CN117132072A - 一种充电桩调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电桩调度方法，包括：将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；根据所述多个充电桩的状态信息判断所述多个充电桩中是否存在主控；若是，则使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度；若不存在主控，则发起主控选举，选出主控后使用所述主控对所述其他充电桩进行调度。通过本地局域网在所有充电桩中选举主控，主控对所有充电桩的信息进行定时广播，当发现变压器负荷超过额定负荷时对充电装的负荷进行调度，使变压器在额定功率下工作。本发明还公开了一种充电桩调度装置。

Description

一种充电桩调度方法和装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种充电桩的调度方法及装置。

背景技术

随着电动汽车的广泛流行，配合电动汽车使用兴建的大功率充电设备也在不断增加，同时其他用电设备也在急剧增长。很多商圈、小区、园区都出现了充电设备的实际功率大于变压器额定功率的情况，由于建筑物密集并且需要统一规划，因此很多地方申请扩容的空间小或是没有扩容空间，无法满足当下不断增长的功率需求。为了解决上述问题，本领域的研究人员使用平台接入变压器下的负载和充电设备，通过平台的调度来保证变压器下的负载不会超过变压器的额定容量。通过这种方法，虽然可以监控到变压器的负载，但由于要经过平台走外网进行通讯，导致控制频率低而且使用外网存在的不稳定因素较多，如果通讯出现异常则会导致负荷约束调度手段失效；不仅如此，这种通过平台进行调控的方法还会出现单点故障问题，当平台产生故障后，由变压器进行托管，此时负荷约束无法执行。除此之外，还有一种直接引入一个主控设备的方法，在本地接入负载，通过主控设备的调度来保证变压器下的负载不会超过变压器的额定容量。这种方法的缺陷是依然可能存在单点故障的问题，当主控设备出现故障时变压器托管，依然无法执行负荷约束。因此，上述两种方法对变压器超负荷运行的问题还是没有完全解决。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种充电桩调度方法，能够对所述充电桩负荷进行调度，避免因为充电桩在大功率状态下工作而导致的变压器超负荷运行。

本发明提供了一种充电桩调度方法，所述方法应用于配置有多台充电桩的局域网，所述方法包括：将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备；若是，则直接使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度；若否，则控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备，然后使用选举出的主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。

进一步地，在所述将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息之后，还包括：控制所述多个充电桩通过所述局域网进行状态信息交互以完成组网；将完成组网的所述多个充电桩的主从状态设置为从机，为每个所述从机设置相应的主控检测频率和初始数值相同的工作索引。

在一些实施方式中，所述判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备包括：通过至少一个从机判断在预设的广播接收时段内是否接收到主控设备的状态广播；若是，则判断已存在主控设备；若否，则判断不存在主控设备。

在一些实施方式中，判断所述多个充电桩中是否已存在主控还包括：通过至少一个所述从机判断在预设的广播接收时段内是否接收到主控设备的状态广播；若是，则判断已存在主控设备；若否，则判断不存在主控设备。

可理解地，被设置为从机的充电桩的主控检测频率互不相同。

进一步地，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备包括：当判断不存在主控设备后，通过至少一个所述从机按照自身的主控检测频率向其他从机发出主控竞选信息，同时给自身的工作索引数值加1。

进一步地，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控还包括：若一个从机发出主控竞选信息之前接收到来自多个其他从机的多个主控竞选信息，则停止使用所述收到主控竞选信息的从机发出主控竞选信息，并通过所述收到主控竞选信息的从机为发出所述多个主控竞选信息中第一个被收到的主控竞选信息的从机投票。

进一步地，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控还包括：当一个从机获得的投票数量与所有从机数量的比例超过预设的当选比例阈值时，确认所述从机为主控设备；将所有的剩余从机的工作索引数值都改为所述主控设备的工作索引数值。

在一些实施方式中，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备之后，还包括：若有新充电桩接入所述局域网，则将所述新充电桩的类型设置为从机，并将所述新充电桩的工作索引数值设置为与所述主控设备的工作索引数值相同。

在一些实施方式中，所述主控设备对所述多个充电桩负载进行调度调节，包括：将所述多个充电桩设备的类型分为不可调节类、固定负荷类、可调负荷类、双向固定负荷类、双向可调负荷类；根据所述多个充电桩设备的类型对所述多个充电桩的负荷进行三级调整。

当需对充电桩进行负荷调整时，优先使用一级调度调整，即随机对所述可调负荷类和所述双向可调负荷类设备进行正向调节；若还需调整则进行二级调度调整，即随机对所述固定负荷类和所述固定可调负荷类设备进行正向调节；若还需调整则进行三级调度调整，即随机对所述双向可调类设备和所述可调负荷类设备进行负向调节。

本发明还提供了一种充电桩调度装置，所述装置包括：广播模块、控制模块和调度模块。

在一些实施方式中，广播模块用于使接入局域网的多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；控制模块用于判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备，当不存在主控设备时控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备；调度模块用于控制所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。

相比于现有技术，本发明中变压器下的所有充电桩设备通过本地局域网进行交互而完成组网并自主完成主控选举，并随时监测主控的状态是否正常，若发现主控离线或主控广播状态不正常则再次选举主控，以此保证主控在网并处于工作状态，所有设备参与主控选举的操作不仅避免了另外引入主控设备的花费还能避免单点故障问题。不仅如此，本系统不需要引入外网，完全工作在本地局域网范围内，没有外网的参与，通讯环境稳定的同时在本地可以保证高速的控制频率，因此可以提高对变压器的负荷调度频率，保证了变压器在额定功率下工作。

附图说明

图1为本发明一实施例中的充电桩调度方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中的充电桩调度装置的模块示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

第一方面，本发明提供了一种充电桩调度方法，图1为本发明一实施例中的充电桩调度方法的流程示意图。

请参考图1，本实施例提供的充电桩调度方法包括以下步骤：

步骤S1：将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息。

本发明实施例中，充电桩的状态信息包括充电桩设备的当前工作索引和当前主从状态。

具体在本实施例中，所述步骤S1还包括以下各方面操作：将所述多个充电桩上电并接入局域网后，所述多个充电桩将通过所述局域网进行状态信息交互完成组网，完成组网后的充电桩的初始主从状态均设置为从机，将所述多个充电桩的状态设置为从机后所述从机还将在预设的主控检测频率范围内生成具有特定数值的主控检测频率以及初始数值相同的工作索引。

本发明实施例中，所述预设的从机的状态检测频率的范围为30-300毫秒每次。当所述多个充电桩的主从状态设置为从机后，每台从机将在30-300毫秒每次的范围内生具有特定数值的主控检测频率。

需要说明的是，每台从机的主控检测频率是不同的，这是为了防止从机在同一时间点提交主控投票竞选请求而影响从机竞选的成功率。

使用本地局域网进行信息交互的好处在于可以提高控制频率以及控制的稳定性。

步骤S2：判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备；若是，则直接进入步骤S3；若否，则控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备,，然后进入步骤S3。

具体在本实施例中，所述步骤S2还包括以下各方面操作：首先通过从机判断所述多个充电桩中是否已经存在主控，由于主控会在限定的时间间隔内广播所有从机的状态信息以使所有从机互相了解其它从机的工作状态。若从机在限定的时间间隔内收到主控的状态广播，则说明所述多个充电桩中存在主控；若从机在限定的时间间隔内没有收到主控的状态广播，则说明所述多个充电桩中并不存在主控。

优选地，当判断所述多个从机中不存在主控设备时，从机将按照自己的主控检测频率发起主控选举。在从机发出的竞选信息中，包含所述从机的ID和工作索引以及发出所述竞选信息的精确时间，从机发起主控选举时给自身工作索引加1。

若一台从机在发出主控竞选之前就接收到了来自其他从机的竞选信息，则这台从机将不再发出主控竞选信息，并通过收到的主控竞选信息为发出所述主控竞选信息的从机投票。每台从机有一次投票机会，并采取先到先投的方式，即当从机收到多条竞选信息时，为第一个被收到主控竞选信息的从机投票。

当一台从机获得的票数与所有从机数量的比例超过预设的当选比例阈值时，确认所述从机当选主控设备；若发起竞选的从机中，没有从机获得的票数与所有从机的比例超过所述当选比例阈值时，则在预设的投票时间结束后再次发起竞选，直到选出主控设备；主控选举完成后，将所有剩余从机的工作索引值改为所述主控设备的工作索引值。

需要说明的是，工作索引的设置可以在当主控设备离线后又入网或是有新的从机入网时，最大程度保证整个负荷约束系统的平稳运行，避免因为新设备的入网而造成的控制秩序混乱。由于初始状态下所有充电桩设备的工作索引值都相同，而在投票竞选时都会在原有的工作索引值的基础上加1，当竞选次数增加时工作索引的值也随之增大，而离线后重新入网的设备的工作索引重置为0，因此即便离线的主控重新入网，由于其工作索引值小于其他从机，原来的主控设备重新入网后也无法再向其他从机发起有效的控制指令。

优选地，所有从机仅执行工作索引值大于或等于自身工作索引值的主控设备的调度指令。

当有新的充电桩接入局域网时，将新的充电桩的类型设置为从机并将所述新接入局域网的充电桩的工作索引值设置成与主控设备相同的工作索引值；离线后重新接入局域网的充电桩视作新接入局域网的充电桩。

需要说明的是，若主控设备离线，则当从机检测到没有主控时重新发起投票选取新的主控设备；若原来的主控设备重新接入局域网，从机不再执行所述原来的主控的调度指令；所述原来的主控重新接入局域网后，设置状态为从机并将自身工作索引值改为与当前主控相同的工作索引值，与其他从机一样执行当前主控的指令。

步骤S3：使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。

在使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度之前，还要判断所述主控设备的状态广播是否正常，若正常则使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度；若不正常，则重新选举主控设备。

需要说明的是，判断主控设备状态广播是否正常的操作应贯穿于每台充电桩设备工作的整个过程。

所述步骤S3还包括以下各方面操作：将充电桩设备按照自身的插枪情况、车辆信息、设备信息等进行建模实时分析归类。

充电桩设备未插枪并无充电任务的是不可调节类；充电桩设备有插枪、充电功率调整方式仅为开和关两种方式的是固定负荷类；充电桩设备有插枪、充电功率的大小可以进行调节的是可调负荷类；充电桩设备有插枪、可充电也可以放电，可调整功率方向或开关调节的是双向固定负荷类；充电装置设备有插枪，可以充放电、可以调整功率大小，可以调整功率大小和功率方向的是双向可调负荷类。

优选地，当需对充电桩进行负荷调整时，优先使用一级调度调整，即随机对所述可调负荷类和所述双向可调负荷类设备进行正向调节；若还需调整则进行二级调度调整，即随机对所述固定负荷类和所述固定可调负荷类设备进行正向调节；若还需调整则进行三级调度调整，即随机对所述双向可调类设备和所述可调负荷类设备进行负向调节。

需要说明的是，变压器系统内设有用于监控变压器总电压的关口电表，所述主控设备是通过获取所述关口电表的电压值以判断当前变压器是否处于超负荷状态，也就是通过关口电表的电压值判断是否需要对充电桩设备进行负荷调度。

通过对充电桩设备的分类进而对负荷调度进行分级，可以使变压器下的系统内的设备在进行负荷约束的条件下最大程度的保证设备充电业务的进行，不会因为负荷调度而影响设备的正常用电；同时通过这种方法可对目前市面上各种类型的充电桩和充点堆进行负荷约束的调度。

另一方面，本发明还提供了一种充电桩调度装置，请参考图2。

如图2所示，所述充电桩调度装置包括广播模块、控制模块和调度模块。

广播模块，使接入局域网的多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；控制模块，用于判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备，当不存在主控设备时控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备；调度模块，用于控制所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。

相比于现有技术，本发明中变压器下的所有充电桩设备通过本地局域网进行交互而完成组网并自主完成主控选举，不需要另外搭建平台或引入主控。当选主控的设备将定时广播系统内所有设备的状态信息，若没有收到主控的状态通知时自主判定主控离线，从机将再次发起主控竞选，以此避免了单点故障问题。本系统不需要引入外网，完全工作在本地局域网范围内，没有外网的参与，通讯环境稳定的同时在本地可以保证高速的控制频率，因此可以提高对变压器的负荷调度频率，保证了变压器在额定功率下工作。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可通过上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种充电桩调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；

S2，判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备；若是，则直接进入步骤S3；若否，则控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备，然后进入步骤S3；

S3，使用所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。

2.根据权利要求1所述的充电桩调度方法，其特征在于，在所述将多个充电桩接入局域网，并使用所述多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息之后，还包括：

控制所述多个充电桩通过所述局域网进行状态信息交互以完成组网；

将完成组网的所述多个充电桩的主从状态设置为从机，为每个所述从机设置相应的主控检测频率和初始数值相同的工作索引。

3.根据权利要求2所述的充电桩调度方法，其特征在于，所述判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备包括：通过至少一个从机判断在预设的广播接收时段内是否接收到主控设备的状态广播；若是，则判断已存在主控设备；若否，则判断不存在主控设备。

4.根据权利要求2所述的充电桩调度方法，其特征在于，被设置为从机的充电桩的主控检测频率互不相同。

5.根据权利要求4所述的充电桩调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备包括：

当判断不存在主控设备后，通过至少一个所述从机按照自身的主控检测频率向其他从机发出主控竞选信息，同时给自身的工作索引数值加1。

6.根据权利要求5所述的充电桩调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备还包括：

若一个从机发出主控竞选信息之前接收到来自多个其他从机的多个主控竞选信息，则停止使用所述收到主控竞选信息的从机发出主控竞选信息，并通过所述收到主控竞选信息的从机为发出所述多个主控竞选信息中第一个被收到的主控竞选信息的从机投票。

7.根据权利要求6所述的充电桩调度方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备还包括：

当一个从机获得的投票数量与所有从机数量的比例超过预设的当选比例阈值时，确认所述从机为主控设备；

将所有的剩余从机的工作索引数值都改为所述主控设备的工作索引数值。

8.根据权利要求1所述的充电桩调度方法，其特征在于，在步骤S2所述的控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备之后，还包括：

若有新充电桩接入所述局域网，则将所述新充电桩的类型设置为从机，并将所述新充电桩的工作索引数值设置为与所述主控设备的工作索引数值相同。

9.根据权利要求1所述的充电桩调度方法，其特征在于，所述主控设备对所述多个充电桩负载进行调度调节，包括：

将所述多个充电桩设备的类型分为不可调节类、固定负荷类、可调负荷类、双向固定负荷类、双向可调负荷类；根据所述多个充电桩设备的类型对所述多个充电桩的负荷进行三级调整，包括：

当需要调整负荷的设备类型为所述可调负荷类和所述双向可调负荷类时，使用一级调度调整，对所述可调负荷类和所述双向可调负荷类设备进行正向调节；

当需要调整负荷的设备类型为所述固定负荷类和所述固定可调负荷类时，使用二级调度调整，对所述固定负荷类和所述固定可调负荷类设备进行正向调节；

当需要调整的设备类型为所述双向可调负荷类和所述固定可调负荷类时，使用三级调度调整，对所述双向可调类设备和所述可调负荷类设备进行负向调节。

10.一种充电桩调度装置，其特征在于，包括：

广播模块，用于使接入局域网的多个充电桩在所述局域网中分别广播自身的状态信息；

控制模块，用于判断所述多个充电桩中是否已存在主控设备，当不存在主控设备时控制所述多个充电桩进行选举，通过选举在所述多个充电桩中确定主控设备；

调度模块，用于控制所述主控设备对所述多个充电桩的负荷进行调度。