一种充电桩能源管理方法、系统及充电桩群系统与流程

本发明涉及充电领域，特别涉及用于充电桩能源管理系统的能源管理方法，可用于共享电源的充电系统，也可用于同一配电系统下充电桩群的能源管理。

背景技术：

新能源汽车作为国家产业与战略重点，近年来得到了大力的发展，增长趋势迅猛，充电桩运营商也遍地开花，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

大量的充电桩对电力的需求非常巨大，特别是在某些用电紧张的地区和夏季用电高峰，更是加剧了电网的压力。其次，在新能源汽车数量还不够多时，充电桩使用率不高，按照满负荷电力配置浪费严重。另外，在一些老旧区域，电力容量剩余不多，如何最大化的利用有限的电力资源服务更多的新能源汽车用户，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于充电桩能源管理系统的能源管理方法，在电力负荷高峰期时对限电区域内的充电系统提供一种有效的管理方法，使充电系统提供最大的服务能力。

另外，本发明提供一种共享电源充电系统的能源管理方法，解决充电桩使用率低的问题，此外，也可以解决电力容量有限的老旧区域内，最大化地提供充电系统的服务能力的问题。

为实现上述目的，本发明的实施方式提供一种充电桩能源管理方法，充电桩用于新能源汽车充电，包括以下步骤：

步骤一、系统控制中心通过充电桩接收到充电需求量k；

步骤二、所述系统控制中心判断当前是否充电排队；

如果系统控制中心无充电排队，系统计算当前充电总使用量w和充电需求量k之和，如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和小于系统最大容量m，则该充电桩进入充电模式，开始充电；如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和大于或等于系统最大容量m，则该充电桩进入排队模式；

如果系统控制中心有充电排队，则该充电桩进入排队模式；

步骤三、进入排队模式后，判断处于排队模式中所有充电桩的优先级，将记录优先级最高的充电桩的充电需求量l；

步骤四、系统控制中心计算w与l之和，如果w加l小于m，则该充电桩进入充电模式，开始充电，如果w与l之和大于或等与m，该充电桩进入排队模式，返回步骤三。

本发明相对于现有技术而言，在有限的电力容量的情况下，提供一种能源管理方法，最大限度的提高系统的服务能力，并保证电力系统的安全，并提高充电桩的使用效率。本发明的方法能够根据充电桩充电需求量、系统当前总使用量、系统最大容量三者的关系，确定充电桩进入排队等待还是进入充电流程。根据步骤三，系统控制中心能够实时判断系统使用情况，将释放出的容量授权给使用优先级最高的排队充电桩使用，系统控制中心选择请求时间先后、充电桩性质、优先级策略等因素确定充电桩优先级。

另外，本发明的能源管理方法中，充电桩充电完成后，充电桩释放占用的用电量，并反馈给系统控制中心，系统控制中心实时监控系统当前充电总使用量w和系统最大容量m，当系统当前充电总使用量w大于或者等于系统最大容量m时，暂停对最后进入充电模式的充电桩充电，暂停充电的充电桩优先级设为最高。

进一步地，本发明相对于现有技术而言，系统控制中心能够实时判断系统使用情况，将释放出的容量授权给使用优先级最高的排队充电桩使用，并能够实时判断系统使用情况，当系统当前总使用量高于系统最大容量时，立即停止最后进入使用的充电桩，以确保电力系统安全。

另外，本发明的能源管理方法中，m可根据系统内用电情况进行通过系统控制中心设置更改，可以通过系统控制中心分时段设置m值，在区域用电高峰时段设置较小的m，在区域用电低谷的时段，设置较大的m，也可以监控电力中心总负荷，动态管理充电系统最大容量的m。

系统控制中心(共享电源充电系统、局域控制管理的上位机或充电云平台)可设定充电桩的优先级策略。

本发明还提供一种充电桩能源管理系统，可用于共享电源充电，运行上述充电桩能源管理方法对充电桩进行能源管理。

本发明还提供一种充电桩群系统，其运行在同一配电系统下，运行上述充电桩能源管理方法，由上位机连接各充电桩，对所有充电桩进行能源管理。

本发明还提供一种充电桩群系统，其运行在同一配电系统下，运行上述充电桩能源管理方法，通过充电云平台上对指定范围内的所有充电桩进行能源管理。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明实施例1所述的一种用于充电桩能源管理系统的能源管理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

实施例1

本发明的实施例1涉及一种用于充电桩能源管理系统的能源管理方法，充电桩用于新能源汽车充电。具体流程如图1所示，包括以下步骤：

鉴权和通讯验证，包括用户鉴权和车辆通讯验证，用户鉴权是为了确认用户是否为合法用户，车辆通讯验证是为了确认充电桩能否为该新能源汽车充电及充电功率需求。

当用户鉴权或车辆通讯验证不通过时，系统禁止使用，充电流程结束；

当用户鉴权及车辆通讯验证通过时，充电桩将充电需求量k传输至系统控制中心；

系统控制中心判断当前是否充电排队，如果无充电排队，则计算系统当前充电总使用量w和充电需求量k之和，如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和小于系统最大容量m，则该充电桩进入充电模式，开始充电；如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和大于或等于系统最大容量m，则该充电桩进入排队模式；

如果系统中有充电排队，则该充电桩进入充电排队，系统控制中心根据请求的时间先后、充电桩性质和系统控制中心设定等策略，确认该充电桩在排队中的优先级，将优先级最高充电桩的充电需求记录为l。系统控制中心计算当前充电总使用量w，当w和l之和小于系统最大容量m，则该优先级最高的充电桩进入充电模式，开始充电。若w和l之和大于或等于m，如果w与l之和大于或等于m，该充电桩进入排队模式，继续排队。

当前充电桩充电结束后，充电桩释放占用的用电容量，并反馈给系统控制中心。系统控制中心判断是否有充电排队，如果还有充电排队，则继续计算w和l之和，并与m比较，如此循环。

本充电桩运营系统中的充电桩由充电桩本体、刷卡模块、充电枪线、充电枪、用户充电卡组成。充电桩本体起到充电引导和保护功能，刷卡模块和用户充电卡组合起到用户充电鉴权的作用。充电枪连接到用户新能源汽车充电口，通过充电枪线将电源输入新能源汽车车辆，同时起到与车辆通讯的目的。

当用户鉴权及车辆通讯验证通过时，充电桩将充电需求量k传输至系统控制中心，同时也会将该用户充电卡的优先级信息一并传输至系统控制中心。

用户在办理充电卡时会选择不同的级别，比如，贵宾卡、普通卡、特殊卡等，不同充电卡在不同的环境下充电的优先级是不一样的。比如贵宾卡可以设定为在任何情况下它的优先级都是最高的；特殊卡可以在特定的条件下，优先级设置为最高或者仅次于贵宾卡，比如针对指定的充电桩能源管理系统，优先级可设置为仅次于贵宾卡，在实际使用中，通常会在用户办理充电卡的网点或者自己选择的固定网点进行充电，该特殊卡的优先级是仅次于贵宾卡，而其他网点进行充电，则优先级和普通卡一样；也可以根据时间段来进行设定，比如特殊卡在特定的时间段，例如夜晚用电低峰段进行充电，优先级是高于普通卡的，仅次于贵宾卡的。以上仅仅为举例，系统控制中心可以根据上商业运营的需要，设置不同级别的用户卡，不同用户卡在不同的情况下优先级的顺序可以根据实际需要进行设置。

系统控制中心在判断优先级时，可以根据用户充电卡优先级确定插有该用户充电卡对应充电桩的排队顺序。判断优先级也可以根据实际需求设置的更加多样化，以适应不同使用环境。可以结合用户充电卡的优先级、请求时间以及贵宾卡设置优先级，例如表1中所列的事项，优先级级别s1>s2>s3>s4>s5。例如，在待判断当前充电桩为贵宾卡，如果当前有一个电力波动而终端充电的充电桩，且有两个排队超过设定时限的充电桩，则当前充电桩排到第四位优先级。

表1优先级事项判断级别举例说明一

系统控制中心可以根据实际商业运营的需要自定义优先级事项以及优先级级别，例如表2中，优先级级别s1>s2>s3>s4>s5>s6，将贵宾卡的优先级级别仅次于系统控制中心设定优先级最高的充电桩，特殊卡在满足其设定的特定条件下，优先级也仅次于贵宾卡。在待判断当前充电桩为贵宾卡，如果当前有一个电力波动而终端充电的充电桩，且有两个排队超过设定时限的充电桩，按照表2所示的优先级，则当前充电桩排到第二位优先级。

表2优先级事项判断级别举例说明二

实施例2

本发明的实施例2涉及一种用于充电桩能源管理系统的能源管理方法，充电桩用于新能源汽车充电。包括以下步骤：

鉴权和通讯验证，包括用户鉴权和车辆通讯验证，用户鉴权是为了确认用户是否为合法用户，车辆通讯验证是为了确认充电桩能否为该新能源汽车充电及充电功率需求。

当用户鉴权或车辆通讯验证不通过时，系统禁止使用，充电流程结束；

当用户鉴权及车辆通讯验证通过时，充电桩将充电需求量k传输至系统控制中心；

系统控制中心判断当前是否充电排队，如果无充电排队，且系统当前充电总使用量w和充电需求量k，如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和小于系统最大容量m，则该充电桩进入充电模式，开始充电；如果系统当前充电总使用量w与充电需求量k的总和大于或等于系统最大容量m，则该充电桩进入排队模式；

如果系统中有充电排队，则该充电桩进入充电排队，系统控制中心根据请求的时间先后、充电桩性质和系统设定策略，确认该充电桩在排队中的优先级，将优先级最高充电桩的充电需求记录为l。

当有充电桩充电完成后，充电桩释放占用的用电量，并反馈给系统控制中心。

系统控制中心计算当前充电总使用量w，当w和l之和小于系统最大容量m，则该优先级最高的充电桩进入充电模式，开始充电。若w和l之和大于或等与m，如果w与l之和大于或等与m，该充电桩进入排队模式，继续排队。

当前充电桩充电结束后，充电桩释放占用的用电容量，并反馈给系统控制中心。系统控制中心判断是否有充电排队，如果还有充电排队，则继续计算w和l之和，并与m比较，如此循环。

系统控制中心实时监控系统当前充电总使用量w和系统最大容量m，当系统当前充电总使用量w大于或者等于系统最大容量m时，暂停对最后进入充电模式的充电桩充电，暂停充电的充电桩优先级设为最高，将优先级最高充电桩的充电需求记录为l。

本发明的能源管理方法中，m可根据系统内用电情况进行通过系统控制中心设置更改，可以通过系统控制中心分时段设置m值，在区域用电高峰时段设置较小的m，在区域用电低谷的时段，设置较大的m，也可以监控电力中心总负荷，动态管理充电系统最大容量的m。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本发明的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

实施例3

本发明实施例3涉及一种终端/电子设备/服务器，用以实现如实施例1-2所述的方法。

其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。

处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

实施例4

本发明实施例4涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

所述的系统控制中心包括共享电源充电系统、局域控制管理的上位机或充电云平台，系统控制中心可设定充电桩的优先级策略。

本发明还提供一种充电桩能源管理系统，可用于共享电源充电，运行上述充电桩能源管理方法对充电桩进行能源管理。

本发明还提供一种运行在同一配电系统下充电桩群系统，由局域控制管理的上位机连接各充电桩，对所有充电桩进行统一进行能源管理。

本发明还提供一种运行在同一配电系统下充电桩群系统，由充电云平台上连接各充电桩，对所有充电桩进行统一进行能源管理。充电云平台有线或者无线方式连接充电桩，可以远程对的充电桩进行调配和管理。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。