一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法及系统与流程

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法及电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统。

背景技术：

当今由于在缓解能源危机与环境污染等问题方面的重要作用，电动汽车在世界许多国家得到大力发展。自2015年以来，为了缓解电动车主的“里程焦虑”、促进电动车的广泛普及，中国开始加快当地电动车充电设施建设的步伐。中国计划在2020年前建设480万个充电器，中国还计划在2020年前将该国的电动车保有量增加至500万辆，这意味着到2020年，中国电动车与充电设施的比例将接近1:1。

目前，电动汽车充电负荷对电网的影响主要集中在配电设施容量对电动汽车充电负荷需求的承载能力方面。由于电动汽车充电行为与用户的行驶、泊车规律关系密切，使充电负荷在时间和空间上均具有较强的随机性，使得这种矛盾日趋突出。当配电设施无法满足电动汽车充电负荷需求的情况下，容易导致配电系统的安全出现问题。

因此，当电动汽车充电负荷较大时如何降低系统峰值负荷以确保配电系统安全可靠的运行成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法及电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法，其中，所述电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法包括：

实时监测变压器当前出力以及通过该变压器进行充电的每个电动汽车充电设备的当前充电负荷；

通过计算所述变压器当前出力中减去通过该变压器进行供电的所有电动汽车充电设备的当前充电负荷后得到通过所述变压器供电的非充电负荷；

通过计算所述变压器的额定负荷减去所述变压器供电的非充电负荷得到所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷；

通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷；

当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷不小于该电动汽车充电设备的额定充电负荷时，控制该电动汽车充电设备正常充电。

优选地，当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷小于0时，控制所述变压器停止向每个所述电动汽车充电设备充电。

优选地，所述通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷包括：

其中，所述pev为能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷，所述tr为所述变压器的额定负荷，所述ts为所述变压器供电的非充电负荷，n为所述当前充电的所有电动汽车充电设备的数量。

优选地，所述变压器供电的非充电负荷的计算公式为：

ts＝t0-∑pi，

其中，所述ts为所述变压器当前供电的非充电负荷，t0为所述变压器当前出力，所述pi为第i个所述电动汽车充电设备的当前充电负荷，所述∑pi为通过该变压器进行供电的所有所述电动汽车充电设备的当前充电负荷。

作为本发明的第二个方面，提供一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统，其中，所述电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统包括：

实时监测单元，所述实时监测单元用于实时监测变压器当前出力以及通过该变压器进行充电的每个电动汽车充电设备的当前充电负荷；

第一计算单元，所述计算单元与所述实时监测单元连接，用于计算所述变压器当前出力中减去所有通过该变压器进行供电的所有充电设备的当前总负荷后得到的所述变压器的非充电负荷；

第二计算单元，所述第二计算单元与所述第一计算单元连接，用于通过计算所述变压器的额定负荷减去所述变压器供电的非充电负荷得到所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷；

第三计算单元，所述第三计算单元与所述第二计算单元连接，用于通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷；

控制单元，所述控制单元与所述第三计算单元连接，用于当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷不小于该电动汽车充电设备的额定充电负荷时，控制该电动汽车充电设备正常充电。

本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法，通过对连接多个电动汽车充电设备的变压器当前出力进行实时监测，计算出非充电负荷，通过将变压器的当前出力减去非充电负荷得到能够用于电动汽车充电设备的可用充电负荷，最后将该用于电动汽车充电设备的可用充电负荷进行分摊，比较确定是否能够对电动汽车充电设备进行充电，保证配电系统安全可靠的运行。

本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统，通过采用监测单元对连接多个充电设备的变压器当前出力进行实时监测，计算单元实时计算出所述变压器的非充电负荷，判断单元以及充电负荷分摊确定单元将变压器的可用于电动汽车充电的可用容量对所有充电设备进行分摊并决定其能否继续充电运行，不仅能够在高峰负荷期间有效降低峰值负荷，同时保证变压器的安全可靠运行。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法的流程图。

图2为本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统的结构示意图。

图3为本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统的一种具体实施方式场景示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，如图1所示，提供一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法，其中，所述电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法包括：

s110、实时监测变压器当前出力以及通过该变压器进行充电的每个电动汽车充电设备的当前充电负荷；

具体地，所述变压器能够为多个充电设备供电以及充电，因此，所述变压器的当前出力包括所有所述电动汽车充电设备的充电负荷及其他设备的非充电负荷，为了得到该变压器除了为除去电动汽车充电设备之外的其他设备的非充电负荷，且由于电动汽车的充电数量实时变化，所以需要实时监测所述变压器的当前出力以及通过该变压器进行充电的每个电动汽车充电设备的当前充电负荷。

需要说明的是，为了描述以及计算方便，此处将手机等充电设备的充电负荷计算在所述其他设备的非充电负荷内。

s120、通过计算所述变压器当前出力中减去通过该变压器进行供电的所有电动汽车充电设备的当前充电负荷后得到通过所述变压器供电的非充电负荷；

具体地，通过上述实时监测得到所述变压器当前出力，该变压器当前出力中减去通过该变压器所供电的所有电动汽车充电设备的总负荷后剩余的即为通过所述变压器供电的非充电负荷。

s130、通过计算所述变压器的额定负荷减去所述变压器供电的非充电负荷得到所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷；

具体地，所述变压器的额定负荷是已知的，通过所述变压器的额定负荷减去所述变压器的非充电负荷得到的即为可以用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷，所述可用充电负荷能够用于所述电动汽车充电设备的电荷分摊。

s140、通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷。

具体地，为了得到每个所述电动汽车充电设备的分摊充电电荷，只需将上述得到的所述可用充电负荷除以总的电动汽车充电设备的数量即可。

s150、当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷不小于该电动汽车充电设备的额定充电功率时，控制该电动汽车充电设备正常充电。

具体地，每个所述电动汽车充电设备的额定功率已知，通过将所述分摊充电负荷与每个所述电动汽车充电设备的额定充电功率进行比较，只有当所述分摊充电负荷不小于每个所述充电设备的额定充电功率时，才可以控制该电动汽车充电设备正常充电。

本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法，通过对连接多个电动汽车充电设备的变压器当前出力进行实时监测，计算出非充电负荷，通过将变压器的当前出力减去非充电负荷得到能够用于电动汽车充电设备的可用充电负荷，最后将该用于电动汽车充电设备的可用充电负荷进行分摊，比较确定是否能够对电动汽车充电设备进行充电，保证配电系统安全可靠的运行。

作为所述变压器余量分摊方法的一种具体实施方式，所述变压器电动汽车的充电负荷分摊方法还包括：当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷大于该电动汽车充电设备的额定充电功率时，分摊给该电动汽车充电设备的分摊充电负荷为该电动汽车充电设备的额定充电功率。

可以理解的是，当所述分摊充电负荷不小于每个所述电动汽车充电设备的额定充电功率时，所述分摊充电负荷可能恰好等于每个所述电动汽车充电设备的额定充电功率，也可能大于每个所述电动汽车充电设备的额定充电功率，当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷大于该电动汽车充电设备的额定充电功率时，分摊给该电动汽车充电设备的分摊充电负荷为该电动汽车充电设备的额定充电功率。这样能够最大限度发挥变压器效率。

作为所述电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法的另一种具体地实施方式，当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷小于0时，控制所述变压器停止向每个所述电动汽车充电设备充电。

可以理解的是，当所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷小于0时，此时所述变压器不能为所述电动汽车充电设备供电，因此应当控制所述变压器停止向所述电动汽车充电设备充电。

具体地，为了获得所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷，所述通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷包括：

其中，所述pev为能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷，所述tr为所述变压器的额定负荷，所述ts为所述变压器供电的非充电负荷，n为所述当前充电的所有电动汽车充电设备的数量。

进一步具体地，所述变压器供电的非充电负荷的计算公式为：

ts＝t0-∑pi，

其中，所述ts为所述变压器当前供电的非充电负荷，t0为所述变压器当前出力，所述pi为第i个所述电动汽车充电设备的当前充电负荷，所述∑pi为通过该变压器进行供电的所有所述电动汽车充电设备的当前充电负荷。

可以理解的是，在判断所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷是否能够用于作为所述电动汽车充电设备的充电负荷时，可以通过下述关系式：

本发明提供的电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法，通过对连接多个电动汽车充电设备的变压器当前出力进行实时监测，计算出非充电负荷，通过将变压器的当前出力减去非充电负荷得到能够用于电动汽车充电设备的可用充电负荷，最后将该用于电动汽车充电设备的可用充电负荷进行分摊，比较确定是否能够对电动汽车充电设备进行充电，保证配电系统安全可靠的运行。

作为本发明的第二个方面，如图2所示，提供一种电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统10，其中，所述电动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统10包括：

实时监测单元100，所述实时监测单元100用于实时监测变压器当前出力以及通过该变压器进行充电的每个电动汽车充电设备的当前充电负荷；

第一计算单元200，所述第一计算单元200与所述实时监测单元100连接，用于计算所述变压器当前出力中减去所有通过该变压器进行供电的所有充电设备的当前总负荷后得到的所述变压器的非充电负荷；

第二计算单元300，所述第二计算单元300与所述第一计算单元200连接，用于通过计算所述变压器的额定负荷减去所述变压器供电的非充电负荷得到所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷；

第三计算单元400，所述第三计算单元400与所述第二计算单元300连接，用于通过计算所述变压器能够用于所述电动汽车充电设备的可用充电负荷除以当前充电的所有电动汽车充电设备的数量得到能够分摊给当前充电的每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷；

控制单元500，所述控制单元500与所述第三计算单元400连接，用于当每个所述电动汽车充电设备的分摊充电负荷不小于该电动汽车充电设备的额定充电功率时，控制该电动汽车充电设备正常充电。

本发明提供的变压器用于电动汽车的充电负荷分摊系统，通过采用监测单元对连接多个充电设备的变压器当前出力进行实时监测，计算单元实时计算出所述变压器的非充电负荷，判断单元以及充电负荷分摊确定单元将变压器的可用于电动汽车充电的可用容量对所有充电设备进行分摊并决定其能否继续充电运行，不仅能够在高峰负荷期间有效降低峰值负荷，同时保证变压器的安全可靠运行。

作为一种具体地实施方式，如图3所示，所述变压器带有四个电动汽车充电机，每个电动汽车充电机的额定容量为直流500伏、250安，则所述变压器余量分摊系统配置1台变压器的监测单元，4台电动汽车出力的监测单元，根据下式

实现各充电设施运行状态及变压器负载率的有效控制。

需要说明的是，图3中的vt(voltagetransformer，电压互感器)，ct(currenttransformer，电流互感器)，ev(electricalvehicle，电动汽车)。

关于所述动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊系统的具体工作过程可以参照前文的所述动汽车充电设备供电用变压器负荷分摊方法的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。