CN116526535A - 一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统，所述方法包括下列步骤：基于历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第一预设条件时，仅使用光伏发电设备获得的电能为该所述储能充电桩进行储能；若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第二预设条件时，光伏发电设备获得的电能以及第二集群的储能充电桩的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第三预设条件时，光伏发电设备获得的电能、第二集群的任一储能充电桩的电能、外部电网的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电。

Description

一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统。

背景技术

“光储充”一体化，即“光伏+储能+汽车充电”模式，被认为是解决新能源汽车与充电桩发展不平衡问题的一种理想方案。通过储能电站和电网协同供电，既能实现削峰填谷，又能有效解决光伏发电间歇性和不稳定等问题。同时，光伏、储能和充电设施形成了一个微网，可保持相对独立运行，尽可能多地使用新能源，缓解充电桩对区域电网的冲击，且由储能电池直接给动力电池充电，能源转换效率也有所提高。目前基于光伏的电动汽车充电站的储能方式采用的是电池组储能，而非传统的超级电容式储能。通常储能系统的电池能量来源于电网或光伏，通过削峰填谷的方式来达到利润最大化的目的。其至少存在以下不足：各个储能电池组的老化程度不同导致各个储能电池组的充电快慢不同，充电较快的储能电池组不能充分利用能源会使得部分电能低价售出，充电较慢的储能电池组又不能最大化地吸收能量，由于充电站PV容量有限且PV受日照影响有较大的波动性，因此在PV供给不足的情况下，充电站还需要从大电网购电以满足EV用户充电需求，不利于电网的平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电动汽车充电站的储能方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于电动汽车充电站的储能方法，所述方法包括下列步骤：

采集充电站中每个储能充电桩的历史数据以及当前参数，基于所述历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，所述历史数据包括充电桩的在时间t内的使用频率，所述当前参数包括已存储的电能、充电电流、放电电流，所述储能充电桩包括带有光伏发电设备的储能充电桩；

若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第一预设条件时，仅使用光伏发电设备获得的电能为该所述储能充电桩进行储能；

若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第二预设条件时，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通，光伏发电设备获得的电能以及第二集群的任一储能充电桩的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第三预设条件时，打开该第一集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、第二集群的任一储能充电桩的电能、外部电网的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

若任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第四预设条件时，打开该第二集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、外部电网的电能共同为该第二集群的储能充电桩充电。

可选的，若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备已存储的电能大于或等于第一阈值，则该属于第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第一预设条件。

可选的，若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第二预设条件。

可选的，若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值且若存在储能充电桩中的储能设备的充电电流与放电电流之差大于或等于第三阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第三预设条件。

可选的，若所述任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值，则该属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第四预设条件。

可选的，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通时，以该第一集群的储能充电桩为圆心，构建直径为R的圆形区域，在所述圆形区域中，将属于第二集群的储能充电桩按照从低至高的使用频率进行排列，获得第一排列组，同时在所述圆形区域中，依次计算每个属于第二集群的储能充电桩与该第一集群的储能充电桩之间的距离，将属于第二集群的储能充电桩按照从近至远的距离进行排列，获得第二排列组，基于第一排列组以及第二排列组获得唯一能与该第一集群的储能充电桩进行导通的属于第二集群的储能充电桩。

可选的，将第一集群中的储能充电桩/第二集群中的储能充电桩中的盈余电能输送至外部电网，实现盈余电能计费入网。

一种储能系统，所述储能系统包括控制模块、光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件以及第三驱动件，

所述光伏升压模块，用于将光伏发电设备产生的电能进行升压，升压后的电能被存储至第一集群/第二集群的储能充电桩中；

所述第一驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开任一第二集群的储能充电桩与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第二驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第三驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第二集群的储能充电桩的充电线路；

所述控制模块，用于向光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件输出控制指令；

所述储能系统用于执实现如前述所述储能方法的步骤。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统，通过采集充电站中每个储能充电桩的历史数据以及当前参数，基于所述历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，其第一集群中的储能充电桩的使用频率会高过于第二集群中的储能充电桩，因此在进行储能时，会优先考虑第一集群中的储能充电桩，在初始满足第一预设条件的状态下，均通过光伏发电设备为第一集群、第二集群中对应的储能充电桩进行充电，当第一集群、第二集群中对应的储能充电桩电量充满后，还能将盈余电网输送至外部电网，提高充电站效益，降低本地电网的负荷，当第一集群中的任一储能充电桩的电量下降情况分别达到预设的第二预设条件、第三预设条件时，依次使用第二集群中的储能充电桩、外部电网为该第一集群中的储能充电桩进行供电，通过上述方式，能大大降低充电站在充电过程中对外部电网造成的负荷波动，提高了电网的负荷稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于电动汽车充电站的储能方法的流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参见图1，一种用于电动汽车充电站的储能方法，所述方法包括下列步骤：

S1、采集充电站中每个储能充电桩的历史数据以及当前参数，基于所述历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，所述历史数据包括充电桩的在时间t内的使用频率，所述当前参数包括已存储的电能、充电电流、放电电流，所述储能充电桩包括带有光伏发电设备的储能充电桩；

S2、若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第一预设条件时，仅使用光伏发电设备获得的电能为该所述储能充电桩进行储能；

S3、若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第二预设条件时，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通，光伏发电设备获得的电能以及第二集群的任一储能充电桩的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

S4、若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第三预设条件时，打开该第一集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、第二集群的任一储能充电桩的电能、外部电网的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

S5、若任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第四预设条件时，打开该第二集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、外部电网的电能共同为该第二集群的储能充电桩充电。

本申请公开的一种用于电动汽车充电站的储能方法及系统，通过采集充电站中每个储能充电桩的历史数据以及当前参数，基于所述历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，其第一集群中的储能充电桩的使用频率会高过于第二集群中的储能充电桩，因此在进行储能时，会优先考虑第一集群中的储能充电桩，在初始满足第一预设条件的状态下，均通过光伏发电设备为第一集群、第二集群中对应的储能充电桩进行充电，当第一集群、第二集群中对应的储能充电桩电量充满后，还能将盈余电网输送至外部电网，提高充电站效益，降低本地电网的负荷，当第一集群中的任一储能充电桩的电量下降情况分别达到预设的第二预设条件、第三预设条件时，依次使用第二集群中的储能充电桩、外部电网为该第一集群中的储能充电桩进行供电，通过上述方式，能大大降低充电站在充电过程中对外部电网造成的负荷波动，提高了电网的负荷稳定性。

具体的，若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备已存储的电能大于或等于第一阈值，则该属于第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第一预设条件。

示例性的，第一阈值可取值为80%电量，若第一集群/第二集群中的任一储能充电桩中的储能设备已存储的电能大于或等于80%时，仅使用光伏发电设备获得的电能为该所述储能充电桩进行储能，直至该所述储能充电桩电量充满。

具体的，若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第二预设条件。

示例性的，第二阈值可取值为30%电量，所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于80%电量且大于或等于30%电量，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通，光伏发电设备获得的电能以及第二集群的任一储能充电桩的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电。

进一步的，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通时，以该第一集群的储能充电桩为圆心，构建直径为R的圆形区域，在所述圆形区域中，将属于第二集群的储能充电桩按照从低至高的使用频率进行排列，获得第一排列组，同时在所述圆形区域中，依次计算每个属于第二集群的储能充电桩与该第一集群的储能充电桩之间的距离，将属于第二集群的储能充电桩按照从近至远的距离进行排列，获得第二排列组，基于第一排列组以及第二排列组获得唯一能与该第一集群的储能充电桩进行导通的属于第二集群的储能充电桩。

示例性的，以A1、A2、A3、...、An表示属于第二集群的储能充电桩，其第一排列组在频率上的排列顺序为A2、A4、A10、A21、A7，第二排列组在距离上的排列顺序为A3、A4、A8、A17、A26，因此选用编号为A4的储能充电桩作为唯一能与该第一集群的储能充电桩进行导通的属于第二集群的储能充电桩。

具体的，若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值且若存在储能充电桩中的储能设备的充电电流与放电电流之差大于或等于第三阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第三预设条件，此时打开该第一集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、第二集群的任一储能充电桩的电能、外部电网的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电。

具体的，若所述任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值，则该属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第四预设条件，此时打开该第二集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、外部电网的电能共同为该第二集群的储能充电桩充电。

具体的，将第一集群中的储能充电桩/第二集群中的储能充电桩中的盈余电能输送至外部电网，实现盈余电能计费入网。

具体的，所述储能方法应用于储能系统中，所述储能系统包括控制模块、光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件以及第三驱动件，

所述光伏升压模块，用于将光伏发电设备产生的电能进行升压，升压后的电能被存储至第一集群/第二集群的储能充电桩中；

所述第一驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开任一第二集群的储能充电桩与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第二驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第三驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第二集群的储能充电桩的充电线路；

所述控制模块，用于光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件输出控制指令。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例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，所述的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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读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，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于电动汽车充电站的储能方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

采集充电站中每个储能充电桩的历史数据以及当前参数，基于所述历史数据将多个储能充电桩分成第一集群、第二集群，所述第一集群中的储能充电桩的使用频率高于第二集群中的储能充电桩，所述历史数据包括充电桩的在时间t内的使用频率，所述当前参数包括已存储的电能、充电电流、放电电流，所述储能充电桩包括带有光伏发电设备的储能充电桩；

若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第一预设条件时，仅使用光伏发电设备获得的电能为该所述储能充电桩进行储能；

若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第二预设条件时，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通，光伏发电设备获得的电能以及第二集群的任一储能充电桩的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

若任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第三预设条件时，打开该第一集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、第二集群的任一储能充电桩的电能、外部电网的电能共同为该第一集群的储能充电桩充电；

若任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足在第四预设条件时，打开该第二集群的储能充电桩与外部电网的连接，光伏发电设备获得的电能、外部电网的电能共同为该第二集群的储能充电桩充电；

若第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备已存储的电能大于或等于第一阈值，则该属于第一集群/第二集群中的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第一预设条件；

若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第二预设条件；

若所述任一属于第一集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值且若存在储能充电桩中的储能设备的充电电流与放电电流之差大于或等于第三阈值，则该属于第一集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第三预设条件。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电站的储能方法，其特征在于，若所述任一属于第二集群的储能充电桩中的储能设备已存储的电能小于第二阈值，则该属于第二集群的储能充电桩中的储能设备的当前参数满足所述第四预设条件。

3.根据权利要求2所述的一种用于电动汽车充电站的储能方法，其特征在于，选择第二集群的任一储能充电桩与该第一集群的储能充电桩进行导通时，以该第一集群的储能充电桩为圆心，构建直径为R的圆形区域，在所述圆形区域中，将属于第二集群的储能充电桩按照从低至高的使用频率进行排列，获得第一排列组，同时在所述圆形区域中，依次计算每个属于第二集群的储能充电桩与该第一集群的储能充电桩之间的距离，将属于第二集群的储能充电桩按照从近至远的距离进行排列，获得第二排列组，基于第一排列组以及第二排列组获得唯一能与该第一集群的储能充电桩进行导通的属于第二集群的储能充电桩。

4.根据权利要求3所述的一种用于电动汽车充电站的储能方法，其特征在于，将第一集群中的储能充电桩/第二集群中的储能充电桩中的盈余电能输送至外部电网，实现盈余电能计费入网。

5.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括控制模块、光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件以及第三驱动件，

所述光伏升压模块，用于将光伏发电设备产生的电能进行升压，升压后的电能被存储至第一集群/第二集群的储能充电桩中；

所述第一驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开任一第二集群的储能充电桩与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第二驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第一集群的储能充电桩的充电线路；

所述第三驱动件，用于根据所述控制模块的指令，导通/断开外部电网与对应的第二集群的储能充电桩的充电线路；

所述控制模块，用于向光伏升压模块、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件输出控制指令；

所述储能系统用于实现如权利要求1-4任一项所述储能方法的步骤。