一种充电功率调度装置的制作方法

本发明涉及充电控制，特别涉及一种充电功率调度装置。

背景技术：

1、随着新能源车辆设备的逐步增多，充电设备的数量及性能的地位越来越重要；在充电场站中有着数量较多的充电桩，实现了多个车辆的同时充电，使得充电非常的便捷，而且实现了空间和能源的高效利用，但是每个充电桩为单独控制，且功率不可调整，不能实现充电桩功率的最大化利用，一定还程度上浪费了能源。

2、现有技术一，cn201710640601.2一种电动汽车充电功率调节方法和系统，首先确定电动汽车充电功率计划功率，调度计划功率与用电负荷相关，用电负荷越大，调度计划功率越小；然后根据调度计划功率求取接受需求响应管理的各电动汽车的实际充电功率，实际充电功率与调度计划功率正相关，调度计划功率越小，对应电动汽车的实际充电功率越小。通过对充电功率的调节，在用电高峰时段，缩小电动汽车的充电功率；在用电低谷期，放开电动汽车充电。虽然系统对电动汽车充电进行有序引导和实时功率控制，在充分利用现有配电网资源的基础上，实现在用电高峰时段在一定程度上降低充电负荷，对电网进行削峰填谷，平抑电网的峰谷差，削弱电网负荷波动，提升电网稳定性，但是仅针对单一的充电桩，没有对若干充电桩的功率进行调度，导致不能实现充电桩功率的最大化利用，一定还程度上浪费了能源。

3、现有技术二，cn201710640534.4一种电动汽车充电站调度系统及有序充电控制方法，在综合考虑充电站内充电功率可调的有序充电桩的最大充电功率、上级调度系统下发的目标用电功率的基础上，将上级调度系统下发的总目标用电功率，在各有序充电桩之间进行分配，使所述各有序充电桩的充电功率在其最小充电功率和最大充电功率之间取值，从而全面管理充电站内充电桩的充电功率。虽然通过上述方法可以实现功率分担的制定，从而引导电动汽车的充电行为从单向无序的随机充电模式向有序充电模式过渡，实现错峰充电，减小电网负荷波动，降低电网的能量损耗，提高配电网的可靠性和经济效益，但是每个充电桩为单独控制，且功率不可调整，不能实现充电桩功率的最大化利用。

4、现有技术三，cn202210143250.5功率调度方法、装置、计算机设备及存储介质，方法包括：获取充电接口设备的第一数量和电源模块组的第二数量，并获取充电接口设备通过继电器和电源模块组进行连接的连接关系集合；根据第一数量、第二数量和连接关系集合生成充电接口设备和电源模块组的第一关系表；根据第一关系表和预先设置的优先规则，生成与各个预期功率相对应的功率调度路径表；获取与充电接口设备连接的外部设备的需求功率，从功率调度路径表中获取预期功率与需求功率匹配的第一功率调度路径；根据第一功率调度路径，获取对应的充电接口设备、继电器和电源模块组为所述外部设备充电。虽然实现了多个功率调整方法的统一，但是缺少对同一时间段内多个充电桩的功率调整，导致充电功率不能最大化。

5、目前现有技术一、现有技术二和现有技术三存在仅针对单一的充电桩，没有对若干充电桩的功率进行调度，导致不能实现充电桩功率的最大化利用，一定还程度上浪费了能源问题，因而，本发明提供一种充电功率调度装置，实现充电桩功率的合理分配，提升充电效率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充电功率调度装置，包括：

2、功率获取模块，负责获取当前时刻每一个充电桩的功率输出值；

3、功率划分模块，负责根据功率输出值划分出高功率、中功率及低功率；

4、电池电量获取模块，负责获取当前时刻的电动车辆的电池电量，并与电动车辆电池电量最大值对比；

5、功率调度模块，负责接收电池电量获取模块的充电功率调度指令，优先从高功率或中功率的充电桩分配出功率至与电动车辆连接的充电桩。

6、可选的，高功率、中功率及低功率为充电场站根据实际情况预设。

7、可选的，电动车辆的电池电量与电动车辆电池电量最大值对比，当差值小于阈值时，开始充电功率调度，当差值不小于阈值时，保持当前的充电桩的充电功率。

8、可选的，功率获取模块，包括：

9、电流输入子模块，负责通过电流互感器根据充电桩电流采样频率对充电桩的电信号进行电流采样，得到电流数值；

10、电压输入子模块，负责通过电压互感器根据充电桩电压采样频率对充电桩的电信号进行电压采样，得到电压数值；

11、功率计算子模块，负责根据获取的电流数值和电压数值得到充电桩的输入功率。

12、可选的，功率划分模块，包括：

13、阈值设置子模块，负责预设高功率、中功率及低功率的数值范围；

14、数值选取子模块，负责根据功率输出值，将功率输出值按照从小到大排列，得到功率输出值的集合；

15、数值对比子模块，负责从功率输出值的集合中的数值与预设高功率、中功率的数值范围对比，功率输出值的集合中的剩余数值为低功率；

16、功率集合子模块，负责根据数值对比子模块的数值对比结合，将高功率的充电桩作为第一功率集合，中功率的充电桩作为第二功率集合，低功率的充电桩作为第三功率集合。

17、可选的，电池电量获取模块，包括：

18、电池电量获取子模块，通过充电枪与电动车辆的控制器连接，负责获取控制器计算的当前电力的电能存储量；

19、电池电量对比子模块，负责将电池的最大电能存储量与获取的电能存储量相减，得到最大电能存储量与电能存储量的差值；

20、差值判断子模块，负责将电池电量对比子模块得到的差值与系统的阈值对比，当差值小于阈值时，开始充电功率调度，当差值不小于阈值时，保持当前的充电桩的充电功率。

21、可选的，功率调度模块，包括：

22、总功率获取子模块，负责将所有的充电桩作为一个整体，根据充电桩的电路等效电路，得到每一个充电桩的输出功率；

23、充电效率计算子模块，负责计算每一个充电桩的有功功率，结合输出功率得到充电桩的充电效率；

24、目标函数建立子模块，负责以充电效率最大值作为目标，建立充电功率调度的目标函数。

25、可选的，充电效率计算子模块，包括：

26、典型场景集筛选单元，负责根据每一个充电桩的有功功率生成符合功率波动的相关性场景，采用场景树重构筛选出充电桩的有功功率场景集；

27、最优控制量单元，负责充电效率计算子模块实时电动车辆反馈负荷状态重新生成新的随机场景，根据有功功率的采样时刻的输出功率，由输出功率的随机模型得到未来时间的输出功率预测序列，在预测时间区间内进行优化，得到有功功率的最优控制变量；

28、功率控制策略单元，负责以充电桩包含最优控制变量的有功功率曲线为参考轨迹，构建以充电桩功率缺额期望最大为目标的实时控制模型，建立充电桩有功功率的随机模型预测控制策略，得到每一个充电桩的有功功率；

29、可选的，功率控制策略单元，包括：

30、误差计算子单元，负责分析有功功率采样过程不确定性带来的误差；

31、平均值计算子单元，负责计算所有采样的充电桩的有功功率的平均值；

32、第一功率校正子单元，负责有功功率的平均值减去误差得到校正后的有功功率；

33、第二功率校正子单元，负责校正后的有功功率乘以比例误差调整系数得到比差校正后的有功功率；

34、补偿有功功率子单元，负责将比差校正后的有功功率进行角度误差补偿计算，以得到最终补偿后的有功功率。

35、可选的，目标函数f的表达式如下：

36、

37、其中，n标识参与的充电桩的单元数量，αi表示第i个充电桩的开关因子，i＝0表示充电桩不工作，i＝1表示充电桩工作；表示第i个充电桩放电功率损耗，表示第i个充电桩充电功率损耗。

38、本发明的功率获取模块负责获取当前时刻每一个充电桩的功率输出值；功率划分模块负责根据功率输出值划分出高功率、中功率及低功率，高功率、中功率及低功率为充电场站根据实际情况自我预设；电池电量获取模块负责获取当前时刻的电动车辆的电池电量，并与电动车辆电池电量最大值对比，当差值小于阈值时，开始充电功率调度，当差值不小于阈值时，保持当前的充电桩的充电功率；功率调度模块负责接收电池电量获取模块的充电功率调度指令，优先从高功率或中功率的充电桩分配出功率至与电动车辆连接的充电桩。本发明通过对当前运行的各个充电桩的功率进行划分，能够非常明确当前充电桩的运行状况，将功率富裕的充电桩作出标记，为后续的功率分配奠定基础，将功率划分为高功率、中功率及低功率标准简单，易操作，且能根据每个充电场站的实际情况灵活设定，操作性极强；通过充电车辆的电池电量与其最大值的对比，能够得到当前充电车辆的充电状况，若与最大值相比超过阈值，则证明需要充电时间较长，此时需要将高功率或中功率的充电桩分配出一部分功率至该充电桩，增大充电桩的输入功率，从而缩短充电时间。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。