专利名称：智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动汽车充电系统，尤其是智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统。
背景技术：
随着经济社会的不断发展，人民的生活水平不断提高，电力作为居民多彩生活的重要支撑力量对人民的生活水平的提高有着不可估量的作用。传统的发电手段存在对环境污染严重、利用率不高、材料不可再生等缺点，而且资源有限，现阶段已经不能满足人民日益增长的用电需求，在用电高峰期出现限电、停电等举措，所以发展清洁能源发电有着十分重要的意义。目前世界范围内正在掀起清洁能源发展浪潮，主要能源消费大国都将发展清洁能源作为拉动经济增长、带动产业、保障能源安全和降低温室气体排放的重要途径，美国、欧盟都提出了中长期可再生能源发展目标。我国也不例外，以智能电网的发展为契机，高度重视新能源发电，不断突破新能源发电的各种关键难点，促进了我国新能源的规模化发展，实现能源变革，对经济社会可持续发展提供更加安全、优质的能源有着重要的意义。智能用电小区是智能电网在用电环节的重要体现，在智能用电小区建设清洁能源发电系统，可以满足居民用电的需求，缓解传统电网运行的压力，还可以使电力用户通过出售多余电能获取一定的收入。汽车作为经济社会发展的产物，给人们的生活方式带来了巨大的变换，方便了人们的生活，提高了人们的工作效率，但传统汽车容易造成环境污染问题。在此背景下，新能源汽车得到了世界范围内多个国家的支持，且形成了新能源汽车发展的新一轮热潮。在所有技术创新中，电力驱动具有极其重要的地位，具有少耗能、更环保、更具有可持续性等优点。电动汽车必然有着广阔的发展前景，随着各种政策的支持，居民将更多的选择电动汽车作为代步工具。随着智能用电小区的发展，小区内的电动汽车充电设施的建设也保证了电动汽车充电的便捷性、实时性，促进了电动汽车的进一步发展。并网接入技术是新能源发电的关键技术，智能用电小区大范围的并网接入会对传统的电网产生较大的冲击，造成电能质量的不稳定以及对电网频率造成影响，所以解决清洁能源接入问题，对电网的运行有着重要的意义。同时，电动汽车的充电对电网的稳定运行同样是一个挑战，大范围的充电会造成电力供应不足、电力质量下降等不利因素，所以解决电动汽车充电问题是十分重要的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，用于解决清洁能源发电接入对电网造成的冲击，减少大量电动汽车充电对电网运行造成的干扰。为了克服现有技术的缺陷，本实用新型采用如下技术方案实现[0008]一种智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，包括管理服务器、中心 智能终端服务器以及各充电系统，所述管理服务器与中心智能终端服务器进行有线连接， 所述中心智能终端服务器分别与各充电控制系统进行无线连接。[0009]进一步地，所述充电系统包括智能终端服务器、控制装置、储能装置、切换装置、保 护装置、清洁能源发电设备和充电桩，所述智能终端服务器分别与控制装置、切换装置和充 电桩进行有线或无线通信，所述控制装置分别通过电力线与储能装置和切换装置连接，所 述保护装置分别通过电力线与切换装置和充电桩连接，所述清洁能源发电设备分别通过电 力线与切换装置、控制装置连接，所述切换装置进行供电电源的切换。[0010]进一步地，每个充电系统的智能终端服务器分别与中心智能终端服务器及相邻充 电系统的智能终端进行有线或无线通信。[0011]进一步地，每两个相邻充电系统的切换装置均通过电力线连接成环形结构。[0012]进一步地，所述中心智能终端服务器与各充电系统的智能终端服务器之间分别通 过WiFi或ZigBee进行无线通信并组成网状拓扑结构。[0013]进一步地，所述智能终端服务器与充电桩之间通过CAN总线、RS232总线或RS485 总线进行双向通信。[0014]进一步地，所述智能终端服务器与控制装置之间通过CAN总线、RS232总线或 RS485总线进行双向通信。[0015]进一步地，所述智能终端服务器与切换装置之间通过CAN总线、RS232总线或 RS485总线进行双向通信。[0016]进一步地，所述管理服务器包括小区管理服务器和家庭管理服务器。[0017]本实用新型的有益效果在于[0018]本实用新型提出的用于电动汽车充电的能源控制与分配系统，用以解决清洁能源 发电接入对电网造成的冲击、大量电动汽车充电对电网运行造成的巨大压力问题。该系统 可以充分优先利用小区内部的清洁能源用于电动汽车充电，在满足电动汽车充电的同时能 够最大程度地实现小区内部清洁能源消耗，可以减少小区用户将多余电量出售给电网企业 所带来的电网干扰、减少大量电动汽车充电对电网运行造成的干扰等。
[0019]图1是本实用新型智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统的结构图。
具体实施方式
[0020]
以下结合附图对本实用新型的能源控制与分配系统作进一步地详细描述。[0021]如图1所示，智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，包括管理服务 器、中心智能终端服务器以及多个充电系统，每个充电系统均包括智能终端服务器、控制装 置、储能装置、切换装置、保护装置、清洁能源发电设备和充电桩。[0022]管理服务器包括小区管理服务器和家庭管理服务器小区管理服务器负责整个小 区的电动汽车充电相关管理，对家庭授权使用的清洁能源进行控制和分配，在小区范围的 实现清洁能源最大程度的内部消耗，尽可能减少接入电网时对电网产生的干扰，保持电网 的稳定，满足小区范围内的电动汽车充电需求，同时使拥有清洁能源的用户获取额外的电费收入；家庭管理服务器负责本家庭所拥有的清洁能源的管理，家庭管理服务器可以直观地观察到清洁能源发电设备的电量产生量以及储能装置的剩余储存量，并结合自家拥有的电动汽车的充电需求以及家庭用电需求，决定是否将剩余电量进行出售，对清洁能源发电剩余电量的使用进行授权，为鼓励用户将多余清洁能源用于小区内部储能消耗，可以将出售电价制定与出售给电网企业一致。中心智能终端服务器是整个系统的核心设备，负责整个系统的具体管理，接收管理服务器的命令，执行相关操作或者向管理服务器主动上报相关终端状态信息等。中心智能终端服务器与各充电系统中的智能终端服务器采用网状的通信方式进行通信，采用WiFi/ZigBee的无线通信方式进行组网，各充电系统的智能终端服务器之间的通信需要先经过中心智能终端服务器，由中心智能终端服务器决定智能终端服务器的通信对象。例如，用户I所在的充电系统I存在电动汽车充电的需求，其本身所拥有的清洁能源设备发电量不能满足需求，且储能装置储存电量也不足，通过一定的控制，其优先使用小区内部清洁能源，通过充电桩与智能终端服务器之间的通信向智能终端服务器发送利用其他用户的清洁能源的请求，智能终端服务器将此请求通过中心智能终端服务器发送给小区管理服务器，小区管理服务器根据小区用户对各自的清洁能源使用的授权结果将可以利用的清洁能源的用户的相关信息发送给中心智能终端服务器，中心智能终端服务器将通信对象告知智能终端服务器，由于智能终端服务器之间采用网状通信，所以智能终端服务器之间很容易建立通信，而且通过与中心智能终端服务器之间的通信，可以减少各充电系统的智能终端服务器建立通信对象的时间。在此基础上，目标智能终端服务器向目标切换装置发送切换命令，将多余电能通过环形结构连接的电缆传输给存在充电需求的充电桩。如图1所示，智能终端服务器与控制装置、切换装置以及充电桩之间可以进行双向通信，通信媒介可以采用相同形式，也可以采用不同形式，通常选择下述三种中的一种或多种CAN总线、RS232、RS485。正常工作状态下，智能终端服务器根据清洁能源的发电量信息(该信息由控制单元进行检测并发送给智能终端)，以及用户端暂时无需用电的需求，通过向控制装置发送命令，执行向储能装置充电操作，即在无电动汽车充电情况下，发电设备将发电量通过控制装置的控制，存储在储能装置中；当用户存在电动汽车充电的需求时，将电动汽车的充电接口接入充电桩，优先使用本用户所拥有的清洁能源，如果清洁能源发电设备的发电量能满足用户设定的充电容量需求则直接进行充电，否则，充电桩与智能终端服务器进行通信，告知这一需求，智能终端服务器通过向控制装置发送控制命令，储能装置开始提供其自身储存的电量，如果执行此操作后仍然不能满足充电需求，就转向前文内容所述的小区内部储能消耗的环节，如果仍然不能满足需求，就通过切换装置接入市电，最终满足电动汽车充电的需求。切换装置负责市电、本切换装置所属用户区域的清洁能源发电设备及储能装置和本切换装置所属用户区域之外的清洁能源发电设备及储能装置三者之间的电源切换。由于电动汽车充电过程中对充电质量要求较高，所以充电桩与切换装置之间存在保护装置，该保护装置能够保证充电质量的稳定性，如果电能质量较差，可以采取保护措施停止充电，以免对电动汽车的充电电池造成损害。最后应该说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，结合上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解到本领域技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。。
权利要求1.一种智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于该系统包括管理服务器、中心智能终端服务器以及各充电系统，所述管理服务器与中心智能终端服务器进行有线连接通信，所述中心智能终端服务器分别与各充电控制系统进行无线连接通 目。
2.根据权利要求1所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述充电系统包括智能终端服务器、控制装置、储能装置、切换装置、保护装置、清洁能源发电设备和充电桩，所述智能终端服务器分别与控制装置、切换装置和充电桩进行有线或无线通信，所述控制装置分别通过电力线与储能装置和切换装置连接，所述保护装置分别通过电力线与切换装置和充电桩连接，所述清洁能源发电设备分别通过电力线与切换装置、控制装置连接，所述切换装置进行供电电源的切换。
3.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于每个充电系统的智能终端服务器分别与中心智能终端服务器及相邻充电系统的智能终端进行有线或无线通信。
4.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于每两个相邻充电系统的切换装置均通过电力线连接成环形结构。
5.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述中心智能终端服务器与各充电系统的智能终端服务器之间分别通过WiFi或ZigBee进行无线通信并组成网状拓扑结构。
6.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述智能终端服务器与充电桩之间通过CAN总线、RS232总线或RS485总线进行双向通信。
7.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述智能终端服务器与控制装置之间通过CAN总线、RS232总线或RS485总线进行双向通信。
8.根据权利要求2所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述智能终端服务器与切换装置之间通过CAN总线、RS232总线或RS485总线进行双向通信。
9.根据权利要求1所述的智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统，其特征在于所述管理服务器包括小区管理服务器和家庭管理服务器。
专利摘要本实用新型涉及一种电动汽车充电系统，尤其是智能用电小区电动汽车充电的能源控制与分配系统。该系统包括管理服务器、中心智能终端服务器以及各充电系统，所述管理服务器与中心智能终端服务器进行有线连接通信，所述中心智能终端服务器分别与各充电控制系统进行无线连接通信。该系统可以充分优先利用小区内部的清洁能源用于电动汽车充电，在满足电动汽车充电的同时能够最大程度地实现小区内部清洁能源消耗，可以减少小区用户将多余电量出售给电网企业所带来的电网干扰、减少大量电动汽车充电对电网运行造成的干扰等。
文档编号H02J7/00GK202840567SQ20122038887
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者陈志勇, 宋卫峰, 冯海燕, 姚继明, 张 浩, 蔡万升, 张立武, 李炳林, 梁云, 郭经红 申请人:山西省电力公司太原供电分公司, 中国电力科学研究院, 国网电力科学研究院, 国家电网公司