一种电动汽车充电站功率协调控制方法与流程

本发明涉及充电站功率控制管理技术领域，特别是一种电动汽车充电站功率协调控制方法。

背景技术：

在环保与能源供应日趋紧张的背景下，新能源汽车产业链成为未来汽车工业发展的新趋势。与此同时，电动汽车充电站目前正处在建设、运营和扩建阶段，需要在监控管理系统中接入不同充电桩厂家的多种充电设备。由于充电站规模和用电负荷越来越大，因此对电网稳定运行的影响也越来越大。在居民用电高峰时段，如何快速调节充电站负荷，成为亟需解决的问题。

目前充电站功率控制管理技术存在以下几个问题：不同充电桩厂家的原厂通信协议与监控管理系统的通信协议存在较大差距，导致站内充电桩接入充电站监控管理系统困难且缺乏灵活度；在居民用电高峰时段，目前功率调整方法均为整体下调站内充电桩功率或直接退出部分充电桩设备，降低了充电站设备和负荷的使用率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高充电站设备和负荷使用率的电动汽车充电站功率协调控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动汽车充电站功率协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1、电动汽车充电站内各充电桩分别连接功率协调控制单元，形成功率协调控制网络；功率协调控制单元连接充电站监控后台；

步骤2、功率协调控制单元获取充电站内电网实时负荷，计算充电站当前负荷使用率，根据负荷使用率判断是否进行一次快速调整：若是则进入步骤3，否则重新进入步骤2；

步骤3、功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数，并下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数调整实时输出功率；

步骤4、充电站监控后台计算充电桩的优先值并进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩，通知功率协调控制单元进行二次优化调节；

步骤5、功率协调控制单元计算每个参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量，并下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量调整实时输出功率，然后返回步骤2。

进一步地，步骤2中所述的功率协调控制单元获取充电站内电网实时负荷，计算充电站当前负荷使用率，具体如下：

功率协调控制单元获取的站内电网实时负荷为d，站内负荷波动为δd，充电站最大负荷为lmax，则当前负荷使用率r为：r＝(d±δd)/lmax；当r≤85％时，站内负荷稳定，不需要进行一次快速调整；当r>85％时，站内负荷不稳定，需要进行一次快速调整。

进一步地，步骤3所述的功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数，并下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数调整实时输出功率，具体如下：

功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数为α＝[lmax×k1-(d-c)±δd]/cmax，将比例调节系数α下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数α，将输出功率由降额为其中，c为站内充电桩总功率，cmax为站内充电桩总需求功率，k1为充电站最优负荷系数，取值范围为0.75～0.85。

进一步地，步骤4所述的充电站监控后台计算充电桩的优先值并进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩，通知功率协调控制单元进行二次优化调节，具体如下：

步骤4.1、充电站监控后台获取当前电动汽车bms的需求功率和充电桩最大额定输出功率

步骤4.2、充电站监控后台根据当前电动汽车bms的需求功率为和充电桩最大额定输出功率预设每个充电桩的优先级别yi，计算每个充电桩的优先值ai，计算公式为：

步骤4.3、充电站监控后台按照每个充电桩的优先值ai从大到小进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩；

步骤4.4、充电站监控后台通知功率协调控制单元进行二次优化调节，将参与二次优化调节的充电桩信息下发至功率协调控制单元。

进一步地，步骤5中所述的功率协调控制单元计算每个参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量，并下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量调整实时输出功率，具体如下：

功率协调控制单元计算的参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量δpi为将优化调节功率补偿量下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量δpi，将输出功率由调整为

进一步地，所述功率协调控制单元与充电站监控后台基于tcp/ip协议实现通信连接，功率协调控制单元与站内充电桩采用串口、蓝牙、can、wifi、zigbee中的一种方案搭建通信网络。

本发明的与现有技术相比，其显著优点在于：(1)兼容性强，能够使不同型号的充电桩方便灵活地接入充电站监控后台；(2)避免了因充电站负荷过大而引起的站内充电桩整体功率下滑，在保证安全的情况下提高了充电站设备和负荷的使用率。

附图说明

图1为本发明电动汽车充电站功率协调控制网络的结构示意图。

图2为本发明中功率协调控制网络的控制流程图。

图3为本发明电动汽车充电站功率协调控制方法的流程示意图。

图4为本发明中充电站监控后台二次优化调节的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步详细说明。

结合图1～图3，本发明一种电动汽车充电站功率协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1、电动汽车充电站内各充电桩分别连接功率协调控制单元，形成功率协调控制网络；功率协调控制单元连接充电站监控后台；

步骤2、功率协调控制单元获取充电站内电网实时负荷，计算充电站当前负荷使用率，根据负荷使用率判断是否进行一次快速调整：若是则进入步骤3，否则重新进入步骤2；

步骤3、功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数，并下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数调整实时输出功率；

步骤4、充电站监控后台计算充电桩的优先值并进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩，通知功率协调控制单元进行二次优化调节；

步骤5、功率协调控制单元计算每个参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量，并下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量调整实时输出功率，然后返回步骤2。

进一步地，步骤2中所述的功率协调控制单元获取充电站内电网实时负荷，计算充电站当前负荷使用率，具体如下：

功率协调控制单元获取的站内电网实时负荷为d，站内负荷波动为δd，充电站最大负荷为lmax，则当前负荷使用率r为：r＝(d±δd)/lmax；当r≤85％时，站内负荷稳定，不需要进行一次快速调整；当r>85％时，站内负荷不稳定，需要进行一次快速调整。

进一步地，步骤3所述的功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数，并下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数调整实时输出功率，具体如下：

功率协调控制单元计算一次快速调整的比例调节系数为α＝[lmax×k1-(d-c)±δd]/cmax，将比例调节系数α下发给充电桩，充电桩根据比例调节系数α，将输出功率由降额为其中，c为站内充电桩实时总功率，cmax为站内充电桩总需求功率，k1为充电站最优负荷系数，取值范围为0.75～0.85。

进一步地，步骤4所述的充电站监控后台计算充电桩的优先值并进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩，通知功率协调控制单元进行二次优化调节，结合图4，具体如下：

步骤4.1、充电站监控后台获取当前电动汽车bms的需求功率和充电桩最大额定输出功率

步骤4.2、充电站监控后台根据当前电动汽车bms的需求功率为和充电桩最大额定输出功率预设每个充电桩的优先级别yi，计算每个充电桩的优先值ai，计算公式为：

步骤4.3、充电站监控后台按照每个充电桩的优先值ai从大到小进行排序，确定参与二次优化调节的充电桩；

步骤4.4、充电站监控后台通知功率协调控制单元进行二次优化调节，将参与二次优化调节的充电桩信息下发至功率协调控制单元。

进一步地，步骤5中所述的功率协调控制单元计算每个参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量，并下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量调整实时输出功率，具体如下：

功率协调控制单元计算的参与二次优化调节的充电桩的优化调节功率补偿量为将优化调节功率补偿量下发给充电桩，充电桩根据优化调节功率补偿量δpi，将输出功率由调整为

进一步地，所述功率协调控制单元与充电站监控后台基于tcp/ip协议实现通信连接，功率协调控制单元与站内充电桩采用串口、蓝牙、can、wifi、zigbee中的一种方案搭建通信网络。

综上所述，本发明兼容性强，能够使不同型号的充电桩方便灵活地接入充电站监控后台；避免了因充电站负荷过大而引起的站内充电桩整体功率下滑，在保证安全的情况下提高了充电站设备和负荷的使用率。