配电系统、容量共享系统、中间节点及采执终端的制作方法

本实用新型涉及充换电技术领域，具体涉及一种配电系统、容量共享系统、中间节点及采执终端。

背景技术：

随着新能源汽车的普及，如何有效地为能量不足的新能源汽车进行能量补给成为了车主和各大厂商关注的焦点。其中，建造充电设施(如建设能够为电动汽车电池提供充电电源的充电桩)是解决上述问题的主流方案之一。以电动汽车的充电桩为例，由于充电桩占地面积小、成本低、使用方便等因素被广泛安装于停车场、居民小区、大型商场以及服务区等充电需求相对集中的场所。用户在使用充电桩时，只需要将充电枪从充电枪插座上拔出并插到电动汽车上的充电接口即可为电动汽车的动力电池充电，在充电结束后只需将充电枪再次插回充电枪插座中即可。然而，随着电动汽车的保有量不断攀升，一些与充电设施相关的问题也随之而来。

随着电动汽车的保有量大幅增加，对充电设施的需求也大幅增长，用户更希望小区内或停车场内有足够的充电设施用于为电动汽车充电。但通常电网的规划、建设和升级改造是一个长期的过程，电动汽车作为新兴事物，其充电设施的建设往往不在现有电网的规划中。如果要集中式大面积地建设充电设施，很难找到能够提供相应供电容量的场所。即使充电设施投入使用了，也会受到电网额定功率的限制。这种问题在现有停车场和老旧小区的充电桩增设项目中尤为突出：现有停车场或老旧小区的用电容量通常都是规划好的，一般情况下不可增容，如果不考虑电容量而增设了大量充电设施，则很可能会由于多个充电设施的同时使用而对电网造成冲击，导致大面积断电事故的发生，不仅影响用户的日常生活和正常出行，而且断电事故频发也不利于电动汽车的使用。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种配电系统、容量共享系统、中间节点及采执终端，有效解决了如何在现有电网容量和电气设施的基础上增加充电设施，实现了对电网功率的优化利用，同时显著地提高了系统响应的速度。

本实用新型的一方面，一种容量共享系统，用于包括至少一级配电设备的配电系统，所述配电设备连接有多个充电设施，且多个所述充电设施的额定功率之和大于所述配电设备可用于所述充电设施的功率；

所述容量共享系统包括：至少一个终端分组、与所述终端分组一一对应的中间节点，以及服务器；

所述终端分组包括：至少一个采测终端、至少一个采执终端；

每个所述采测终端与所在终端分组对应的中间节点和配电设备之间通讯连接，配置成采集对应配电设备上的用电数据，并上传到该采测终端所在终端分组对应的所述中间节点；

每个所述采执终端与所在终端分组对应的中间节点和充电设施之间通讯连接，配置成获取对应充电设施的充电请求，并上传到该采执终端所在终端分组对应的所述中间节点；接收所述中间节点的充电指令并下达到对应的充电设施；

所述中间节点配置为：接收对应终端分组内所述采测终端上传的所述用电数据和所述采执终端上传的所述充电请求，根据所述用电数据生成所述充电指令，并将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；向所述服务器上传充电业务数据；

所述服务器与所述中间节点之间通讯连接，配置成根据所述充电业务数据判断配电系统的运行状况；

其中，所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

优选地，所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率。

优选地，所述中间节点包括：用电数据接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块、业务数据上传模块；

所述用电数据接收模块与对应终端分组内的所述采测终端通讯连接，配置成接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据；

所述充电请求接收模块与对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置成接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块与所述用电数据接收模块、所述充电请求接收模块、对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置成根据所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率和实际使用总功率，分别计算所述各级配电设备的第一剩余功率，若所述各级配电设备的第一剩余功率均大于预设的最小充电功率，则为该充电设施分配所述可用功率，以生成所述充电指令并发送至所述充电请求对应的采执终端；

所述业务数据上传模块与所述充电控制模块、所述服务器通讯连接，配置成向所述服务器上传充电业务数据。

优选地，所述采执终端包括：充电请求获取模块、通讯模块、控制模块；

所述充电请求获取模块包括：监听单元和/或请求接收单元；

所述监听单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成监听对应充电设施的输出状态，根据所述输出状态确定充电设施是否需要开始充电，并生成充电请求通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述请求接收单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成接收对应充电设施发送来的充电请求，并通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述通讯模块与对应的中间节点、所述充电请求获取模块、所述控制模块通讯连接，配置成将所述充电请求上传到对应的中间节点，并将该中间节点返回的充电指令下达到所述控制模块；

所述控制模块与充电设施通讯连接，配置成根据所述充电指令控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

优选地，所述采执终端还包括：充电设施数据采集模块；

所述充电设施数据采集模块与所述通讯模块和充电设施连接，构造成采集对应充电设施的工作状态数据，并通过所述通讯模块上传到对应的中间节点；其中，所述充电设施的工作状态数据，至少包括：所述采执终端对应充电设施的当前充电功率、已充电时间；

所述中间节点中的所述充电控制模块还包括：

验证单元，与所述采执终端通讯连接，配置成根据所述充电设施的工作状态数据，以及对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率；并基于所述第二剩余功率验证对应的所述第一剩余功率是否正确。

优选地，所述配电设备，包括：变压器，和/或配电所，和/ 或配电柜，和/或配电箱。

优选地，所述充电设施包括：直流充电桩和/或交流充电桩。

优选地，所述服务器设置于云端，所述服务器与所述中间节点之间通过有线网络或无线网络进行通信；所述中间节点与对应终端分组内的所述采测终端和所述采执终端之间通过有线网络或无线网络或电力线载波进行通信。

优选地，所述无线网络包括：3G/4G、WIFI、蓝牙、Zigbee 或NBIoT。

优选地，所述采测终端与对应的配电设备之间，以及所述采执终端与对应的充电设施之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

本实用新型的另一方面，提出一种用于容量共享的中间节点，所述中间节点包括：用电数据接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块、业务数据上传模块；

所述用电数据接收模块与对应终端分组内的采测终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据；

所述充电请求接收模块与对应终端分组内的采执终端通讯连接，配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块与所述用电数据接收模块、所述充电请求接收模块、对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置为：根据所述用电数据生成充电指令，并发送至各充电请求对应的采执终端；

所述业务数据上传模块与所述充电控制模块、所述服务器通讯连接，配置成向所述服务器上传充电业务数据；

其中，

所述终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；

所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

优选地，所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率。

优选地，所述充电控制模块包括：数据更新单元、指令生成单元和指令发送单元；

所述数据更新单元与所述用电数据接收模块通讯连接，配置为：根据对应终端分组内所述采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率，并更新容量分配数据；

所述指令生成单元与所述指令发送单元通讯连接，配置为：在接收到所述充电请求后，查询所述容量分配数据，根据查询结果生成所述充电指令并传送至所述指令发送单元；

所述指令发送单元配置为：将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；

其中，所述容量分配数据至少包括：配电系统中每个配电设备的第一剩余功率。

优选地，所述指令生成单元包括：选取子单元和功率分配子单元；

所述选取子单元配置为：根据所述容量分配数据，查询所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第一剩余功率，并取所述第一剩余功率的最小值；

所述功率分配子单元包括：第一分配子单元、第二分配子单元、第三分配子单元；

所述第一分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将所述第一剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第二分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值大于所述额定功率时，将所述额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第三分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率时，生成拒绝充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

优选地，所述功率分配子单元还包括：功率调整子单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率时，减小处于充电状态的一个或多个充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

优选地，所述中间节点还包括：充电状态接收模块；

所述充电状态接收模块与所述采执终端、所述充电控制模块通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据，并传送至所述充电控制模块；其中，所述充电设施工作状态数据至少包括：所述采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间；

相应地，所述充电控制模块还包括：

验证单元，配置为：根据所述充电设施工作状态数据，以及对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率；基于所述第二剩余功率验证对应的所述第一剩余功率是否正确。

优选地，所述功率分配子单元还包括：功率调整子单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：根据所述充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

优选地，所述充电业务数据至少包括：所述中间节点对应的终端分组内接收到的充电请求信息，以及相应分配的可用功率、终端分组设备信息和/或所述用电数据。

优选地，所述充电设施包括：直流充电桩和/或交流充电桩；所述服务器设置于云端，所述服务器与所述中间节点之间通过有线网络或无线网络进行通信；所述中间节点与对应终端分组内的所述采测终端和所述采执终端之间通过有线网络或无线网络或电力线载波进行通信。

本实用新型的第三方面，提出一种用于容量共享的中间节点，所述中间节点包括：充电状态接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块和业务数据上传模块；

所述充电状态接收模块、所述充电请求接收模块和所述充电控制模块与对应终端分组内的采执终端通讯连接；所述充电状态接收模块、所述充电请求接收模块与所述充电控制模块通讯连接；所述业务数据上传模块与所述充电控制模块和服务器通讯连接；

所述充电状态接收模块配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据；

充电请求接收模块配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块配置为：根据所述充电设施工作状态数据，向各充电请求对应的所述采执终端发送充电指令；

所述业务数据上传模块配置为：根据所述充电指令生成业务数据，并发送至服务器；

其中，

所述终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；

所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

优选地，所述充电设施工作状态数据包括：发送该数据的采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间。

优选地，所述充电控制模块包括：数据更新单元、指令生成单元和指令发送单元；

所述数据更新单元与所述充电状态接收模块通讯连接，配置为：根据所述当前充电功率和对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率，根据所述第二剩余功率、已充电时间更新所述充电状态数据；

所述指令生成单元与所述指令发送单元通讯连接，配置为：在接收到所述充电请求后，查询所述充电状态数据，根据查询结果生成所述充电指令并传送至所述指令发送单元；

所述指令发送单元配置为：将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；

其中，所述充电状态数据至少包括：每个处于充电状态的充电设施的所述当前充电功率、已充电时间，以及每个配电设备的第二剩余功率。

优选地，所述指令生成单元包括：选取子单元和功率分配子单元；

所述选取子单元配置为：根据所述充电状态数据，查询所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第二剩余功率，并取所述第二剩余功率的最小值；

所述功率分配子单元包括：第一分配子单元、第二分配子单元、功率调整子单元；

所述第一分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将所述第二剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第二分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值大于所述额定功率时，将所述额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率值时，根据所述充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

优选地，所述中间节点还包括：用电数据接收模块；

所述用电数据接收模块与所述充电控制模块、对应终端分组内的采测终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据，并发送至所述充电控制模块；其中，所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率；

相应地，所述充电控制模块还包括：验证单元；

所述验证单元配置为：根据所述采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率；基于所述第一剩余功率验证对应的所述第二剩余功率是否正确。

本实用新型的第四方面，提出一种用于容量共享的采执终端，所述采执终端包括：充电请求获取模块、通讯模块、控制模块；

所述充电请求获取模块与充电设施通讯连接，配置为：获取所述采执终端对应充电设施的充电请求；

所述通讯模块与对应的中间节点、所述充电请求获取模块、所述控制模块通讯连接，配置为：将所述充电请求上传到该采执终端所在终端分组所对应的中间节点，并将所述中间节点返回的充电指令下达到所述控制模块；所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息；

所述控制模块与充电设施通讯连接，配置为：根据所述充电指令控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

优选地，所述控制模块包括：解锁单元、功率控制单元；

所述解锁单元配置为根据所述充电指令将所述充电设施解锁或锁定；

所述功率控制单元配置为在解锁的情况下控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

优选地，所述采执终端还包括：充电设施数据采集模块；

所述充电设施数据采集模块与充电设施和所述通讯模块通讯连接，配置为：采集所述采执终端对应充电设施的工作状态数据，并通过所述通讯模块上传到所述采执终端所在终端分组对应的所述中间节点；

其中，所述充电设施的工作状态数据，至少包括：所述采执终端对应充电设施的当前充电功率、已充电时间。

优选地，所述充电请求获取模块包括：监听单元和/或请求接收单元；

所述监听单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成监听对应充电设施的输出状态，根据所述输出状态确定充电设施是否需要开始充电，并生成充电请求通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述请求接收单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成接收对应充电设施发送来的充电请求，并通过所述通讯模块发送至对应的中间节点。

优选地，所述采执终端与对应的充电设施之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

本实用新型的第五方面，提出一种配电系统，包括至少一级配电设备，还包括如上面所述的容量共享系统，其中，所述配电设备可连接多个充电设施。

优选地，多个充电设施的额定功率之和大于所述配电设备可用于所述充电设施的功率。

与最接近的现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提出的容量共享系统，通过在特定区域的现有电气设施的基础上增加采测终端和采执终端，对各个配电设备和充电设施的用电数据进行实时的采集或测量并上传到中间节点，由中间节点对该特定区域中的用电数据进行汇总和计算，在保证配电系统中各级配电设备的功率都不超过其额定功率的基础上，实现充电设施的电能共享和有序充电。

本实用新型可以实现一定范围内所有充电设施的互联互通，尤其是在3G/4G网络无法覆盖的区域，通过在终端分组的所在地增设中间节点的方式，可以有效地提高数据传输速率和减少网络延时，从而增加控制的稳定性。同时中间节点和终端分组还能独立成簇铺设，这增加了充电设施配置的灵活性。

方案1、一种容量共享系统，其特征在于，用于包括至少一级配电设备的配电系统，所述配电设备连接有多个充电设施，且多个所述充电设施的额定功率之和大于所述配电设备可用于所述充电设施的功率；

所述容量共享系统包括：至少一个终端分组、与所述终端分组一一对应的中间节点，以及服务器；

所述终端分组包括：至少一个采测终端、至少一个采执终端；

每个所述采测终端与所在终端分组对应的中间节点和配电设备之间通讯连接，配置成采集对应配电设备上的用电数据，并上传到该采测终端所在终端分组对应的所述中间节点；

每个所述采执终端与所在终端分组对应的中间节点和充电设施之间通讯连接，配置成获取对应充电设施的充电请求，并上传到该采执终端所在终端分组对应的所述中间节点；接收所述中间节点的充电指令并下达到对应的充电设施；

所述中间节点配置为：接收对应终端分组内所述采测终端上传的所述用电数据和所述采执终端上传的所述充电请求，根据所述用电数据生成所述充电指令，并将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；向所述服务器上传充电业务数据；

所述服务器与所述中间节点之间通讯连接，配置成根据所述充电业务数据判断配电系统的运行状况；

其中，所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

方案2、根据方案1所述的容量共享系统，其特征在于，所述中间节点包括：用电数据接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块、业务数据上传模块；

所述用电数据接收模块与对应终端分组内的所述采测终端通讯连接，配置成接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据；所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率；

所述充电请求接收模块与对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置成接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块与所述用电数据接收模块、所述充电请求接收模块、对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置成根据所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率和实际使用总功率，分别计算所述各级配电设备的第一剩余功率，若所述各级配电设备的第一剩余功率均大于预设的最小充电功率，则为该充电设施分配所述可用功率，以生成所述充电指令并发送至所述充电请求对应的采执终端；

所述业务数据上传模块与所述充电控制模块、所述服务器通讯连接，配置成向所述服务器上传充电业务数据。

方案3、根据方案2所述的容量共享系统，其特征在于，所述采执终端包括：充电请求获取模块、通讯模块、控制模块；

所述充电请求获取模块包括：监听单元和/或请求接收单元；

所述监听单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成监听对应充电设施的输出状态，根据所述输出状态确定充电设施是否需要开始充电，并生成充电请求通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述请求接收单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成接收对应充电设施发送来的充电请求，并通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述通讯模块与对应的中间节点、所述充电请求获取模块、所述控制模块通讯连接，配置成将所述充电请求上传到对应的中间节点，并将该中间节点返回的充电指令下达到所述控制模块；

所述控制模块与充电设施通讯连接，配置成根据所述充电指令控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

方案4、根据方案3所述的容量共享系统，其特征在于，所述采执终端还包括：充电设施数据采集模块；

所述充电设施数据采集模块与所述通讯模块和充电设施连接，构造成采集对应充电设施的工作状态数据，并通过所述通讯模块上传到对应的中间节点；其中，所述充电设施的工作状态数据，至少包括：所述采执终端对应充电设施的当前充电功率、已充电时间；

所述中间节点中的所述充电控制模块还包括：

验证单元，与所述采执终端通讯连接，配置成根据所述充电设施的工作状态数据，以及对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率；并基于所述第二剩余功率验证对应的所述第一剩余功率是否正确。

方案5、根据方案1-4中任一项所述的容量共享系统，其特征在于，所述配电设备，包括：变压器，和/或配电所，和/或配电柜，和/ 或配电箱。

方案6、根据方案1-4中任一项所述的容量共享系统，其特征在于，所述充电设施包括：直流充电桩和/或交流充电桩。

方案7、根据方案1-4中任一项所述的容量共享系统，其特征在于，所述服务器设置于云端，所述服务器与所述中间节点之间通过有线网络或无线网络进行通信；所述中间节点与对应终端分组内的所述采测终端和所述采执终端之间通过有线网络或无线网络或电力线载波进行通信。

方案8、根据方案7所述的容量共享系统，其特征在于，所述无线网络包括：3G/4G、WIFI、蓝牙、Zigbee或NBIoT。

方案9、根据方案7所述的容量共享系统，其特征在于，所述采测终端与对应的配电设备之间，以及所述采执终端与对应的充电设施之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

方案10、一种用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述中间节点包括：用电数据接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块、业务数据上传模块；

所述用电数据接收模块与对应终端分组内的采测终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据；

所述充电请求接收模块与对应终端分组内的采执终端通讯连接，配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块与所述用电数据接收模块、所述充电请求接收模块、对应终端分组内的所述采执终端通讯连接，配置为：根据所述用电数据生成充电指令，并发送至各充电请求对应的采执终端；

所述业务数据上传模块与所述充电控制模块、服务器通讯连接，配置成向所述服务器上传充电业务数据；

其中，

所述终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；

所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

方案11、根据方案10所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，

所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率；

所述充电控制模块包括：数据更新单元、指令生成单元和指令发送单元；

所述数据更新单元与所述用电数据接收模块通讯连接，配置为：根据对应终端分组内所述采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率，并更新容量分配数据；

所述指令生成单元与所述指令发送单元通讯连接，配置为：在接收到所述充电请求后，查询所述容量分配数据，根据查询结果生成所述充电指令并传送至所述指令发送单元；

所述指令发送单元配置为：将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；

其中，所述容量分配数据至少包括：配电系统中每个配电设备的第一剩余功率。

方案12、根据方案11所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述指令生成单元包括：选取子单元和功率分配子单元；

所述选取子单元与所述数据更新单元通讯连接，配置为：根据所述容量分配数据，查询所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第一剩余功率，并取所述第一剩余功率的最小值；

所述功率分配子单元包括：第一分配子单元、第二分配子单元、第三分配子单元；

所述第一分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将所述第一剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第二分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值大于所述额定功率时，将所述额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第三分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率时，生成拒绝充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

方案13、根据方案12所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述功率分配子单元还包括：功率调整子单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第一剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率时，减小处于充电状态的一个或多个充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

方案14、根据方案12所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述中间节点还包括：充电状态接收模块；

所述充电状态接收模块与所述采执终端、所述充电控制模块通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据，并传送至所述充电控制模块；其中，所述充电设施工作状态数据至少包括：所述采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间；

相应地，所述充电控制模块还包括：

验证单元，配置为：根据所述充电设施工作状态数据，以及对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率；基于所述第二剩余功率验证对应的所述第一剩余功率是否正确。

方案15、根据方案14所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述功率分配子单元还包括：功率调整子单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：根据所述充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

方案16、根据方案10-15中任一项所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述充电业务数据至少包括：所述中间节点对应的终端分组内接收到的充电请求信息，以及相应分配的可用功率、终端分组设备信息和/或所述用电数据。

方案17、根据方案10-15中任一项所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述充电设施包括：直流充电桩和/或交流充电桩；所述服务器设置于云端，所述服务器与所述中间节点之间通过有线网络或无线网络进行通信；所述中间节点与对应终端分组内的所述采测终端和所述采执终端之间通过有线网络或无线网络或电力线载波进行通信。

方案18、一种用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述中间节点包括：充电状态接收模块、充电请求接收模块、充电控制模块和业务数据上传模块；

所述充电状态接收模块、所述充电请求接收模块和所述充电控制模块与对应终端分组内的采执终端通讯连接；所述充电状态接收模块、所述充电请求接收模块与所述充电控制模块通讯连接；所述业务数据上传模块与所述充电控制模块和服务器通讯连接；

所述充电状态接收模块配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据；

充电请求接收模块配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；其中，所述充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；

所述充电控制模块配置为：根据所述充电设施工作状态数据，向各充电请求对应的所述采执终端发送充电指令；

所述业务数据上传模块配置为：根据所述充电指令生成业务数据，并发送至服务器；

其中，

所述终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；

所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

方案19、根据方案18所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，

所述充电设施工作状态数据包括：发送该数据的采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间；

所述充电控制模块包括：数据更新单元、指令生成单元和指令发送单元；

所述数据更新单元与所述充电状态接收模块通讯连接，配置为：根据所述当前充电功率和对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算所述各级配电设备的第二剩余功率，根据所述第二剩余功率、已充电时间更新所述充电状态数据；

所述指令生成单元与所述指令发送单元通讯连接，配置为：在接收到所述充电请求后，查询所述充电状态数据，根据查询结果生成所述充电指令并传送至所述指令发送单元；

所述指令发送单元配置为：将所述充电指令发送到所述充电请求对应的采执终端；

其中，所述充电状态数据至少包括：每个处于充电状态的充电设施的所述当前充电功率、已充电时间，以及每个配电设备的第二剩余功率。

方案20、根据方案19所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述指令生成单元包括：选取子单元和功率分配子单元；

所述选取子单元配置为：根据所述充电状态数据，查询所述充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第二剩余功率，并取所述第二剩余功率的最小值；

所述功率分配子单元包括：第一分配子单元、第二分配子单元、功率调整子单元；

所述第一分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将所述第二剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述第二分配子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值大于所述额定功率时，将所述额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元；

所述功率调整子单元与所述选取子单元和所述指令发送单元通讯连接，配置为：在所述第二剩余功率的最小值小于所述预设的最小充电功率值时，根据所述充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为所述充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至所述指令发送单元。

方案21、根据方案20所述的用于容量共享的中间节点，其特征在于，所述中间节点还包括：用电数据接收模块；

所述用电数据接收模块与所述充电控制模块、对应终端分组内的采测终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据，并发送至所述充电控制模块；其中，所述用电数据包括：所述采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率；

相应地，所述充电控制模块还包括：验证单元；

所述验证单元配置为：根据所述采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率；基于所述第一剩余功率验证对应的所述第二剩余功率是否正确。

方案22、一种用于容量共享的采执终端，其特征在于，所述采执终端包括：充电请求获取模块、通讯模块、控制模块；

所述充电请求获取模块与充电设施通讯连接，配置为：获取所述采执终端对应充电设施的充电请求；

所述通讯模块与对应的中间节点、所述充电请求获取模块、所述控制模块通讯连接，配置为：将所述充电请求上传到该采执终端所在终端分组所对应的中间节点，并将所述中间节点返回的充电指令下达到所述控制模块；所述充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息；

所述控制模块与充电设施通讯连接，配置为：根据所述充电指令控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

方案23、根据方案22所述的用于容量共享的采执终端，其特征在于，所述控制模块包括：解锁单元、功率控制单元；

所述解锁单元配置为根据所述充电指令将所述充电设施解锁或锁定；

所述功率控制单元配置为在解锁的情况下控制所述充电设施以所述可用功率进行充电服务。

方案24、根据方案23所述的用于容量共享的采执终端，其特征在于，所述采执终端还包括：充电设施数据采集模块；

所述充电设施数据采集模块与充电设施和所述通讯模块通讯连接，配置为：采集所述采执终端对应充电设施的工作状态数据，并通过所述通讯模块上传到所述采执终端所在终端分组对应的所述中间节点；

其中，所述充电设施的工作状态数据，至少包括：所述采执终端对应充电设施的当前充电功率、已充电时间。

方案25、根据方案22-24中任一项所述的用于容量共享的采执终端，其特征在于，所述充电请求获取模块包括：监听单元和/或请求接收单元；

所述监听单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成监听对应充电设施的输出状态，根据所述输出状态确定充电设施是否需要开始充电，并生成充电请求通过所述通讯模块发送至对应的中间节点；

所述请求接收单元与所述通讯模块和充电设施通讯连接，配置成接收对应充电设施发送来的充电请求，并通过所述通讯模块发送至对应的中间节点。

方案26、根据方案22-24中任一项所述的用于容量共享的采执终端，其特征在于，所述采执终端与对应的充电设施之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

方案27、一种配电系统，其特征在于，包括至少一级配电设备，还包括如方案1-9中任一项所述的容量共享系统，其中，所述配电设备可连接多个充电设施。

方案28、根据方案27所述的配电系统，其特征在于，多个充电设施的额定功率之和大于所述配电设备可用于所述充电设施的功率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种配电系统的构成示意图；

图2是本实用新型实施例中图1配电系统的简化示意图；

图3是本实用新型实施例中容量共享系统的一种可选的终端分组方法示意图；

图4是本实用新型用于容量共享的中间节点实施例一的构成示意图；

图5是本实用新型用于容量共享的中间节点实施例二的构成示意图；

图6是本实用新型用于容量共享的中间节点实施例三的构成示意图；

图7是本实用新型用于容量共享的中间节点实施例四的构成示意图；

图8是本实用新型实施例中用于容量共享的采执终端的构成示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置、元件或参数的相对重要性，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在时间和空间尺度上，充电需求具有空时不均衡性。充电需求由用户在充电设施上发起，通过输配电系统到供电侧，体现为对电网的总体负荷需求。充电需求本身具有空时不均衡性，如果在不均衡的输入下进行供配电设施的设计，对输配供电设备的要求就会提高，对电网的冲击也会变大。但另一个角度而言，用户的充电需求也可以灵活实现，如果能通过共享和有序调度，对充电需求在空时二维上进行调节，平滑需求负荷，就能降低对输配供电设备的投入和改造成本，也能在现有条件下，减少充电对电网的冲击。

上述需求直接体现在以下应用场景中：

(1)公共停车场安装充电桩场景：

为促进新能源汽车的发展，许多地方政府规定，停车场配备充电桩比例不得低于总量10％。但这一政策在执行上往往受停车场配电容量的限制。例如停车场有100个车位需要安装充电桩，每个桩的额定功率为7kW，则需要700kW的用电容量，但停车场配电设施只能支持 300kW的配电容量，这时就需要根据充电需求的空时不均衡性，利用容量共享和有序充电的方法来完成100个桩的安装。

(2)小区电动汽车新用户安装充电桩场景：

很多电动汽车用户在报装时，由于小区配电容量的限制，无法获得批准。例如小区容量只有140kW的余量，仍以每个桩额定功率7kW 记，只能给前20个用户安装。如果这时能根据充电需求、甚至小区其他用电负荷的空时不均衡性，利用容量共享和有序充电，则有可能为后面报装的用户也装上充电桩。

为了及时了解配电系统中的用电情况，并实现容量的共享，本实用新型提出了一种容量共享系统：为配电设备设置了对应的采测终端，用于采集和测量配电设备的用电数据；为充电设施设置了对应的采执终端，用于获取充电设施的充电请求与工作状态数据；另外，还设置了服务器。考虑到很多充电桩安装的地方不具备有线接入条件，因此终端(采测终端和采执终端)一般需采用无线通讯，终端采取无线方案时，如果与服务器直接通信，一般优选3G/4G网络，但采用3G/4G网络时有如下问题：

(1)覆盖范围受3G/4G网络信号限制，尤其是偏远地区和地下室；

(2)通信速率和带宽受网络特性限制；

(3)数据量大时，通信费用高。

基于上述原因，我们又设置了中间节点，用于承接部分服务器的功能，以提高终端数据上传速率，并减少充电设施响应有序调度命令时的网络延时。

将采执终端和采测终端分为若干个“终端分组”，每个终端分组对应一个中间节点。每一个中间节点和与其对应的终端分组组成一个簇，也就是一个局域网。这一局域网优选以无线自组织Mesh网络的形式实现，并以中间节点作为接入节点接入到以太网，与云端服务器实现通信。中间节点可以铺设在有无线网络覆盖，或者具备有线接入条件的地方，以实现与云服务器的通信互联。下面以一个具体例子说明中间节点的作用：

假设在一个场景中，有50个充电桩，每个桩的终端设备在充电时需要向服务器以1kbps的速率传输数据，并接受服务器的调度，网络延时不能超过1s，如果采用终端-服务器直连方案，对终端铺设区域的 3G/4G网络性能就要达到上述指标，在有些区域挑战很大。而如果采用中间节点方案，在中间节点和终端设备之间铺设无线局域网，如Zigbee 等，则可以在协议允许范围内达到上述网络性能指标。

基于上述提出的问题，本实用新型提出一种配电系统的实施例，本实施例的配电系统包括至少一级配电设备，还包括一个容量共享系统，其中，配电设备可连接多个充电设施，多个充电设施的额定功率之和大于配电设备可用于充电设施的功率。

图1是本实用新型的一种配电系统实施例的构成示意图。如图1所示，本实施例的配电系统包括两级配电设备，其中第一级配电设备为变压器，第二级配电设备为配电箱。图中最下方的配电箱是原有的，其后面连接的是照明、加热、制冷、电动机等“其他负载”。其余几个配电箱是新增加的，在新增的配电箱后级连接有充电设施(图中为直流充电桩、交流充电桩)。假定该配电系统中充电设施的额定功率之和大于变压器可用于这些充电设施的功率，这时就需要根据充电需求、其他负载的空时不均衡性，来实现容量共享。

继续参阅图1，本实用新型提出的容量共享系统的实施例，包括：至少一个终端分组(该终端分组内至少包括一个采测终端10和至少一个采执终端20)、与所述终端分组一一对应的用于容量共享的中间节点30，以及服务器40。

本实施例中我们针对上述配电系统中所有配电设备(变压器和配电箱)均对应安装了一台采测终端10，同时针对所有充电设施均安装了一台采执终端20，并把这些采测终端10和采执终端20划归到同一个终端分组内，该终端分组与对应的中间节点30进行通讯，另外还在云平台上设置了服务器40。中间节点30用来接收和分析用电数据，并进行决策；服务器40用来管理数据并与第三方平台互动，服务器40还可以与移动终端进行通信，引导客户尽量避开用电高峰时段或者避开某个剩余功率不足的区域。服务器40根据充电业务数据进行大数据统计，可以掌握某个特定区域内，哪些时间段内充电设施利用率最高，哪些时段内闲置的充电设施又较多，引导客户尽量避开高峰期；或者，同一时间段内哪些区域内充电设施利用率较高，哪些区域内闲置充电设施较多(也就是还有富余的功率)，这样就可以引导客户到功率相对富余的区域去充电。

这里解释一下“采测终端”和“采执终端”：

“测”指状态量的测量，可以测量支路电流(有效值)，支路电压(有效值)，有功功率，无功功率(或相角，功率因数)，累计电量等；“采”指数据采集，对象主要包括两类：电气量测模块或电表，充电设设施(充电桩、充电站、换电站等)的数据接口；“执”指命令的执行，接收中间节点下发的控制指令，确认指令控制对象正确，将指令转发给下游的充电设施。

为了清晰地显示数据和电能在不同设备之间的传递关系，我们将图1简化为图2。如图2所示，本实施例的配电系统包括：容量共享系统(由采测终端10、采执终端20、中间节点30和服务器40组成)、变压器100、配电箱200。该配电系统的负载包括：充电设施300、其他负载400。

其中，采测终端10与所在终端分组对应的中间节点和配电设备之间通讯连接，配置为：采集对应配电设备上的用电数据，并上传到该采测终端所在终端分组对应的中间节点30；采执终端20与所在终端分组对应的中间节点和充电设施之间通讯连接，配置为：获取对应充电设施300的充电请求，并上传到该采执终端所在终端分组对应的中间节点30；中间节点30配置为：接收对应终端分组内采测终端10上传的用电数据和采执终端20上传的充电请求，并根据用电数据，向该充电请求对应的采执终端20发送充电指令；还向服务器40上传充电业务数据；服务器40与中间节点之间通讯连接，配置为：接收中间节点30上传的充电业务数据，并根据充电业务数据判断配电系统的运行状况。充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息；充电业务数据至少包括：中间节点30对应的终端分组内接收到的充电请求信息，以及相应分配的可用功率。此外，充电业务数据还可以包括：该中间节点对应终端分组内采测终端的类型与ID、采执终端的类型与ID、各支路的电气量以及状态(正常运行还是故障)、实际充电电流、可用容量等。服务器40根据充电业务数据可以判断配电系统的运行状况，例如，是否正常工作、各支路是否还有剩余容量、有多少个充电设施正在充电以及充电电流等情况。服务器还可以通过人机交互界面显示配电系统当前的运行状况。服务器还可以与用户终端进行交互，例如，显示收费信息、接受预约请求等。

本实用新型实施例中提到的充电设施300包括：直流充电桩和/或交流充电桩。服务器40设置于云端，服务器40与中间节点30之间通过有线网络或无线网络进行通信。中间节点30与对应终端分组内的采测终端10和采执终端20之间通过有线网络或无线网络或电力载波进行通信。无线网络包括：3G/4G、WIFI、蓝牙、Zigbee或NBIoT。采执终端20与对应的充电设施300之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

需要说明的是：在实际应用中可能会有更多级的配电设备。本实施例中配电设备与采测终端之间、充电设施与采执终端之间均是一对一的关系，在实际应用中，也可以是多对一的关系，即多个配电设备配置同一个采测终端、多个充电设施配置同一个采执终端。

在图2中，我们将同一变压器供电区域中的采测终端、采执终端分配到了同一个终端分组中。图3是本实用新型的容量共享系统的一种可选的终端分组方法示意图。如图3所示，将同一变压器100供电区域中的采测终端10、采执终端20分配到了不同的终端分组中。在实际使用中，也可以将不同变压器供电区域中的采测终端、采执终端分配到同一个终端分组中，只要实际传输条件满足要求的及时性即可。

为了更详细地介绍本实用新型的容量共享系统，下面结合图 4-图8对容量共享系统中的中间节点和采执终端分别进行说明。

图4是本实用新型的用于容量共享的中间节点实施例一的构成示意图。如图4所示，本实施例的中间节点30包括：用电数据接收模块 31、充电请求接收模块32和充电控制模块33、业务数据上传模块34。

其中，用电数据接收模块31与对应终端分组内的采测终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据；充电请求接收模块32对应终端分组内的采执终端通讯连接，配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；充电控制模块33 与用电数据接收模块31、充电请求接收模块32、对应终端分组内的采执终端通讯连接，配置为：根据用电数据生成充电指令，并发送至各充电请求对应的采执终端；业务数据上传模块34与充电控制模块33、服务器通讯连接，配置为：向服务器上传充电业务数据。

这里的终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

根据实际使用场景，在采集的数据量较大的情况下，用电数据接收模块31、充电请求接收模块32、业务数据上传模块34可以分别采用一块4G插卡，充电控制模块33可以采用处理器，充电控制模块33向采执终端发送充电指令时也可以使用充电请求接收模块32对应的4G插卡。在采集的数据量较小的情况下，用电数据接收模块31、充电请求接收模块32、业务数据上传模块34可以采用同一块4G插卡。在中间节点与配电系统距离较近的情况下，也可以考虑用WIFI通讯。

具体地，充电控制模块33可以包括：数据更新单元331、指令生成单元332和指令发送单元333；

其中，数据更新单元331与用电数据接收模块31通讯连接，配置为：根据用电数据更新容量分配数据；指令生成单元332与指令发送单元333通讯连接，配置为：在接收到充电请求后，查询容量分配数据，根据查询结果生成充电指令并传送至指令发送单元333；指令发送单元 333配置为：将充电指令发送到充电请求对应的采执终端。

本实施例中，用电数据可以包括：采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率。

相应地，数据更新单元331可以具体配置为：根据采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率，并更新容量分配数据；其中，容量分配数据至少包括：配电系统中每个配电设备的第一剩余功率。容量分配数据以数据库的形式保存在处理器外接的存储器中。

指令生成单元332可以包括：选取子单元3321和功率分配子单元3322。

选取子单元3321与数据更新单元通讯连接331，配置为：获取数据库中的容量分配数据，根据容量分配数据，查询充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第一剩余功率，并取第一剩余功率的最小值。

因为我们在图1的配电系统中增加了新的配电设备，那么图1 中所有配电箱的额定功率之和就可能会超过变压器的额定功率，这时我们不光要考虑与充电设施连接的那个配电设备不能超负荷，还应考虑前面的变压器也不能超负荷。在实际应用中，配电系统中可能有多级配电设备，我们就需要保证从充电设施所连接的配电设备一直到变压器，这一电气支路上每一级配电设备的负荷均不能超过其额定容量。因此，需要计算这些配电设备的剩余功率，并取其最小值用于后续步骤的功率分配。

功率分配子单元3322包括：第一分配子单元、第二分配子单元、第三分配子单元、功率调整子单元；

第一分配子单元与选取子单元3321、指令发送单元333通讯连接，配置为：在第一剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将第一剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元333。

第二分配子单元与选取子单元3321和指令发送单元333通讯连接，配置为：在第一剩余功率的最小值大于额定功率时，允许充电，并将额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元333。

第三分配子单元与选取子单元3321和指令发送单元333通讯连接，配置为：在第一剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率值时，生成拒绝充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元333。

功率调整子单元与选取子单元3321和指令发送单元333通讯连接，配置为：在第一剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率时，减小处于充电状态的一个或多个充电设施的可用功率，从而为充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元333。

在实际应用中，我们可以在第一剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率值时，选择通过第三分配子单元拒绝充电，或者通过功率调整子单元降低正在充电的充电设施的功率，为当前充电请求对应的充电设施留出一定功率。

这里，“减小处于充电状态的一个或多个充电设施的可用功率，从而为充电请求对应的充电设施分配可用功率”可以采用下述方法：

找到第一剩余功率的最小值对应的那个配电设备，将该配电设备后端直接或间接连接的充电设施按照用户优先级或充电时间长度减小功率，也就是：将优先级较低用户对应的充电设施的充电功率按一定比例减小，或者将开始充电时间较晚的充电设施的充电功率按一定比例减小。通过这种方法，使得第一剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，从而为当前充电请求对应的充电设施分配可用功率。如果事先计算出，按上述方法调整后还是不能满足需求，那就不做调整，直接拒绝当前充电请求。

图5是本实用新型的用于容量共享的中间节点实施例二的构成示意图。如图5所示，本实施例的中间节点50包括：用电数据接收模块 51、充电请求接收模块52、充电控制模块53、业务数据上传模块54、充电状态接收模块55。

用电数据接收模块41与对应终端分组内采测终端通讯连接，充电请求接收模块42与对应终端分组内采执终端通讯连接，充电控制模块43与用电数据接收模块41、充电请求接收模块42、对应终端分组内采执终端通讯连接、业务数据上传模块54与充电控制模块53和服务器通讯连接。

其中，用电数据接收模块51、充电请求接收模块52、业务数据上传模块54的配置分别与中间节点实施例一中的对应模块相同。

充电状态接收模块55与充电控制模块53、对应终端分组内的采执终端通讯连接，配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据并传送至充电控制模块53。充电设施工作状态数据包括：采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间等。本实施例中，可以在中间节点实施例一的硬件基础上，在主板上添加一块单独的4G插卡作为充电状态接收模块55，也可以与充电请求接收模块52共享同一块4G插卡。

充电控制模块53包括：数据更新单元531、指令生成单元532、指令发送单元533、验证单元534。其中，数据更新单元531、指令发送单元533的配置均与中间节点实施例一中对应单元的配置相同；验证单元 534配置为：根据充电设施工作状态数据，以及对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算各级配电设备的第二剩余功率；基于第二剩余功率验证对应的第一剩余功率是否正确。

因为第一剩余功率是通过采测终端采集配电设备的数据计算出来的，其中既考虑了后级充电设施，还考虑了其他负载和后级线路损耗，而第二剩余功率仅是考虑了后级的充电设施，所以，正常情况下同一配电设备的第一剩余功率一定会小于第二剩余功率，如果校验的结果发现某个配电设备的第一剩余功率大于第二剩余功率，则可能是相应的采测终端或采执终端出了问题，需要立即检修。

本实施例中，指令生成单元532可以包括：选取子单元5321 和功率分配子单元5322。其中，选取子单元5321与中间节点实施例一中的选取子单元3321配置相同，功率分配子单元5322包括：第一分配子单元、第二分配子单元、第三分配子单元、功率调整子单元。其中，第一分配子单元、第二分配子单元和第三分配子单元分别与中间节点实施例一中的第一分配子单元、第二分配子单元和第三分配子单元配置相同，功率调整子单元配置为：在第一剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率值时，根据充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并传送到指令发送单元533。

可以看出，与中间节点实施例一中的功率调整子单元不同的是，在本实施例的功率调整子单元中，当发现第一剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率值时，本实施例中可以“根据充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率”，具体为：根据充电设施的当前充电功率选择充电功率较小的充电设施减少一定比例的功率。因为对于充电功率较小的充电设施来说，它当前的充电任务已经快完成了，适当地减小它的可用功率不会对它造成大的影响。如果事先计算出，按这种方法调整后第一剩余功率的最小值还是小于预设的最小充电功率值，那就不做调整，直接拒绝该充电请求。当然，我们也可以在这里采用与中间节点实施例一中的功率调整子单元相同的方法进行调整。

在配电系统中所有负载均为充电设施的情况下，或者配电系统中其它负载的接入端也加装采执终端的情况下，用于容量共享的中间节点也可以采用下面的实施例三或实施例四。

图6是本实用新型的用于容量共享的中间节点实施例三的构成示意图。如图6所示，本实施例的中间节点60包括：充电状态接收模块 61、充电请求接收模块62、充电控制模块63、业务数据上传模块64。

充电状态接收模块61、充电请求接收模块62、充电控制模块 63与对应终端分组内的采执终端通讯连接；充电状态接收模块61、充电请求接收模块62与充电控制模块63通讯连接；业务数据上传模块64与充电控制模块63和服务器通讯连接。

其中，充电状态接收模块61配置为：接收对应终端分组内各采执终端上传的充电设施工作状态数据；充电请求接收模块62配置为：接收来自对应终端分组内各采执终端的一个或多个充电请求；充电请求是由采执终端获取的对应充电设施的充电请求；充电控制模块63配置为：根据充电设施工作状态数据，向各充电请求对应的采执终端发送充电指令；业务数据上传模块64配置为：根据充电指令生成业务数据，并发送至服务器。

这里的终端分组包括：至少一个采测终端和至少一个采执终端；充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息。

根据实际使用场景，在传输数据量较大的情况下，充电状态接收模块61、充电请求接收模块62、业务数据上传模块64可以分别采用一块4G插卡，充电控制模块63可以采用处理器，充电控制模块63向采执终端发送充电指令时也可以共用充电请求接收模块62对应的4G插卡。在采集的数据量较小的情况下，充电状态接收模块61、充电请求接收模块 62、业务数据上传模块64可以采用同一块4G插卡。在中间节点与采执终端距离较近的情况下，也可以考虑用WIFI通讯。

具体地，充电控制模块63可以包括：数据更新单元631、指令生成单元632和指令发送单元633。

数据更新单元631与充电状态接收模块61通讯连接，配置为：根据充电设施工作状态数据更新充电状态数据；指令生成单元632与指令发送单元633通讯连接，配置为：在接收到充电请求后，查询充电状态数据，根据查询结果生成充电指令并传送至指令发送单元633；指令发送单元633配置为：将充电指令发送到充电请求对应的采执终端。

本实施例中，充电设施工作状态数据包括：发送该数据的采执终端对应的充电设施的当前充电功率、已充电时间等。

相应地，数据更新单元631具体配置为：根据当前充电功率和对应充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的总额定功率，计算各级配电设备的第二剩余功率，根据第二剩余功率、已充电时间更新充电状态数据。充电状态数据以数据库的形式保存在处理器外接的存储器中。

本实施例中，充电状态数据至少包括：每个处于充电状态的充电设施的所述当前充电功率、已充电时间，以及每个配电设备的第二剩余功率。

具体地，指令生成单元632可以包括：选取子单元6321、功率分配子单元6322。

选取子单元6321配置为：从数据库中获取充电状态数据，根据充电状态数据，查询充电请求对应的充电设施所在电气支路的前端各级配电设备的第二剩余功率，并取第二剩余功率的最小值；功率分配子单元6322包括：第一分配子单元、第二分配子单元、功率调整子单元；

第一分配子单元与选取子单元6321和指令发送单元633通讯连接，配置为：在第二剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，且小于该充电设施的额定功率时，将第二剩余功率的最小值作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元633。

第二分配子单元与选取子单元6321和指令发送单元633通讯连接，配置为：在第二剩余功率的最小值大于额定功率时，将额定功率作为该充电设施的可用功率，生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元633。

功率调整子单元与选取子单元6321和指令发送单元633通讯连接，配置为：在第二剩余功率的最小值小于预设的最小充电功率值时，根据充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率，从而为充电请求对应的充电设施分配可用功率，进而生成允许充电的指令，并将该指令传送至指令发送单元633。

这里，“根据充电设施工作状态数据调整处于充电状态的各充电设施的可用功率”，具体为：根据充电设施的当前充电功率选择充电功率较小的充电设施减少一定比例的功率，或者将优先级较低用户对应的充电设施的充电功率按一定比例减小，或者将开始充电时间较晚的充电设施的充电功率按一定比例减小。通过这种方法，使得第二剩余功率的最小值大于或等于预设的最小充电功率，从而为当前充电请求对应的充电设施分配可用功率。如果事先计算出，按上述方法调整后还是不能满足需求，那就不做调整，直接拒绝当前充电请求。

图7是本实用新型的用于容量共享的中间节点实施例四的构成示意图。如图7所示，本实施例的中间节点70包括：充电状态接收模块 71、充电请求接收模块72、充电控制模块73、业务数据上传模块74、用电数据接收模块75。

充电状态接收模块71、充电请求接收模块72、充电控制模块 73与对应终端分组内的采执终端通讯连接；充电状态接收模块71、充电请求接收模块72与充电控制模块73通讯连接；业务数据上传模块74与充电控制模块73和服务器通讯连接；用电数据接收模块75与充电控制模块 73、对应终端分组内的采测终端通讯连接。

其中，充电状态接收模块71、充电请求接收模块72、业务数据上传模块74分别与中间节点实施例三中的对应模块相同；用电数据接收模块75配置为：接收对应终端分组内各采测终端上传的配电设备的用电数据。用电数据包括：采测终端所对应的配电设备的实际使用总功率。本实施例中，可以在中间节点实施例三的硬件基础上，在主板上添加一块单独的4G插卡作为用电数据接收模块75，也可以与充电请求接收模块 72共享同一块4G插卡。

本实施例中的充电控制模块73包括：数据更新单元731、指令生成单元732、指令发送单元733、验证单元734。

其中，数据更新单元731、指令生成单元732、指令发送单元 733分别与中间节点实施例三中的对应单元相同；验证单元734配置为：根据采测终端所对应的配电设备的总额定功率和实际使用总功率，计算该配电设备的第一剩余功率；基于第一剩余功率验证对应的第二剩余功率是否正确。

就如我们在中间节点实施例二中说过的，因为第一剩余功率是通过采测终端采集配电设备的数据计算出来的，其中既考虑了后级充电设施，还考虑了其他负载和后级线路损耗，而第二剩余功率仅是考虑了后级的充电设施，所以，正常情况下同一配电设备上的第一剩余功率一定会小于第二剩余功率，如果校验的结果发现某个配电设备的第一剩余功率大于第二剩余功率，则可能是相应的采测终端或采执终端出了问题，需要立即检修。

图8是本实用新型的用于容量共享的采执终端实施例的构成示意图。如图8所示，本实施例的采执终端20包括：充电请求获取模块21、通讯模块22、控制模块23、充电设施数据采集模块24。

充电请求获取模块21、充电设施数据采集模块24共用同一个 CAN芯片，通讯模块22为网络芯片，控制模块23可以使用ARM或单片机等处理器。

其中，充电请求获取模块21与充电设施通讯连接，配置为：获取该采执终端对应充电设施的充电请求；通讯模块22与对应的中间节点、充电请求获取模块21、控制模块23通讯连接，配置为：将充电请求上传到该采执终端所在终端分组所对应的中间节点，并接收中间节点返回的充电指令传送到控制模块23；充电指令包含是否允许充电以及在允许充电情况下的可用功率信息；控制模块23与充电设施通讯连接，包括：解锁单元231、功率控制单元232；解锁单元231配置为：根据充电指令将充电设施解锁或锁定；功率控制单元232配置为：在解锁情况下控制充电设施以可用功率进行充电服务；充电设施数据采集模块24与充电设施和通讯模块22通讯连接，配置为：采集该采执终端对应充电设施的工作状态数据，并通过通讯模块22上传到该采执终端所在终端分组对应的中间节点；充电设施的工作状态数据包括：所述采执终端对应充电设施的当前充电功率、已充电时间等。

充电请求获取模块21包括：监听单元211和/或请求接收单元 212。其中，监听单元211与通讯模块22和充电设施通讯连接，配置成监听对应充电设施的输出状态，根据输出状态确定充电设施是否需要开始充电，并生成充电请求通过通讯模块22发送至对应的中间节点；请求接收单元212与通讯模块22和充电设施通讯连接，配置成接收对应充电设施发送来的充电请求，并通过通讯模块22发送至对应的中间节点。

本实施例中，采执终端与对应的充电设施之间，通过WIFI、蓝牙、Zigbee、NBIoT、电力载波或现场总线中的一种进行通信。

本申请中对容量共享系统进行模块、单元划分，仅仅是为了更好地理解本实用新型的技术方案所涉及的功能，在实践中，这些模块所对应的功能可以由单个硬件加载程序并执行。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、单元、子单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。