CN115465146A - 基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统 - Google Patents

基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，解决的是充电位配比不足的技术问题，通过采用所述充电桩数量与充电桩负载功率的乘积超过电站负荷容量；所述基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统包括：用于采集充电桩状态信息的充电桩状态信息采集装置；用于监测电站配电容量信息电站状态采集装置；以及用于进行负荷规划的系统服务器，和用于为充电的新能源汽车使用者提供交互展示的移动客户端；系统服务器执行如下规划程序的技术方案，较好的解决了该问题，可用于新能源汽车充电中。

Description

基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统
技术领域
本发明涉及新能源车充电设备领域，具体涉及一种基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统。
背景技术
新能源汽车具有环保、无污染,受到了很多消费者的青睐，随着新能源电动汽车的普及，新能源汽车的保有量越来越大，目前制约新能源汽车发展最大的阻力就是充电难问题，大量的社区由于配电容量不足，无法按国家要求的比例建设充电桩，甚至不建设充电桩。
本发明专利针对这个问题，提出一种由交流充电桩、用户APP、后台管理系统组成的充电调度系统来解决配电容量不足情况下，建设尽可能多的充电桩，以满足新能源汽车的充电需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的充电位配比不足的技术问题。提供一种新的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，该基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统具有充电高效的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，新能源汽车交流充桩负荷调度系统用于控制电站和充电桩，充电桩为新能源汽车提供交流充电接口，所述充电桩数量与充电桩负载功率的乘积超过电站负荷容量；
所述基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统包括：
用于采集充电桩状态信息的充电桩状态信息采集装置；
用于监测电站配电容量信息电站状态采集装置；
以及用于进行负荷规划的系统服务器，和用于为充电的新能源汽车使用者提供交互展示的移动客户端；
系统服务器执行如下规划程序：
步骤s1，接收充电桩状态信息采集装置采集的充电需求指令信息、充电桩状态信息，实时监测统计电站所属充电桩对应的充电状态信息，充电状态信息包括未开启充电、发出充电需求、开始充电、充电过程中、充电完成；
步骤s2，系统服务器根据电站配电容量信息，充电状态信息，判断充电桩充电优先级、充电桩开始充电时间和充电完成时间；
步骤s3，系统服务器根据充电桩充电优先级，控制充电桩在充电开始时间进行充电，在充电完成后结束充电；
步骤s4，系统服务器通过移动客户端向新能源汽车使用者互动展示充电桩接入时间、充电开始时间、充电状态信息、充电完成时间。
本发明的工作原理：常见的家用新能源汽车的电池容量一般为30-40Kwh，充电桩功率为7Kw，充满需要4-6个小时左右，充电时间较长，假设某个小区可以用于新能源汽车充电的配电容量仅有30Kw，那么就是说，只能满足同时给4辆车进行充电，如果该小区有100辆新能源车，每天有10辆车有充电需求，如果只建设4个充电桩，那么会很多车充不到电，如果建设10个充电桩，车主同时充电的话，功率达到70Kw，远大于30Kw的容量，会导致配电系统的保护跳闸，无法正常充电。
本发明可以解决建设10个充电桩，超功率导致配电系统跳闸的问题，本发明的后台管理系统，以电站为单位，建立电站的配电容量信息，充电桩数量信息，充电桩的状态信息，通过4G物联网实时发送到后台。
用户通过手机APP扫描充电桩上的二维码发起充电申请，后台自动判断当前的充电功率余量，如果当前的充电容量有空余(少于4台车)，系统会下发指令给充电桩立即进行充电，如果当前充电容量不足(0已经有4台车在充电)，系统推送延时充电信息给用户，下发充电等待指令给充电桩，用户可以不用在现场等待。
当有车充饱电自动停止或用户自行停止充电，后台再下发充电指令给延时等待充电的充电桩，多个用户进入延时等待充电的情况，系统会根据申请充电的时间优先级排序下发充电。
上述方案中，为优化，进一步地，所述规划程序还包括：
步骤s5，根据新能源汽车使用者预设的取车消耗时长txh，在充电完成结束充电时间提前消耗时长txh的时间点，通过移动客户端向新能源汽车使用者发送消息，消息可用于提示充电完成。
优选方案中，可以提前告知、提醒用户充电完成时间，用户可以及时取车。
进一步地，所述优先级顺序包括以接入充电桩的时间顺序先后作为判断标准。
进一步地，所述充电桩处设置有多个可移动式充电位，充电桩与多个可移动式充电位通过可脱式充电接口连接，可脱式充电接口与可移动式充电位数量相同，所述规划程序还包括：
步骤s6，控制充电桩在充电结束时，控制可脱式充电接口与可移动式充电位上的充电车辆脱离，然后控制可移动式充电位移动至远离充电桩的位置，腾出充电车位。
优选方案进一步提高了新能源充电位的利用率。考虑到新能源车的型号各异，故在充电桩自身的充电接口和车机充电接口之间的链接位置设置可脱式充电接口。当充电完成时，控制自动脱离，然后控制充电结束的车辆移开，给下一个车辆空留充电位，防止长时间占用充电车位。在用户来取车是，可以直接取。
进一步地，所述可移动式充电位为垂直设置。借鉴目前的竖直式停车场，将垂直方向上设置多个车位，然后充电完成后往上移动，取车时从另一个通道下移，提高利用率。
进一步地，所述规划程序包括移动端规划策略，移动端规划策略用于根据预设范围内的充电设施运转情况优选规划筛选出目标充电位置，移动端规划策略包括多个预设的规划策略，通过对所有规划策略的规划历史进行匹配评估，优选出目标规划策略，包括：
步骤s1，定义规划策略评估质量指标为效率系数信息、准确性系数信息、稳定性系数信息，将每次规划策略控制过程的质量系数记录；
步骤s2，定义规划策略评估模型为
Figure BDA0003865490610000051
其中，F表示规划策略历史使用总次数，Wi表示第i次使用质量在整个评估规划策略中的权值，Qi表示规划策略第i次控制的质量评估值；
其中，
Figure BDA0003865490610000052
其中，RS表示规划策略的评估质量指标数量，ωij表示第i次控制第j个质量指标的加权系数；
ωij＝(效率系数值Eij+准确性值Mij+稳定性值Lij)/3：
其中，效率系数值
Figure BDA0003865490610000053
Figure BDA0003865490610000055
和
Figure BDA0003865490610000056
为归一化效率值曲线滤波后的横向向量值和纵向向量值；
准确性系数值
Figure BDA0003865490610000054
mij表示第i次控制的第j个质量指标的归一化变动向量值；
稳定性系数值
Figure BDA0003865490610000061
ux为第i次控制的第j个质量指标的归一化平均值；
步骤s3，将待评估的规划策略历史控制过程的质量系数记录输入步骤s2的评估模型，得到评估结果；
步骤s4，判断评估结果，选取当前评估结果最优的规划策略作为目标规划策略。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，实施例1中的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统。
图2，充电桩设置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，如图1，新能源汽车交流充桩负荷调度系统用于控制电站和充电桩，充电桩为新能源汽车提供交流充电接口，所述充电桩数量与充电桩负载功率的乘积超过电站负荷容量；
所述基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统包括：
用于采集充电桩状态信息的充电桩状态信息采集装置；
用于监测电站配电容量信息电站状态采集装置；
以及用于进行负荷规划的系统服务器，和用于为充电的新能源汽车使用者提供交互展示的移动客户端；
系统服务器执行如下规划程序：
步骤s1，接收充电桩状态信息采集装置采集的充电需求指令信息、充电桩状态信息，实时监测统计电站所属充电桩对应的充电状态信息，充电状态信息包括未开启充电、发出充电需求、开始充电、充电过程中、充电完成；
步骤s2，系统服务器根据电站配电容量信息，充电状态信息，判断充电桩充电优先级、充电桩开始充电时间和充电完成时间；
步骤s3，系统服务器根据充电桩充电优先级，控制充电桩在充电开始时间进行充电，在充电完成后结束充电；
步骤s4，系统服务器通过移动客户端向新能源汽车使用者互动展示充电桩接入时间、充电开始时间、充电状态信息、充电完成时间。
常见的家用新能源汽车的电池容量一般为30-40Kwh，充电桩功率为7Kw，充满需要4-6个小时左右，充电时间较长，假设某个小区可以用于新能源汽车充电的配电容量仅有30Kw，那么就是说，只能满足同时给4辆车进行充电，如果该小区有100辆新能源车，每天有10辆车有充电需求，如果只建设4个充电桩，那么会很多车充不到电，如果建设10个充电桩，车主同时充电的话，功率达到70Kw，远大于30Kw的容量，会导致配电系统的保护跳闸，无法正常充电。
本实施例可以解决建设10个充电桩，超功率导致配电系统跳闸的问题，本发明的后台管理系统，以电站为单位，建立电站的配电容量信息，充电桩数量信息，充电桩的状态信息，通过4G物联网实时发送到后台。
用户通过手机APP扫描充电桩上的二维码发起充电申请，后台自动判断当前的充电功率余量，如果当前的充电容量有空余(少于4台车)，系统会下发指令给充电桩立即进行充电，如果当前充电容量不足(0已经有4台车在充电)，系统推送延时充电信息给用户，下发充电等待指令给充电桩，用户可以不用在现场等待。
当有车充饱电自动停止或用户自行停止充电，后台再下发充电指令给延时等待充电的充电桩，多个用户进入延时等待充电的情况，系统会根据申请充电的时间优先级排序下发充电。
优选地，所述规划程序还包括：
步骤s5，根据新能源汽车使用者预设的取车消耗时长txh，在充电完成结束充电时间提前消耗时长txh的时间点，通过移动客户端向新能源汽车使用者发送消息，消息可用于提示充电完成。
优选方案中，可以提前告知、提醒用户充电完成时间，用户可以及时取车。
具体地，所述优先级顺序包括以接入充电桩的时间顺序先后作为判断标准。优先级顺序也可采用其他判断标准和可调标准。
优选地，如图2，所述充电桩处设置有多个可移动式充电位，充电桩与多个可移动式充电位通过可脱式充电接口连接，可脱式充电接口与可移动式充电位数量相同，所述规划程序还包括：
步骤s6，控制充电桩在充电结束时，控制可脱式充电接口与可移动式充电位上的充电车辆脱离，然后控制可移动式充电位移动至远离充电桩的位置，腾出充电车位。
优选方案进一步提高了新能源充电位的利用率。考虑到新能源车的型号各异，故在充电桩自身的充电接口和车机充电接口之间的链接位置设置可脱式充电接口。当充电完成时，控制自动脱离，然后控制充电结束的车辆移开，给下一个车辆空留充电位，防止长时间占用充电车位。在用户来取车是，可以直接取。
具体地，所述可移动式充电位为垂直设置。借鉴目前的竖直式停车场，将垂直方向上设置多个车位，然后充电完成后往上移动，取车时从另一个通道下移，提高利用率。
优选地，所述规划程序包括移动端规划策略，移动端规划策略用于根据预设范围内的充电设施运转情况优选规划筛选出目标充电位置，移动端规划策略包括多个预设的规划策略，通过对所有规划策略的规划历史进行匹配评估，优选出目标规划策略，包括：
步骤s1，定义规划策略评估质量指标为效率系数信息、准确性系数信息、稳定性系数信息，将每次规划策略控制过程的质量系数记录；
步骤s2，定义规划策略评估模型为
Figure BDA0003865490610000101
其中，F表示规划策略历史使用总次数，Wi表示第i次使用质量在整个评估规划策略中的权值，Qi表示规划策略第i次控制的质量评估值；
其中，
Figure BDA0003865490610000102
其中，RS表示规划策略的评估质量指标数量，ωij表示第i次控制第j个质量指标的加权系数；
ωij＝(效率系数值Eij+准确性值Muj+稳定性值Luj)/3：
其中，效率系数值
Figure BDA0003865490610000103
Figure BDA0003865490610000107
和
Figure BDA0003865490610000106
为归一化效率值曲线滤波后的横向向量值和纵向向量值；
准确性系数值
Figure BDA0003865490610000104
muj表示第i次控制的第j个质量指标的归一化变动向量值；
稳定性系数值
Figure BDA0003865490610000111
ux为第i次控制的第j个质量指标的归一化平均值；
步骤s3，将待评估的规划策略历史控制过程的质量系数记录输入步骤s2的评估模型，得到评估结果；
步骤s4，判断评估结果，选取当前评估结果最优的规划策略作为目标规划策略。
本实施例所称规划策略可采用现有的规划策略载入策略库。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (6)

1.一种基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，新能源汽车交流充桩负荷调度系统用于控制电站和充电桩，充电桩为新能源汽车提供交流充电接口；其特征在于：所述充电桩数量与充电桩负载功率的乘积超过电站负荷容量；
所述基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统包括：
用于采集充电桩状态信息的充电桩状态信息采集装置；
用于监测电站配电容量信息电站状态采集装置；
以及用于进行负荷规划的系统服务器，和用于为充电的新能源汽车使用者提供交互展示的移动客户端；
系统服务器执行如下规划程序：
步骤s1，接收充电桩状态信息采集装置采集的充电需求指令信息、充电桩状态信息，实时监测统计电站所属充电桩对应的充电状态信息，充电状态信息包括未开启充电、发出充电需求、开始充电、充电过程中、充电完成；
步骤s2，系统服务器根据电站配电容量信息，充电状态信息，判断充电桩充电优先级、充电桩开始充电时间和充电完成时间；
步骤s3，系统服务器根据充电桩充电优先级，控制充电桩在充电开始时间进行充电，在充电完成后结束充电；
步骤s4，系统服务器通过移动客户端向新能源汽车使用者互动展示充电桩接入时间、充电开始时间、充电状态信息、充电完成时间。
2.根据权利要求1所述的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，其特征在于：所述规划程序还包括：
步骤s5，根据新能源汽车使用者预设的取车消耗时长txh，在充电完成结束充电时间提前消耗时长txh的时间点，通过移动客户端向新能源汽车使用者发送消息，消息可用于提示充电完成。
3.根据权利要求1或2所述的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，其特征在于：所述优先级顺序包括以接入充电桩的时间顺序先后作为判断标准。
4.根据权利要求3所述的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，其特征在于：所述充电桩处设置有多个可移动式充电位，充电桩与多个可移动式充电位通过可脱式充电接口连接，可脱式充电接口与可移动式充电位数量相同，所述规划程序还包括：
步骤s6，控制充电桩在充电结束时，控制可脱式充电接口与可移动式充电位上的充电车辆脱离，然后控制可移动式充电位移动至远离充电桩的位置，腾出充电车位。
5.根据权利要求4所述的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，其特征在于：所述可移动式充电位为垂直设置。
6.根据权利要求4所述的基于物联网通讯的新能源汽车交流充桩负荷调度系统，其特征在于：所述规划程序包括移动端规划策略，移动端规划策略用于根据预设范围内的充电设施运转情况优选规划筛选出目标充电位置，移动端规划策略包括多个预设的规划策略，通过对所有规划策略的规划历史进行匹配评估，优选出目标规划策略，包括：
步骤s1，定义规划策略评估质量指标为效率系数信息、准确性系数信息、稳定性系数信息，将每次规划策略控制过程的质量系数记录；
步骤s2，定义规划策略评估模型为
Figure FDA0003865490600000031
其中，F表示规划策略历史使用总次数，Wi表示第i次使用质量在整个评估规划策略中的权值，Qi表示规划策略第i次控制的质量评估值；
其中，
Figure FDA0003865490600000032
其中，Rs表示规划策略的评估质量指标数量，ωij表示第i次控制第j个质量指标的加权系数；
ωij＝(效率系数值Eij+准确性值Mij+稳定性值Lij)/3：
其中，效率系数值
Figure FDA0003865490600000033
Figure FDA0003865490600000035
Figure FDA0003865490600000036
和
Figure FDA0003865490600000037
为归一化效率值曲线滤波后的横向向量值和纵向向量值；
准确性系数值
Figure FDA0003865490600000034
mij表示第i次控制的第j个质量指标的归一化变动向量值；
稳定性系数值
Figure FDA0003865490600000041
ux为第i次控制的第j个质量指标的归一化平均值；
步骤s3，将待评估的规划策略历史控制过程的质量系数记录输入步骤s2的评估模型，得到评估结果；
步骤s4，判断评估结果，选取当前评估结果最优的规划策略作为目标规划策略。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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