一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法与流程

本发明属于电动车辆充电技术领域，尤其涉及一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，具体为一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法。

背景技术：

近几年，随着电动车辆销售量的爆发式增长，充电服务用量也逐年上升，越来越多数量和种类的充电桩被用来完成向电动车辆输送电能，由此也产生了越来越多集中式的充电站。一般情况下，充电站的管理主要还是依靠人工值守的方式，所以充电站中充电桩的集中管理就成为了一个巨大的难题。

充电桩的另外一种存在形式就是在写字楼、商业住宅配套的停车场里，这些充电桩基本都是以独立或分散小规模形式存在，管理就显得更加复杂。

随着物联网的兴起和发展，越来越多的设备可以连接到网络中接受管理，形成了各种各样的大规模网络应用。大规模充电设备通过物联网方式组网的情况更是鳞次栉比，为集中式管理网络充电设备终端提供一个有效的解决方案。

但是随着网络充电设备终端种类和数量的逐渐增多，传统集中式管理的网络方式的缺点就日益暴露：

（1）目前的集中管理，经常使用c-s（服务器-客户端）架构，一旦服务器端的网络出现故障，其管辖的客户端即充电桩设备将同步受到波及发生故障情况，而实际情况下，大多数充电桩设备所在的局域网络通信是正常的。

（2）各种充电桩所支持的通信协议不尽相同，服务器端支持的充电桩种类越多，服务器的处理压力就越大，对服务器的硬件配置要求就会越高，服务器设备的瓶颈现象将进一步显现。

（3）系统需要扩展某一项新功能时，由于之前的点对点开发设计，无法很好的实现预留与兼容，常常需要做系统级调整才能实现。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，解决现有技术中兼容性差、扩展性差、容错性差、服务器瓶颈等问题。

本发明所采用的技术方案是一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，包含管理后台、区域调度中心、电表、充电桩、通信网络。

管理后台作为一级服务器，和区域调度中心通过通信网络建立通信连接，区域调度中心作为二级服务器和客户端电表、充电桩通过通信网络建立通信连接。充电桩为电动车辆提供充电的同时，还可以获取电动车辆的信息数据。

管理后台可连接多个区域调度中心实现多个区域的管理，区域调度中心在区域内可连接多个电表、充电桩。

区域调度中心负责对区域内的充电桩进行直接管理，其管理依据的数据一方面从充电桩、电表获取，一方面从管理后台获取，综合之后形成最终充电的数据下发给区域内各个充电桩实现有序充电。

管理后台负责根据充电授权、充电需求等数据，核验区域调度中心上传的数据和整个系统的数据存储功能。

电表为区域调度中心提供区域内的实时负荷值供区域调度中心提供有序充电控制的功率依据。

本发明所采用的技术方案是一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、系统已经组网成功，并可以正常运行。

步骤2、区域内各充电桩读取已经连接充电的电动车辆的相关数据，将这些数据上报给区域调度中心。

步骤3、区域内各充电桩将自身的工作状态也上报给区域调度中心。

步骤4、区域内的电表将区域内的实时功率上报给区域调度中心。

步骤5、区域调度中心按照步骤2、3、4获取到的各充电电动车辆信息、各个充电桩信息、区域的实时功率信息，根据这些数据计算出各个电动车辆新的充电功率值，形成调度预处理数据。

步骤6、区域调度中心将步骤5得出的调度预处理数据和自身状态数据一同上报给管理后台。

步骤7、管理后台将收到的所有数据做存储，并按照充电授权、充电需求等数据对调度预处理数据进行核验并形成正式调度数据，准备下发。至此，系统中所有上行数据的流转完成。

步骤8、管理后台将正式调度数据下发给系统内各个区域调度中心。

步骤9、区域调度中心将收到的正式调度数据整理并再次核验。

步骤10、区域调度中心将调度数据分发给区域内的各个充电桩。

步骤11、区域内各充电桩收到调度数据并开始执行。至此系统的数据下行完成。

上述的一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，步骤5中区域调度中心按照有序充电的规则计算出各个电动车辆新的充电功率值，有序充电的规则是一种多个充电桩按照某种规则（先到多充或平均分配等）为电动汽车充电的方式，这种方式将传统的多个充电桩的独立充电行为形成整体行为，实现电动车辆的有序充电。

上述的一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，充电授权源于管理后台，充电需求源于车主，车主通过刷卡或者app向管理后台传送充电需求。

上述的一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，数据下行完成后从步骤2按照固定周期开始周而复始。车辆充电状态时刻在变化，按照固定周期运行后，使得电动车辆始终可以实现有序充电。

本发明的有益效果是，通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，将传统的c-s架构升级成两级服务器架构，有效解决了前文中提到的服务器瓶颈问题。在新的系统架构中，管理任务被拆分成第一级服务器分担数据存储、核验和第二级服务器负责直接计算和调度。在系统组成特点上将单一星型系统架构分散成为两级星型系统架构，一级服务器管理多个二级服务器形成一个星型架构，每个二级服务器管理多个客户端又形成一个星型架构。这种方法中的两级服务器各司其职，使得系统瓶颈问题大大降低，可以组建灵活的大规模分布式管理网络，以适用于未来大规模有序充电的集中管理。

附图说明

图1是本发明中一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法的结构示意图；

图2是本发明中一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法的工作逻辑图；

图中，1管理后台、2区域内调度中心、3电表、4充电桩、5电动车辆、6通信网络。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的目的是提供一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，解决现有技术中兼容性差、扩展性差、容错性差、服务器瓶颈等问题。

本发明所采用的技术方案是一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，包含1管理后台、2区域调度中心、3电表、4充电桩、5电动车辆、6通信网络。

1管理后台作为一级服务器，和2区域调度中心通过6通信网络建立通信连接，2区域调度中心作为二级服务器和客户端3电表、4充电桩通过6通信网络建立通信连接。4充电桩为5电动车辆提供充电的同时，还可以获取5电动车辆的信息数据。

1管理后台可连接多个2区域调度中心实现多个区域的管理，2区域调度中心在区域内可连接多个3电表、4充电桩。

2区域调度中心负责对区域内的4充电桩进行直接管理，其管理依据的数据一方面从4充电桩、3电表获取，一方面从1管理后台获取，综合之后形成最终充电的数据下发给区域内各个充电桩实现有序充电。

1管理后台负责根据充电授权、充电需求等数据，核验区域2调度中心上传的数据和整个系统的数据存储功能。

3电表为2区域调度中心提供区域内的实时负荷值供2区域调度中心提供有序充电控制的功率依据。

各组成部分说明如下：

1管理后台可以是任何数据服务器，可以完成通过6通信网络和2区域调度中心建立网络通信并可以传递数据，可以完成数据的存储功能，也可以有其他接口和用户客户端进行通信交互充电授权、充电需求等数据的能力。

2区域调度中心可以是任何一台网络计算设备，可以通过6通信网络和1管理后台、4充电桩进行数据交互，并包含对有序充电计算的功能，其可以将有序充电命令下发到4充电桩上，也可以将4充电桩的数据上传到1管理后台。

3电表可以是任何可以通过6通信网络和1区域调度中心建立连接实现上报实时功率值的电表设备。

4充电桩可以是任何满足电动车辆充电的设备，该设备具备和1区域内调度中心通信上报状态的功能和接受1区域内调度中心控制功率的功能，还具备可以将5电动车辆的状态上报的功能。

5电动车辆可以是可以在4充电桩上充电的车辆，该车辆可以将车辆状态信息发送给4充电桩。

6通信网络可以是任何一种有线或无线通信网络形式也可以是几种通信网络形式的组合，其功能主要是可以有效建立起系统内各设备之间的连接，并可以完成数据交互。

一种通过两级服务器架构实现充电桩有序充电管理的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、系统已经组网成功，并可以正常运行的状态。

步骤2、区域内各充电桩读取已经连接充电的电动车辆的相关数据，将这些数据上报给区域调度中心。

步骤3、区域内各充电桩将自身的工作状态也上报给区域调度中心。

步骤4、区域内的电表将区域内的实时功率上报给区域调度中心。

步骤5、区域调度中心按照步骤2、3、4获取到的各充电电动车辆信息、各个充电桩信息、区域的实时功率信息，根据这些数据按照有序充电的规则，计算出各个电动车辆新的充电功率值，形成调度预处理数据。

步骤6、区域调度中心将步骤5得出的调度预处理数据和自身状态数据一同上报给管理后台。

步骤7、管理后台将收到的所有数据做存储，并按照充电授权、充电需求等数据对调度预处理数据进行核验并形成正式调度数据，准备下发。至此，系统中所有上行数据的流转完成。

步骤8、管理后台将正式调度数据下发给系统内各个区域调度中心。

步骤9、区域调度中心将收到的正式调度数据整理并再次核验。

步骤10、区域调度中心将调度数据分发给区域内的各个充电桩。

步骤11、区域内各充电桩收到调度数据并开始执行。至此系统的数据下行完成。然后从步骤2按照固定周期（例如：10分钟）开始周而复始，即每隔10分钟重复步骤2-11。