CN115241905B - 有序充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种有序充电控制方法。所述方法包括确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比；在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电。把充电对象的充电行为分散开，将用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，减少电网的峰谷负荷差，实现电网削峰填谷，确保用电高峰时段的民生、公共服务等用电不受影响，满足充电对象的充电需求。

Description

有序充电控制方法
技术领域
本申请涉及充电桩技术领域，特别是涉及一种有序充电控制方法。
背景技术
对目前不断发展的电动汽车而言，最重要的能量补充方式就是依靠充电桩进行充电。但是，随着电动汽车数量的不断增加，充电桩的安装数量却未跟上电动汽车的数量增加速度。浅层原因是小区/商业区安装充电桩积极性不足，深层原因是升级配网容量的成本过高。一种可行的解决方案是通过建设有序充电设备，以最大程度的增加充电桩数量，并降低配网升级成本。
但是，现有充电桩的充电技术至少存在以下问题：
目前，大部分充电桩仅支持无序充电，其充电方式为完全按照用户停车时间自主决定，充电桩以恒定的功率持续输出。该充电方式将造成居民正常负荷和电动汽车的充电负荷叠加，导致局部地区的用电紧张甚至可能出现台区变压器输出过载。另外，如果集中在负荷高峰时段充电将拉大负荷曲线峰谷差，加重配电网负担。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现有序充电的有序充电控制方法。
一种有序充电控制方法，包括以下步骤：
确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比；第一占空比为当前时刻输出至充电对象的PWM信号的占空比；
在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比；
将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率；
获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电；有序充电策略为有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的。
在其中一个实施例中，目标测试占空比的数量为一个；
在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤中，包括步骤：
将第二占空比确定为目标测试占空比。
在其中一个实施例中，目标测试占空比的数量为两个或两个以上；
在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤中，包括步骤：
将第二占空比与第一占空比之间的数值范围，分割成与目标测试占空比数量相同的数值段；
将各数值段的最小值分别确定为对应的目标测试占空比。
在其中一个实施例中，按照目标测试占空比从大到小的顺序，重复执行步骤：将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果。
在其中一个实施例中，当将PWM信号的占空比调整至第N个目标测试占空比时，若充电输出电流值在预设时长内降至小于第N个目标测试占空比对应的电流值，则在完成第N个目标测试占空比的测试时，将PWM信号的占空比调整至第N+1个目标测试占空比；
若充电输出电流值在预设时长内始终大于第N个目标测试占空比对应的电流值，则中止测试。
在其中一个实施例中，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果的步骤中，包括步骤：
将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。
在其中一个实施例中，预设电流值在18安培与22安培之间；允许误差值在1安培至3安培；预设时长在3秒至7秒之间；预设倍数在0.9倍与1.3倍之间。
在其中一个实施例中，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果的步骤中，包括步骤：
在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率。
在其中一个实施例中，有序充电控制方法还包括步骤：
获取PWM信号的信号幅值，若信号幅值在预设幅值范围内，则确定当前状态仍为充电状态，否则，确定当前状态为充电异常。
在其中一个实施例中，确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，在获取输出至充电对象的PWM信号的第一占空比的步骤之前，还包括步骤：
在充电启动阶段，向充电对象输出对应于额定输出电流值的PWM信号。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
本申请各实施例提供的有序充电控制方法，充电桩在充电状态且充电输出稳定时，获取输出的PWM信号的第一占空比，在充电状态下输出的有效PWM信号的最小占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比，将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果，然后将测试结果上传至有序充电控制端，有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的有序充电策略，并将有序充电策略发送给充电桩，充电桩基于有序充电策略对充电对象进行充电。实现有序充电控制端根据充电对象支持动态调整充电功率或不支持动态调整充电功率结果，以及当前电网参数，对充电桩为充电对象的充电行为进行调整，有利于把充电对象的充电行为分散开，将用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，从而减少电网的峰谷负荷差，实现电网削峰填谷，从而确保用电高峰时段的民生、公共服务等用电不受影响，又极大程度地满足充电对象的充电需求。
附图说明
图1为本申请实施例中有序充电控制方法的应用环境图。
图2为本申请实施例中有序充电控制方法的一种流程示意图。
图3为本申请实施例中有序充电控制方法的另一种流程示意图。
图4为本申请实施例中获取目标测试占空比步骤的流程示意图。
图5为本申请实施例中测试步骤的流程示意图。
图6为本申请实施例中有序充电控制装置的结构框图。
图7为本申请实施例中有序充电控制端的内部结构图。
图8为本申请实施例中充电桩的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1所示，本申请提供一种有序充电控制系统，也即本申请提供的有序充电控制方法的应用环境。有序充电控制系统包括有序充电控制端11、充电桩13以及充电对象15。有序充电控制端11连接多个充电桩13，并入本地电网17（即连接本地变压器）。有序充电控制端11接收电网功率调配控制，并对多个充电桩13进行统筹控制。充电桩13为充电对象15充电。其中，有序充电控制系统以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。充电桩13用于实现本申请有序充电控制方法。在一个示例中，充电桩13包括供电控制装置，该供电控制装置用于实现本申请有序充电控制方法。充电对象15可以是电动汽车、电动自行车、大型储电设备等。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种有序充电控制方法，以该方法应用于图1中的充电桩为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S210，确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比。充电桩的充电状态是指充电桩内部交流接触器已闭合、且持续输出PWM（Pulse Width Modulation、脉宽调制）信号。PWM信号为脉冲调制信号。PWM信号为充电桩在当前时刻输出的脉冲调制信号。PWM信号的占空比是指在一个PWM信号的脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。其中，第一占空比为当前时刻输出至充电对象的PWM信号的占空比。
充电桩在充电状态下，充电桩与充电对象处于全连接状态。
在充电状态下，充电桩为了确保始终处于充电状态，实时或者间隔预设周期检测PWM信号，以保证能够为充电对象正常充电，在断开充电时及时发现。在一个示例中，有序充电控制方法还包括步骤：获取PWM信号的信号幅值，若信号幅值在预设幅值范围内，则确定当前状态仍为充电状态，否则，确定当前状态为充电异常。在一个示例中，预设幅值范围为5.2伏至6.8伏。在PWM信号的信号幅值在5.2伏至6.8伏内时，则说明充电桩依然处于正常的充电状态，在PWM信号的信号幅值不在5.2伏至6.8伏内时，则说明充电桩出现充电异常的现象，例如出现断开充电现象。
充电桩的充电输出稳定是指充电桩输出的电流处于稳定状态。例如，充电桩在预设检测时长内持续检测当前充电输出电流，若当前充电输出电流的浮动在预设浮动范围内，则确定为充电输出稳定，否则确定为充电输出不稳定。在一个示例中，预设检测时长为30秒。在一个示例中，预设浮动范围为当前充电输出电流的最大值与最小值之差小于或等于2安培。
充电输出电流值是指充电桩在当前时刻向充电对象输出的电流值。在一个示例中，充电桩在确定当前状态为充电状态且充电输出稳定时，充电桩的充电输出电流值为适应该充电对象的最大允许电流值。最大允许电流值为充电桩的最大可供电能力（即充电桩的额定输出电流值）、充电线缆的额定容量和充电对象的充电机的额定电流中的最小值。为确定最大允许电流值，如图3所示，充电桩与充电对象连接后，且在确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取输出至充电对象的PWM信号的第一占空比的步骤之前，还包括步骤：步骤S310，在充电启动阶段，向充电对象输出对应于额定输出电流值的PWM信号。
需要说明的是，充电启动阶段是指充电桩接收到启动充电指令，为充电做准备。在充电启动阶段，充电桩输出至充电对象的PWM信号的信号幅值在8.2伏至9.8伏之间。充电桩的额定输出电流值为充电桩能够输出的最大电流值，最大电流值由充电桩的电气参数、结构、硬件和软件决定。充电桩计算额定输出电流值对应的占空比，根据该占空比调制PWM信号，获取对应于额定输出电流值的PWM信号，并将对应于额定输出电流值的PWM信号传输至充电对象，充电对象通过分析该对应于额定输出电流值的PWM信号，获取充电桩的额定输出电流值。充电对象通过与充电桩的连接，检测充电线缆的额定容量。充电对象比较充电桩的额定输出电流值、充电线缆的额定容量和充电对象的充电机的额定电流，获取其中的最小值作为最大允许电流值。
在一个示例中，在充电启动阶段，充电桩向充电对象传输PWM信号，以指示充电对象检测充电对象与充电桩是否正确连接，并执行自检步骤，在自检步骤完成时，闭合充电开关。
充电桩在充电状态下，持续向充电对象发送PWM信号，PWM信号用于对充电对象进行控制，例如，PWM信号的占空比可用于指示充电对象的充电机调整实际工作电流。PWM信号即充电输出电流值对应的PWM信号。充电桩通过其内的计量检测装置检测充电输出电流值。在一个示例中，PWM信号的占空比对应最大允许电流值。
PWM信号的占空比用于表示充电桩的充电输出电流值，一般情况下，PWM信号的占空比越大，则充电桩的充电输出电流值越大。例如，PWM信号的占空比为0%（连续的负电压）时，表示充电桩不可用。PWM信号的占空比为5%时，表示充电桩需要数字通信，且需在电能供应之前在充电桩和充电对象间建立通信。PWM信号的占空比在大于或等于10%与小于或等于85%之间，充电输出电流值=PWM信号的占空比*100*0.6。PWM信号的占空比在大于85%与小于或等于90%之间，充电输出电流值=（PWM信号的占空比*100-64）*2.5，且充电输出电流值小于或等于63安培。PWM信号的占空比在大于90%与小于或等于97%之间，作为预留范围。PWM信号的占空比不允许等于100%（连续的正电压）。
对于充电对象，充电对象每间隔预设检查时长检查一次充电桩传输的PWM信号，解析PWM信号的占空比，基于占空比调整充电对象的充电机的实际工作电流。在一个示例中，预设检查时长小于或等于5秒。
步骤S220，在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比。
有效PWM信号是指充电桩在充电状态下发送的PWM信号，PWM信号的占空比可有效地表示充电输出电流。换言之，充电桩与充电对象之间通过PWM信号进行通信，PWM信号的占空比的一定范围被定义为表示充电桩的充电输出电流值，即该一定范围的占空比对应的PWM信号为有效PWM信号。例如，将PWM信号的占空比在10%至90%之间定义为表示充电桩的充电输出电流值。
在一个示例中，有效PWM信号的占空比在10%至90%之间。有效PWM信号能够测试充电对象是否支持动态调整充电功率的PWM信号。在一个示例中，有效PWM信号的最小占空比为10%。
由于占空比大于第一占空比的PWM信号对于充电对象而言为无效的，因此，在第二占空比与第一占空比之间，选取目标测试占空比。需要说明的是，目标测试占空比用于充电桩调制测试用的PWM信号。
目标测试占空比的选取方式，根据其数量的不同，有以下两种方式：
当目标测试占空比的数量为一个时，在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤的中，包括步骤：
将第二占空比确定为目标测试占空比。当只选取一个目标测试占空比时，若测试最小占空比的PWM信号能够满足为充电对象充电的条件，则说明更大占空比的PWM信号也满足为充电对象充电的条件。在此示例中，第二占空比为充电桩在充电状态下，有效的最小占空比，将第二占空比作为目标测试占空比。在一个示例中，第二占空比为10%。
当目标测试占空比的数量为两个或两个以上时，如图4所示，在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤的中，包括步骤：
步骤S410，将第二占空比与第一占空比之间的数值范围，分割成与目标测试占空比数量相同的数值段。
步骤S420，将各数值段的最小值分别确定为对应的目标测试占空比。
举例说明，目标测试占空比的数量为两个，则将第二占空比与第一占空比之间的数值范围分割成两个数值段，然后将各数值段的最小值作为目标测试占空比。例如，第二占空比为10%，第一占空比为50%，将10%至50%分割成，10%至30%，和30%至50%两段，再选取10%和30%作为目标测试占空比。
目标测试占空比的数量为三个，则将第二占空比与第一占空比之间的数值范围分割成三个数值段，然后将各数值段的最小值作为目标测试占空比。例如，第二占空比为10%，第一占空比为60%，将10%至60%分割成，10%至20%，20%至40%和40%至60%两段，再选取10%、20%和40%作为目标测试占空比。
在一个示例中，将第二占空比与第一占空比之间的数值范围，分割成与目标测试占空比数量相同的数值段，可以是不均匀分割，也可以是均分分割，例如，第二占空比为10%，第一占空比为42%，可不均匀分割成10%至20%和20%至42%，也可均匀分割成10%至26%和26%至42%。
步骤S230，将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率。
在获取目标测试占空比，基于目标测试占空比对PWM信号进行调制，即将PWM信号的占空比调整为目标测试占空比。将调整后的PWM信号传输给充电对象，充电对象会根据调整后的PWM信号调整充电机的实际工作电流。充电桩通过监测充电桩的当前充电输出电流，或者监测充电对象的充电机的实际工作电流，获取测试结果。
当目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，执行步骤S130的次数与目标测试占空比的数量相同。在一个示例中，按照目标测试占空比从大到小的顺序，重复执行步骤：将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果。
举例说明：若目标测试占空比包括第一目标测试占空比和第二目标测试占空比，且第一目标测试占空比大于第二目标测试占空比，则获取测试结果的步骤如下：
将PWM信号的占空比调整至第一目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取第一目标测试占空比对应的测试结果；
将PWM信号的占空比调整至第二目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取第二目标测试占空比对应的测试结果。
在基于两个及以上的目标测试占空比，对充电对象进行测试的过程中，为了提高测试效率，保证测试的准确性，采用以下策略：
如图5所示，当将PWM信号的占空比调整至第N个目标测试占空比时，若充电输出电流值在预设时长内降至小于第N个目标测试占空比对应的电流值，则在完成第N个目标测试占空比的测试时，将PWM信号的占空比调整至第N+1个目标测试占空比。若充电输出电流值在预设时长内始终大于第N个目标测试占空比对应的电流值，则中止测试。
需要说明的是，在目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，按照目标测试占空比从大至小的顺序，依次基于所有目标测试占空比对充电对象进行测试。目标测试占空比越小表示充电桩的充电输出电流值越小。在测试过程中，保证目标测试占空比切换至第N个时，充电桩的充电输出电流值能够在预设时长内顺利降低，并且小于第N个目标测试占空比对应的电流值，则说明目标测试占空比切换至第N个的测试有效，充电对象响应第N个目标测试占空比，调整实际工作电流。只有当所有目标测试占空比都测试有效，才说明充电对象支持动态调整充电功率。需要说明的是，N为小于或等于目标测试占空比的数量的正整数。
若出现目标测试占空比切换至第N个时，充电桩的充电输出电流值在预设时长内没有降低或者降低的幅度小，使得在预设时长内始终大于第N个目标测试占空比对应的电流值，则说明目标测试占空比切换至第N个的测试无效，充电对象不响应第N个目标测试占空比。从而可直接判断充电对象不支持动态调整充电功率，直接中止测试。不仅保证了测试的准确性，而且提高了效率。在一个示例中，预设时长为3秒至7秒。例如，预设时长为4秒、5秒、6秒。
在一个示例中，测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。说明该充电对象可以依据充电桩传输的PWM信号调整充电机的实际工作电流。
在该示例中，满足以下两个条件之一，即充电对象支持动态调整充电功率：
第一个条件：将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。需要说明的是，充电桩输出调整后的PWM信号时，即开始计时，换言之，预设时长的起点为充电桩输出调整后的PWM信号的时刻。在一个示例中，预设时长在3秒至7秒之间，例如，预设时长为4秒、5秒、6秒。在一个示例中，预设电流值在18安培与22安培之间，例如，预设电流值为19安培、20安培、21安培。在一个示例中，允许误差值在1安培至3安培，例如，允许误差值为2安培。充电对象的实际工作电流值为充电对象的充电机的实际工作电流值。充电桩持续监测充电对象的充电机的实际工作电流值，若充电机能够在预设时长内将实际工作电流调整至小于或等于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则说明充电机能够动态调整充电功率。另外，在目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，所有的目标测试占空比的测试结果为支持动态调整充电功率，则表示充电对象支持动态调整充电功率。
第二个条件：将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。需要说明的是，充电桩输出调整后的PWM信号时，即开始计时，换言之，预设时长的起点为充电桩输出调整后的PWM信号的时刻。在一个示例中，预设时长在3秒至7秒之间，例如，预设时长为4秒、5秒、6秒。在一个示例中，预设电流值在18安培与22安培之间，例如，预设电流值为19安培、20安培、21安培。在一个示例中，预设倍数在0.9倍与1.3倍之间，例如，预设倍数为1倍、1.1倍、1.2倍。充电对象的实际工作电流值为充电对象的充电机的实际工作电流值。充电桩持续监测充电对象的充电机的实际工作电流值，若充电机能够在预设时长内将实际工作电流调整至小于或等于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则说明充电机能够动态调整充电功率。另外，在目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，所有的目标测试占空比的测试结果为支持动态调整充电功率，则表示充电对象支持动态调整充电功率。
在一个示例中，充电对象不支持动态调整充电功率。说明该充电对象的充电机仅能按固定的实际工作电流进行充电。
在该示例中，满足以下两个条件之一，即充电对象不支持动态调整充电功率：
第一个条件：将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率。需要说明的是，充电桩输出调整后的PWM信号时，即开始计时，换言之，预设时长的起点为充电桩输出调整后的PWM信号的时刻。在一个示例中，预设时长在3秒至7秒之间，例如，预设时长为4秒、5秒、6秒。在一个示例中，预设电流值在18安培与22安培之间，例如，预设电流值为19安培、20安培、21安培。在一个示例中，允许误差值在1安培至3安培，例如，允许误差值为2安培。充电对象的实际工作电流值为充电对象的充电机的实际工作电流值。充电桩持续监测充电对象的充电机的实际工作电流值，若在预设时长内充电机的实际工作电流调始终大于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则说明充电机不能够动态调整充电功率，需要按照固定的充电功率进行充电。另外，在目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，只要有一个目标测试占空比的测试结果为不支持动态调整充电功率，则表示充电对象不支持动态调整充电功率。
第二个条件：将调整后的PWM信号传输至充电对象，将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率。需要说明的是，充电桩输出调整后的PWM信号时，即开始计时，换言之，预设时长的起点为充电桩输出调整后的PWM信号的时刻。在一个示例中，预设时长在3秒至7秒之间，例如，预设时长为4秒、5秒、6秒。在一个示例中，预设电流值在18安培与22安培之间，例如，预设电流值为19安培、20安培、21安培。在一个示例中，预设倍数在0.9倍与1.3倍之间，例如，预设倍数为1倍、1.1倍、1.2倍。充电对象的实际工作电流值为充电对象的充电机的实际工作电流值。充电桩持续监测充电对象的充电机的实际工作电流值，若在预设时长内充电机的实际工作电流始终大于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则说明充电机不能够动态调整充电功率，需要按照固定的充电功率进行充电。另外，在目标测试占空比的数量为两个及两个以上时，只要有一个目标测试占空比的测试结果为不支持动态调整充电功率，则表示充电对象不支持动态调整充电功率。
步骤S240，获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电；有序充电策略为有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的。
在一个示例中，充电桩还向有序充电控制端传输充电桩的当前输出功率值。在一个示例中，当前电网参数为有序充电控制端连接的本地变压器的剩余负荷和电网下发的本地最大输出能力。
充电桩将获取到的测试结果上报至有序充电控制端。有序充电控制端接收多个充电桩上报的测试结果，其中，有充电对象支持动态调整充电功率的结果，也有充电对象不支持动态调整充电功率的结果。有序充电控制端基于测试结果、本地变压器的剩余负荷和电网下发的本地最大输出能力制定有序充电策略。
有序充电策略用于控制充电桩在不同的时段以不同电流输出，或者停止电流输出，以达到对电网负荷曲线进行削峰填谷，减少负荷曲线方差，减少变压器容量建设，保证充电对象与电网的协调互动发展。例如，在用电高峰时段，对于支持动态调整充电功率的充电对象，可降低充电桩的充电输出电流值或者直接停止输出，对于不支持动态调整充电功率的充电对象，维持充电输出电流值或直接停止输出。使得有序充电控制端所辖的充电桩输出功率总和不超过本地变压器总容量和电网要求本地最大输出容量。
在一个示例中，有序充电控制端在电网用电高峰时段，制定的有序充电策略为指示与不支持动态调整充电功率的充电对象连接的充电桩，部分或者全部停止工作；指示与支持动态调整充电功率的充电对象连接的充电桩，部分或全部降低充电输出电流值，或者部分或全部停止工作，或者降低充电输出电流值与停止工作组合。以保证降低电网高峰时段的用电压电，避免有序充电控制端所辖的充电桩输出功率总和不超过本地变压器总容量和电网要求本地最大输出容量。
在一个示例中，有序充电控制端在电网用电低峰时段，制定的有序充电策略为指示支持动态调整充电功率的充电对象连接的充电桩，部分或全部维持充电输出电流值，或者部分或全部提高充电输出电流值；指示不支持动态调整充电功率的充电对象连接的充电桩，维持充电输出电流值；启动在用电高峰时段停止工作的充电桩。同时保证有序充电控制端所辖的充电桩输出功率总和不超过本地变压器总容量和电网要求本地最大输出容量。
在一个示例中，有序充电策略至少包括充电启停标识和最大输出电流。
本申请各实施例提供的有序充电控制方法，充电桩在充电状态且充电输出稳定时，获取输出的PWM信号的第一占空比，在充电状态下输出的有效PWM信号的最小占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比，将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果，然后将测试结果上传至有序充电控制端，有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的有序充电策略，并将有序充电策略发送给充电桩，充电桩基于有序充电策略对充电对象进行充电。实现有序充电控制端根据充电对象支持动态调整充电功率，不支持动态调整充电功率，以及当前电网参数，对充电桩为充电对象的充电行为进行调整，有利于把充电对象的充电行为分散开，将用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，从而减少电网的峰谷负荷差，实现电网削峰填谷，从而确保用电高峰时段的民生、公共服务等用电不受影响，又极大程度地满足充电对象的充电需求。从而有利于充电桩的充电功率有效地平滑负荷、消除配电过载。
另外，对于部分充电对象只在充电启动阶段通过PWM信号的占空比确认充电桩的最大可供电能力。而在充电过程中，充电对象对充电桩发出的PWM信号的占空比不再做精准的测量，充电对象的充电机的最大允许输入电流设置依然为充电启动阶段的判定结果。而导致的充电桩无法在充电过程中通过PWM信号的占空比有效调整充电对象车辆的充电功率，本地变压器剩余容量不能得到合理充分的利用，并增大了本地变压器在用电高峰阶段出现负荷过载的概率的问题，利用本申请有序充电控制方法得到了有效的解决。
对于部分充电对象的充电机在充电过程中不能有效地识别实时变更占空比的PWM信号，并可能导致充电对象主动停止充电，导致充电桩无法有序控制功率输出，也无法满足充电对象的充电需求。本申请有序充电控制方法利用充电桩实时监控PWM信号，以及监测充电对象的充电机的状况，将测试结果上报给有序充电控制端制定有序控制策略，充电桩依据有序控制策略主动调整输出给充电对象的电流。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供一种有序充电控制系统，包括有序充电控制端、充电桩以及充电对象。有序充电控制端连接充电桩，充电桩连接充电对象。
充电桩确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取输出给充电对象的充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比。
充电桩在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比。
充电桩将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率。
充电桩将测试结果上报至有序充电控制端。
有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的有序充电策略，并将有序充电策略下发给充电桩。充电桩基于有序充电策略对充电对象进行充电。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种有序充电控制装置，包括：
状态确认模块，用于确定当前状态为充电状态且充电输出稳定。
数据处理模块，用于获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比。
占空比选择模块，用于在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比。
测试模块，用于将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率。
控制模块，用于获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电；有序充电策略为有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的。
关于有序充电控制装置的具体限定可以参见上文中对于有序充电控制方法的限定，在此不再赘述。上述有序充电控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于充电桩中的处理器中，也可以以软件形式存储于充电桩中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种有序充电控制端，该有序充电控制端可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该有序充电控制端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该有序充电控制端的处理器用于提供计算和控制能力。该有序充电控制端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该有序充电控制端的数据库用于存储测试结果、有序控制策略、本地变压器最大供电能力等数据。该有序充电控制端的网络接口用于与充电桩通过网络连接通信。
在一个实施例中，提供了一种充电桩，其内部结构图可以如图8所示。该充电桩包括通过系统总线连接的供电控制装置、剩余电流保护装置、充电接口以及网络接口。供电控制装置包括通过系统总线连接的处理器、存储器和和数据库。其中，该供电控制装置的处理器用于提供计算和控制能力。该供电控制装置的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该充电桩的网络接口用于与有序充电控制端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种有序充电控制方法。该供电控制装置的数据库用于存储测试结果、有序控制策略等数据。
本领域技术人员可以理解，图7和8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的有序充电控制端和充电桩的限定，具体的充电桩可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种充电桩，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比；
在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比；
将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率；
获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电；有序充电策略为有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将第二占空比确定为目标测试占空比。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将第二占空比与第一占空比之间的数值范围，分割成与目标测试占空比数量相同的数值段；
将各数值段的最小值分别确定为对应的目标测试占空比。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
按照目标测试占空比从大到小的顺序，重复执行步骤：将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当将PWM信号的占空比调整至第N个目标测试占空比时，若充电输出电流值在预设时长内降至小于第N个目标测试占空比对应的电流值，则在完成第N个目标测试占空比的测试时，将PWM信号的占空比调整至第N+1个目标测试占空比；
若充电输出电流值在预设时长内始终大于第N个目标测试占空比对应的电流值，则中止测试。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取PWM信号的信号幅值，若信号幅值在预设幅值范围内，则确定当前状态仍为充电状态，否则，确定当前状态为充电异常。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
在充电启动阶段，向充电对象输出对应于额定输出电流值的PWM信号。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比；
在第二占空比与第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；第二占空比为在充电状态下输出至充电对象的有效PWM信号的最小占空比；
将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果；测试结果为充电对象支持动态调整充电功率或充电对象不支持动态调整充电功率；
获取有序充电控制端在接收到测试结果时反馈的有序充电策略，并基于有序充电策略对充电对象进行充电；有序充电策略为有序充电控制端基于当前电网参数和测试结果制定的。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将第二占空比确定为目标测试占空比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将第二占空比与第一占空比之间的数值范围，分割成与目标测试占空比数量相同的数值段；
将各数值段的最小值分别确定为对应的目标测试占空比。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
按照目标测试占空比从大到小的顺序，重复执行步骤：将PWM信号的占空比调整至目标测试占空比，基于调整后的PWM信号对充电对象进行测试，获取测试结果。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当将PWM信号的占空比调整至第N个目标测试占空比时，若充电输出电流值在预设时长内降至小于第N个目标测试占空比对应的电流值，则在完成第N个目标测试占空比的测试时，将PWM信号的占空比调整至第N+1个目标测试占空比；
若充电输出电流值在预设时长内始终大于第N个目标测试占空比对应的电流值，则中止测试。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象支持动态调整充电功率。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
在目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率；
或者将调整后的PWM信号传输至充电对象，在目标测试占空比对应的电流值大于预设电流值时，若监测到在预设时长内充电对象的实际工作电流值持续大于目标测试占空比对应的电流值的预设倍数，则测试结果为充电对象不支持动态调整充电功率。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取PWM信号的信号幅值，若信号幅值在预设幅值范围内，则确定当前状态仍为充电状态，否则，确定当前状态为充电异常。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
在充电启动阶段，向充电对象输出对应于额定输出电流值的PWM信号。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种有序充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取充电输出电流值，并计算出所述充电输出电流值对应的PWM信号的第一占空比；所述第一占空比为当前时刻输出至充电对象的PWM信号的占空比；
在第二占空比与所述第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比；所述第二占空比为在所述充电状态下输出至所述充电对象的有效PWM信号的最小占空比；
将所述PWM信号的占空比调整至所述目标测试占空比，基于调整后的所述PWM信号对所述充电对象进行测试，获取测试结果；所述测试结果为所述充电对象支持动态调整充电功率或所述充电对象不支持动态调整充电功率；
获取所述有序充电控制端在接收到所述测试结果时反馈的有序充电策略，并基于所述有序充电策略对所述充电对象进行充电；所述有序充电策略为所述有序充电控制端基于当前电网参数和所述测试结果制定的。
2.根据权利要求1所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述目标测试占空比的数量为一个；
所述在第二占空比与所述第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤中，包括步骤：
将所述第二占空比确定为所述目标测试占空比。
3.根据权利要求1所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述目标测试占空比的数量为两个或两个以上；
所述在第二占空比与所述第一占空比之间，选取至少一个目标测试占空比的步骤中，包括步骤：
将所述第二占空比与所述第一占空比之间的数值范围，分割成与所述目标测试占空比数量相同的数值段；
将各所述数值段的最小值分别确定为对应的所述目标测试占空比。
4.根据权利要求3所述的有序充电控制方法，其特征在于，
按照所述目标测试占空比从大到小的顺序，重复执行步骤：将所述PWM信号的占空比调整至所述目标测试占空比，基于调整后的所述PWM信号对所述充电对象进行测试，获取测试结果。
5.根据权利要求4所述的有序充电控制方法，其特征在于，
当将所述PWM信号的占空比调整至第N个所述目标测试占空比时，若所述充电输出电流值在预设时长内降至小于第N个所述目标测试占空比对应的电流值，则在完成第N个所述目标测试占空比的测试时，将所述PWM信号的占空比调整至第N+1个所述目标测试占空比；
若所述充电输出电流值在预设时长内始终大于第N个所述目标测试占空比对应的电流值，则中止测试。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述基于调整后的所述PWM信号对所述充电对象进行测试，获取测试结果的步骤中，包括步骤：
将调整后的所述PWM信号传输至所述充电对象，在所述目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内所述充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于所述目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则所述测试结果为所述充电对象支持动态调整充电功率；
或者将调整后的所述PWM信号传输至所述充电对象，在所述目标测试占空比对应的电流值大于所述预设电流值时，若监测到在预设时长内所述充电对象的实际工作电流值调整至小于或等于所述目标测试占空比号对应的电流值的预设倍数，则所述测试结果为所述充电对象支持动态调整充电功率。
7.根据权利要求6所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述预设电流值在18安培与22安培之间；所述允许误差值在1安培至3安培；所述预设时长在3秒至7秒之间；所述预设倍数在0.9倍与1.3倍之间。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述基于调整后的所述PWM信号对所述充电对象进行测试，获取测试结果的步骤中，包括步骤：
在所述目标测试占空比对应的电流值小于或等于预设电流值时，若监测到在预设时长内所述充电对象的实际工作电流值持续大于所述目标测试占空比对应的电流值与允许误差值之和，则所述测试结果为所述充电对象不支持动态调整充电功率；
或者
将调整后的所述PWM信号传输至所述充电对象，在所述目标测试占空比对应的电流值大于所述预设电流值时，若监测到在预设时长内所述充电对象的实际工作电流值持续大于所述目标测试占空比对应的电流值的预设倍数，则所述测试结果为所述充电对象不支持动态调整充电功率。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的有序充电控制方法，其特征在于，所述有序充电控制方法还包括步骤：
获取所述PWM信号的信号幅值，若所述信号幅值在预设幅值范围内，则确定所述当前状态仍为充电状态，否则，确定所述当前状态为充电异常。
10.根据权利要求1至5任意一项所述的有序充电控制方法，其特征在于，在所述确定当前状态为充电状态且充电输出稳定，获取输出至充电对象的PWM信号的第一占空比的步骤之前，还包括步骤：
在充电启动阶段，向所述充电对象输出对应于额定输出电流值的PWM信号。
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