CN115534745A - 一种充电桩电能负载错峰分配*** - Google Patents

一种充电桩电能负载错峰分配*** Download PDF

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CN115534745A CN202211188009.0A CN202211188009A CN115534745A CN 115534745 A CN115534745 A CN 115534745A CN 202211188009 A CN202211188009 A CN 202211188009A CN 115534745 A CN115534745 A CN 115534745A
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Abstract

本发明提供一种充电桩电能负载错峰分配***，包括***本体，所述***本体包括处理平台、片区管理终端、用户终端、分配服务器、变压器、开关、功能模块和控制箱，所述控制箱包括联网型充电桩和无线联网型充电桩，所述联网型充电桩和无线联网型充电桩均包括充电枪。该一种充电桩电能负载错峰分配***，使用时与现有片区家用充电桩随意随时充电相比，该***能对片区内的充电桩负载进行错峰分配管控，将大部分电动汽车充电负荷调整到用电谷段充电，既可以降低片区内变压器超负荷跳闸故障，规范充电桩管理，减少充电桩配电设施投资；也可以降低城市电网超负荷出现的拉闸限电事件的发生。

Description

一种充电桩电能负载错峰分配***
技术领域
本发明涉及充电桩电能负载错峰分配设备领域，具体为一种充电桩电能负载错峰分配***。
背景技术
随着化石能源的日益短缺油价攀升，新能源电动汽车普及最终取代传统燃油汽车的步伐正在加快，节能环保的电动汽车逐步普及，相关充电桩基础设施势必快速增长，但由于电动汽车充电时间长，电能需求量大等原因，在电动汽车充电问题上也确实给社会带来了巨大的压力；试想若干年以后大量的家用轿车更换成电动汽车后，充电矛盾以及区域性的电力供应缺口会越来越突出。因为人们在商用充电站充电，电价普遍要高出一倍左右，所以大多数人会选择回家充电，即大部分用户习惯性的下班将电车停到车库就插上充电枪为汽车充电，一个晚上及可轻松充满。这种充电方式方便了用户，但给片区和城市电网带来了巨大的用电负荷压力，试想一个片区几百上千辆车同时间段充电，片区的变压器会远远超负荷运行，给片区的安全用电带来严重的隐患；再者，一个城市几十万辆车同时充电，给城市电网带来的压力也是不言而喻。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种充电桩电能负载错峰分配***，以解决上述背景技术中提出的问题,本发明结构新颖，使用时与现有片区家用充电桩随意随时充电相比，该***能对片区内的充电桩负载进行错峰分配管控，将大部分电动汽车充电负荷调整到用电谷段充电，既可以降低片区内变压器超负荷跳闸故障，规范充电桩管理，减少充电桩配电设施投资；也可以降低城市电网超负荷出现的拉闸限电事件的发生。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种充电桩电能负载错峰分配***，包括***本体，所述***本体包括处理平台、片区管理终端、用户终端、分配服务器、变压器、开关、功能模块和控制箱，所述控制箱包括联网型充电桩和无线联网型充电桩，所述联网型充电桩和无线联网型充电桩均包括充电枪。
进一步的，所述处理平台为电能错峰分配数据处理平台，所述变压器为市电电网变压器，所述充电枪包括充电枪一、充电枪二和充电枪N。
进一步的，所述开关为变压器输出开关，所述分配服务器为充电桩电能负载错峰分配服务器。
进一步的，所述功能模块为配电RTU功能模块，所述控制箱为充电桩控制箱，所述控制箱包括充电桩控制箱一、充电桩控制箱二和充电桩控制箱N。
进一步的，所述联网型充电桩包括联网型充电桩一、联网型充电桩二和联网型充电桩N，所述无线联网充电桩包括无线联网充电桩一、无线联网充电桩二和无线联网充电桩N，所述控制箱前端通过电缆与变压器、开关和功能模块连接，后端通过电缆与联网型充电桩和无线联网型充电桩与充电枪连接，所述控制箱还通过有线网络或无线网络与分配服务器连接，所述控制箱内有通讯模块和智能开关，当开关的三相电流不平衡时，分配服务器可对输出到220V交流充电桩的电源相位进行调整，达到变压器电流均流的目的。
进一步的，所述片区管理终端通过互联网与处理平台、用户终端连接，所述用户终端通过互联网与片区管理终端、处理平台相连接；片区管理人员可通过片区管理终端查看并管理该区域内充电桩的运行状态、故障信息、电动车的电池信息和片区车辆管理等。
进一步的，所述处理平台，通过联网方式与片区管理终端、用户终端和分配服务器连接；所述分配服务器能通过联网方式向充电桩发出控制指令，控制指令包括：充电桩定时启动或调功率或停止、校时、紧急停机、远程设定充电参数、远程抄表计量、缴费充值等；充电桩也能将正在充电的电动汽车的充电参数：电池电压、充电电流、温度、充电时长、电池故障等信息反馈给分配服务器，***还可以根据数据性质和重要性进行分类存储，提供对充电桩报警事件、充电运行参数异常、所充电的电动车电池组参数异常等的记录功能和历史数据的集中存储查询功能。
进一步的，所述分配服务器通过互联网与处理平台相连接，分配服务器还与功能模块相连接,且分配服务器还通过联网方式与联网型充电桩相连接；所述分配服务器含有有线和无线互联网接口，能接收和转发有线或无线数据，所述变压器通过开关、功能模块、控制箱、联网型充电桩、无线联网型充电桩与充电枪相连接。
进一步的，所述分配服务器负责该***数据采集、控制指令转发，即：将充电桩工作状态、变压器负荷状态信息、电表计量信息上传到充电桩电能负载错峰分配数据处理平台；还负责下发处理平台对充电桩的各种分配控制指令，所述功能模块用于采集变压器输出开关状态，能实时监测市电电网变压器高、低压侧的电压、电流、功率因数等运行数据并通过分配服务器，上传到处理平台，进行综合分析判断，根据需求的变化再对充电桩进行动态调整，即下达启动、调功率或停止指令，降低充电桩同时启动对电网的冲击和减少高峰时段拉闸限电的风险。
进一步的，所述联网型充电桩和无线联网型充电桩，通过充电枪与电动汽车连接，还通过网络与分配服务器连接，联网型充电桩和无线联网型充电桩不但能接收和执行分配服务器发送的各种指令，还能通过充电枪获取到电动汽车电池电量、电压、温度、故障等信息，并将获取的信息回传到充分配服务器，作为错峰充电的判断依据；自带计量芯片，计量准确度相关技术指标满足“多功能电能表技术规范”相应等级要求。
本发明的有益效果：本发明的一种充电桩电能负载错峰分配***，包括处理平台；片区管理终端；用户终端；分配服务器；变压器；开关；功能模块；控制箱；联网型充电桩；充电枪；无线联网充电桩。
1.该一种充电桩电能负载错峰分配***，使用时与现有片区家用充电桩随意随时充电相比，该***能对片区内的充电桩负载进行错峰分配管控，将大部分电动汽车充电负荷调整到用电谷段充电，既可以降低片区内变压器超负荷跳闸故障，规范充电桩管理，减少充电桩配电设施投资；也可以降低城市电网超负荷出现的拉闸限电事件的发生。
2.该一种充电桩电能负载错峰分配***，该***具有独特的电动车电池余量检测分析功能，用户插上充电枪后，只需在充电桩或手机终端上输入结束充电时间(即：出行时间)，该***就能根据电动车的电池余量信息和用户结束充电的时间差，通过算法计算自动生成省钱、错峰的最佳充电方案。用户还可随时调整结束充电时间(即：出行时间)，该***根据调整后的结束充电时间重新生成省钱、错峰的最佳充电方案。
3.该一种充电桩电能负载错峰分配***，通过该***可以自动或人为的根据区域内变压器的输出余量和充电桩负荷情况下达充电桩启动/调功率/停止指令。为了达到降低电网冲击和拉闸限电的目的，该***默认控制充电桩错峰充电，充电时段为谷段时段(即23:00-06:00)，***根据国家峰谷电价政策自动给予用户用电价奖励。用户在该时段以外的任何时段任都能及时实现充电的目的，只是***会根据时段电网电价随机调整充电电价。
4.该一种充电桩电能负载错峰分配***，使用时，能对片区内联网的充电桩启动、调功率或停止进行统一控制管理；该***能根据市电电网变压器负荷余量以及充电桩启动计划的数量，错开用电高峰时段对电动车进行充电，用户也可以通过终端设备自行设定充电时间，通过该***对充电桩电能负载错峰分配管理后，不仅能避免大量的用户同时充电给变压器带来的过载跳闸故障，还能减少高峰时段城市电网的负荷，降低城市电网因超负荷而拉闸限电的风险。
附图说明
图1为本发明一种充电桩电能负载错峰分配***的方案一的结构示意图；
图2为本发明一种充电桩电能负载错峰分配***的方案二的结构示意图；
图中：1、处理平台；2、片区管理终端；3、用户终端；4、分配服务器；5、变压器；6、开关；7、功能模块；8、控制箱；9、联网型充电桩；10、充电枪；11、无线联网充电桩。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种充电桩电能负载错峰分配***，包括***本体，所述***本体包括处理平台1、片区管理终端2、用户终端3、分配服务器4、变压器5、开关6、功能模块7和控制箱8，所述控制箱8包括联网型充电桩9和无线联网型充电桩11，所述联网型充电桩9和无线联网型充电桩11均包括充电枪10，所述处理平台1为电能错峰分配数据处理平台，所述变压器5为市电电网变压器，所述充电枪10包括充电枪一101、充电枪二102和充电枪N103，所述开关6为变压器输出开关，所述分配服务器4为充电桩电能负载错峰分配服务器，所述功能模块7为配电RTU功能模块，所述控制箱8为充电桩控制箱，所述控制箱8包括充电桩控制箱一81、充电桩控制箱二82和充电桩控制箱N83，所述联网型充电桩9包括联网型充电桩一91、联网型充电桩二92和联网型充电桩N93，所述无线联网充电桩11包括无线联网充电桩一111、无线联网充电桩二112和无线联网充电桩N113，所述控制箱8前端通过电缆与变压器5、开关6和功能模块7连接，后端通过电缆与联网型充电桩9和无线联网型充电桩11与充电枪10连接，所述控制箱8还通过有线网络或无线网络与分配服务器4连接，所述控制箱8内有通讯模块和智能开关，当开关6的三相电流不平衡时，分配服务器4可对输出到220V交流充电桩的电源相位进行调整，达到变压器5电流均流的目的。
本实施例，所述片区管理终端2通过互联网与处理平台1、用户终端3连接，所述用户终端3通过互联网与片区管理终端2、处理平台1相连接；片区管理人员可通过片区管理终端2查看并管理该区域内充电桩的运行状态、故障信息、电动车的电池信息和片区车辆管理等，所述处理平台1，通过联网方式与片区管理终端2、用户终端3和分配服务器4连接；所述分配服务器4能通过联网方式向充电桩发出控制指令，控制指令包括：充电桩定时启动或调功率或停止、校时、紧急停机、远程设定充电参数、远程抄表计量、缴费充值等；充电桩也能将正在充电的电动汽车的充电参数：电池电压、充电电流、温度、充电时长、故障等信息反馈给充分配服务器4，***还可以根据数据性质和重要性进行分类存储，提供对充电桩报警事件、充电运行参数异常、所充电的电动车电池组参数异常等的记录功能和历史数据的集中存储查询功能。
本实施例，所述分配服务器4通过互联网与处理平台1相连接，分配服务器4还与功能模块7相连接,且分配服务器4还通过联网方式与联网型充电桩9相连接；所述分配服务器4含有有线和无线互联网接口，能接收和转发有线或无线数据，所述变压器5通过开关6、功能模块7、控制箱8、联网型充电桩9、无线联网型充电桩11与充电枪10相连接，所述分配服务器4负责该***数据采集、控制指令转发，即：将充电桩工作状态、电动汽车电池参数信息、变压器负荷状态信息、电表计量信息上传到充电桩电能负载错峰分配数据处理平台；还负责下发处理平台1对充电桩的各种分配控制指令，所述功能模块7用于采集变压器输出开关状态，能实时监测市电电网变压器高、低压侧的电压、电流、功率因数等运行数据并通过分配服务器4，上传到处理平台1，进行综合分析判断，根据需求的变化再对充电桩进行动态调整，即下达启动、调功率或停止指令，降低充电桩同时启动对电网的冲击和减少高峰时段拉闸限电的风险，所述联网型充电桩9和无线联网型充电桩11，通过充电枪10与电动汽车连接，还通过网络与分配服务器4连接，联网型充电桩9和无线联网型充电桩11不但能接收和执行分配服务器4发送的各种指令，还能通过充电枪10获取到电动汽车电池电量、电压、故障等信息，并将获取的信息回传到充电分配服务器4，作为错峰充电的判断依据；自带计量芯片，计量准确度相关技术指标满足“多功能电能表技术规范”相应等级要求。
使用本装置时，当用户在用电尖峰时段将充电枪10***电动汽车后，联网型充电桩9或无线联网型充电桩11默认用电低谷时段充电，此时电动汽车电池状态信息：电池基本信息、电池单体电压、电池单体温度、电池故障信息、电池管理***设置信息、告警信息等通过充电枪10、联网型充电桩9或无线联网充电桩11、控制箱8、分配服务器4上传到处理平台1，平台根据采集到的电池单体电压、温度等计算出电池包内单体最高电压、最低电压、最高温度、最低温度、告警等统计信息判定是否为该车充电。若平台判定为故障电池，则拒绝为其充电，并及时告知用户；若该用户在充电桩上扫码或手机终端确认“即刻”充电后，处理平台1，根据当前变压器5的输出功率余量判断该充电桩是满功率充电还是变功率充电，如果变压器5的输出功率余量充足，则下发满功率充电指令；如果变压器5的输出功率余量不足，则下发变功率充电指令，即：该联网型充电桩9或无线联网充电桩11要降低输出功率，实际输出功率等于变压器5的输出功率除以当前运行充电桩数量；处理平台1，将判断结果通过分配服务器4，下发给联网型充电桩9或无线联网充电桩11；此时片区内如果有新的充电桩投入充电，处理平台1将重复上述过程，则该充电桩输出功率继续降低，如果有充电桩退出充电，处理平台1同样将重复上述过程，则该充电桩输出功率上升；当用户需要尽快将电动汽车电池电量充满时，可以在手机终端向处理平台1发送快速充电请求，处理平台1即刻将该用户充电桩功率上调至满功率充电，缩短该用户的充电时间；当用户插上充电枪10后，只需在充电桩或手机终端上输入结束充电时间，该***就能根据电动车的电池余量信息和用户结束充电的时间差，通过算法计算自动生成省钱、错峰的最佳充电方案，用户还可随时调整结束充电时间，该***根据调整后的结束充电时间重新生成省钱、错峰的最佳充电方案；当联网型充电桩9或无线联网充电桩11对外运营充电时，用户将充电枪10***电动汽车后，使用手机端应用，扫描充电桩上的二维码启动充电，当无手机信号时用户可刷卡充电，此时该充电桩默认为满功率充电；处理平台1根据联网型充电桩9或无线联网充电桩11上传的充电电量、时段结合相应电费标准计算出每台充电桩的电费金额，在用户账户上自动扣除或由用户结束充电时扫码支付电相应电费；片区管理人员可通过片区管理终端2对片区充电桩运行状态进行监测、运维管理，对需求用户进行注册和维护管理，包括：充电订单查看、充电缴费、充电情况统计、充电桩故障信息、充电桩额定功率、年度最大响应次数、峰谷充电时段设定、充电缴费等，还包括：变压器容量、输出电压、输出电流等。***支持对上述相关档案进行信息维护管理；片区管理人员可通过片区管理终端2对片区停车、油车占桩等现象进行规范管理；当片区充电桩安装位置比较分散空旷，考虑安装方式和安装成本问题，可采用联网型充电桩9或无线联网型充电桩11，无线联网型充电桩11与联网型充电桩9基本功能相同，只是与分配服务器4的通讯方式改成无线传输。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种充电桩电能负载错峰分配***，包括***本体，其特征在于：所述***本体包括处理平台(1)、片区管理终端(2)、用户终端(3)、分配服务器(4)、变压器(5)、开关(6)、功能模块(7)和控制箱(8)，所述控制箱(8)包括联网型充电桩(9)和无线联网型充电桩(11)，所述联网型充电桩(9)和无线联网型充电桩(11)均包括充电枪(10)。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述处理平台(1)为电能错峰分配数据处理平台，所述变压器(5)为市电电网变压器，所述充电枪(10)包括充电枪一(101)、充电枪二(102)和充电枪N(103)。
3.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述开关(6)为变压器输出开关，所述分配服务器(4)为充电桩电能负载错峰分配服务器。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述功能模块(7)为配电RTU功能模块，所述控制箱(8)为充电桩控制箱，所述控制箱(8)包括充电桩控制箱一(81)、充电桩控制箱二(82)和充电桩控制箱N(83)。
5.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述联网型充电桩(9)包括联网型充电桩一(91)、联网型充电桩二(92)和联网型充电桩N(93)，所述无线联网充电桩(11)包括无线联网充电桩一(111)、无线联网充电桩二(112)和无线联网充电桩N(113)，所述控制箱(8)前端通过电缆与变压器(5)、开关(6)和功能模块(7)连接，后端通过电缆与联网型充电桩(9)和无线联网型充电桩(11)与充电枪(10)连接，所述控制箱(8)还通过有线网络或无线网络与分配服务器(4)连接，所述控制箱(8)内有通讯模块和智能开关，当开关(6)的三相电流不平衡时，分配服务器(4)可对输出到220V交流充电桩的电源相位进行调整，达到变压器(5)电流均流的目的。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述片区管理终端(2)通过互联网与处理平台(1)、用户终端(3)连接，所述用户终端(3)通过互联网与片区管理终端(2)、处理平台(1)相连接；片区管理人员可通过片区管理终端(2)查看并管理该区域内充电桩的运行状态、故障信息、电动车的电池信息和片区车辆管理等。
7.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述处理平台(1)，通过联网方式与片区管理终端(2)、用户终端(3)和分配服务器(4)连接；所述分配服务器(4)能通过联网方式向充电桩发出控制指令，控制指令包括：充电桩定时启动/调功率/停止、校时、紧急停机、远程设定充电参数、远程抄表计量、缴费充值等；充电桩也能将正在充电的电动汽车的充电参数：电池电压、充电电流、温度、充电时长、电池故障等信息反馈给充分配服务器(4)，***还可以根据数据性质和重要性进行分类存储，提供对充电桩报警事件、充电运行参数异常、所充电的电动车电池组参数异常等的记录功能和历史数据的集中存储查询功能。
8.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述分配服务器(4)通过互联网与处理平台(1)相连接，分配服务器(4)还与功能模块(7)相连接,且分配服务器(4)还通过联网方式与联网型充电桩(9)相连接；所述分配服务器(4)含有有线和无线互联网接口，能接收和转发有线或无线数据，所述变压器(5)通过开关(6)、功能模块(7)、控制箱(8)、联网型充电桩(9)、无线联网型充电桩(11)与充电枪(10)相连接。
9.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述分配服务器(4)负责该***数据采集、控制指令转发，即：将充电桩工作状态、变压器负荷状态信息、电表计量信息上传到充电桩电能负载错峰分配数据处理平台；还负责下发处理平台(1)对充电桩的各种分配控制指令，所述功能模块(7)用于采集变压器输出开关状态，能实时监测市电电网变压器高、低压侧的电压、电流、功率因数等运行数据并通过分配服务器(4)，上传到处理平台(1)，进行综合分析判断，根据需求的变化再对充电桩进行动态调整，即下达启动、调功率或停止指令，降低充电桩同时启动对电网的冲击和减少高峰时段拉闸限电的风险。
10.根据权利要求1所述的一种充电桩电能负载错峰分配***，其特征在于：所述联网型充电桩(9)和无线联网型充电桩(11)，通过充电枪(10)与电动汽车连接，还通过网络与分配服务器(4)连接，联网型充电桩(9)和无线联网型充电桩(11)不但能接收和执行分配服务器(4)发送的各种指令，还能通过充电枪(10)获取到电动汽车电池电量、电压、电池故障等信息，并将获取的信息回传到充分配服务器(4)，作为错峰充电的判断依据；自带计量芯片，计量准确度相关技术指标满足“多功能电能表技术规范”相应等级要求。
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