块160。获取模块110被配置成获取放电需求信息；确定模块120被配置成基于放电需求信息确定需求电能；计算模块130被配置成计算充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；比较模块140被配置成比较需求电能与总放电电能的大小；发送模块150被配置成在需求电能大于总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应反向换电需求信息的车辆到充换电站进行反向换电；确定模块120还被配置成基于放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；控制模块160被配置成控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。在一种实施方式中，具体实现功能的描述可以参见S101-S111。

一种实施方式中，第一分配策略为：使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；其中，预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，计算模块130进一步被配置成根据需求电能和总放电电能计算电能缺口、计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；以及基于电能缺口和最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；发送模块150进一步被配置成向外发送需求数量和需求换电时间。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，需求换电时间基于最快放电时间和预设间隔时长确定。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，获取模块110还被配置成获取车辆的状态参数；计算模块130进一步被配置成基于状态参数计算车辆的第一预估到站时间；确定模块120进一步被配置成基于第一预估到站时间和需求换电时间，确定建议换电时间；发送模块150进一步被配置成基于建议换电时间，发出响应建议。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，获取模块110进一步被配置成获取需求响应信息；确定模块120进一步被配置成确定车辆的第二预估到站时间；控制模块160进一步被配置成基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，控制模块160进一步被配置成通过如下方式来基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；判断预估到站时间是否晚于最快放电时间；如果是，则基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，控制模块160进一步被配置成通过如下方式来基于第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率：通过下列公式来调整第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，控制模块160进一步被配置成基于第二预估到站时间，调整需求换电时间；并且/或者计算模块130进一步被配置成估算车辆到达充换电站时的剩余电量，控制模块160进一步被配置成基于剩余电量调整需求数量。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，放电需求信息包括需求功率和需求时长，确定模块120进一步被配置成在需求电能小于等于总放电电能时，基于需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；控制模块160进一步被配置成控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；比较模块140进一步被配置成判断总放电时长是否达到需求时长；控制模块160进一步被配置成在放电时长达到需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，控制系统100还包括：计算模块130进一步被配置成计算充换电站内的所有可放电电池的最大输出总功率；基于最大输出总功率计算可持续放电功率；发送模块150进一步被配置成上报可持续放电功率；其中，可持续放电功率小于最大输出总功率。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

一种实施方式中，控制模块160进一步被配置成当一块可放电电池由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态时，提高其他所有可放电电池的第一放电功率；控制模块160进一步被配置成控制换电单元将车辆上的电池更换为放电至放电截止荷电状态的电池。一种实施方式中，具体实现功能的描述可参见上述方法步骤。

需要说明的是，上述实施例提供的功率控制系统100，仅以上述各功能模块(如获取模块110、确定模块120、计算模块130、比较模块140、发送模块150、控制模块160等)的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能模块由不同的功能单元来完成，即将本实施例中的功能模块再分解或者组合，例如，上述实施例的功能模块可以合并为一个功能模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本实施例中涉及的功能模块名称，仅仅是为了进行区分，不视为对本申请的不当限定。

本领域技术人员能够理解的是，本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的服务器、客户机中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质。在根据本申请的一个计算机可读存储介质实施例中，计算机可读存储介质可以被配置成存储执行上述方法实施例的充换电站的控制方法的程序，该程序可以由处理器加载并运行以实现上述充换电站的控制方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机可读存储介质可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备，可选的，本发明实施例中计算机可读存储介质是非暂时性的计算机可读存储介质。

本申请还提供了一种控制装置。在根据本申请的一个控制装置实施例中，控制装置包括处理器和存储器，存储器可以被配置成存储执行上述方法实施例的充换电站的控制方法的程序，处理器可以被配置成用于执行存储器中的程序，该程序包括但不限于执行上述方法实施例的充换电站的控制方法的程序。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该控制装置可以是包括各种电子设备形成的装置设备。

本申请还提供了一种充换电站，充换电站包括上述实施例所述的控制装置。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充换电站的控制方法，其特征在于，所述充换电站包括换电单元和多个电池仓，所述电池仓用于电池的充放电，所述换电单元用于为车辆更换电池，所述电池仓通过双向充放电模块与用电部连接，

所述控制方法包括：

获取放电需求信息，并基于所述放电需求信息确定需求电能；

计算所述充换电站内所有的可放电电池能够提供的总放电电能；

比较所述需求电能与所述总放电电能的大小；

在所述需求电能大于所述总放电电能时，向外发送反向换电需求信息，以便响应所述反向换电需求信息的车辆到所述充换电站进行反向换电；

基于所述放电需求信息和第一分配策略，确定每个可放电电池的第一放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第一放电功率向外放电。

2.根据权利要求1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述第一分配策略为：

使得所有的可放电电池在以各自的第一放电功率对外放电时，能够由当前荷电状态按照相等的预设间隔时长依次放电至放电截止荷电状态；

其中，所述预设间隔时长大于车辆反向换电所需要的时长。

3.根据权利要求2所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据所述需求电能和所述总放电电能计算电能缺口；

计算所有的可放电电池以各自的第一放电功率由当前荷电状态放电至放电截止荷电状态的最快放电时间；

基于所述电能缺口和所述最快放电时间，计算需要进行反向换电的车辆的需求数量和每个车辆需要到达的需求换电时间；

“向外发送反向换电需求信息”的步骤进一步包括：

向外发送所述需求数量和所述需求换电时间。

4.根据权利要求3所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述需求换电时间基于所述最快放电时间和所述预设间隔时长确定。

5.根据权利要求3所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取车辆的状态参数，并基于所述状态参数计算所述车辆的第一预估到站时间；

基于所述第一预估到站时间和所述需求换电时间，确定建议换电时间；

基于所述建议换电时间，发出响应建议。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取需求响应信息，确定下一个到站车辆的第二预估到站时间；

基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

7.根据引用权利要求3或4的权利要求6所述的充换电站的控制方法，其特征在于，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

判断所述第二预估到站时间是否晚于所述最快放电时间；

如果是，则基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率。

8.根据权利要求7所述的充换电站的控制方法，其特征在于，“基于所述第二预估到站时间，调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤进一步包括：

通过下列公式来调整所述第一放电功率：

P1_i＝(SOC_i-SOC_end)×Qrated_i/[T1+(i-1)ΔT-Tn]

其中，P1_i为第i块可放电电池的第一放电功率；SOC_i为第i块可放电电池的当前荷电状态；SOC_end为可放电电池的放电截止荷电状态；Qrated_i为第i块可放电电池的额定容量；T1为所述第二预估到站时间；Tn为当前时间；ΔT为预设间隔时长；i＝1,2,...,n，n为可放电电池的数量。

9.根据权利要求7所述的充换电站的控制方法，其特征在于，在“调整每个可放电电池的第一放电功率”的步骤之后，所述控制方法还包括：

基于所述第二预估到站时间，调整所述需求换电时间；并且/或者

估算所述车辆到达所述充换电站时的剩余电量，并基于所述剩余电量调整所述需求数量。

10.根据权利要求1所述的充换电站的控制方法，其特征在于，所述放电需求信息包括需求功率和需求时长，所述控制方法还包括：

在所述需求电能小于等于所述总放电电能时，基于所述需求功率和第二分配策略，确定每个可放电电池的第二放电功率；

控制每个可放电电池按照各自的第二放电功率对外放电；

判断总放电时长是否达到所述需求时长；

在所述放电时长达到所述需求时长时，控制每个可放电电池结束放电。

Images