一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置的制作方法

本发明涉及一种用于电动汽车充电站领域的电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置。

背景技术：

1、衡量电能质量的一个重要指标是频率，电力系统中许多用电设备的运行状况都同频率有密切的关系，电力频率的不稳定会造成设备工作状态的不稳定，保证电力系统的频率合乎标准也是电力系统运行调整的一项基本任务。严格地维持发电机转速不变或频率不变是不可能的，但是把频率对额定值的偏移限定在一个相当小的范围内是有必要的，也是能实现的，因此频率调整是一个电力系统的重要课题。

2、同时因电厂是全天候持续发电的，如果发电量不被使用，用于发电的能源也就随之浪费了。一个发电厂发电能力通常是固定的不会轻易改变，但是白天为电高峰，夜间为用电低谷，用电量负荷的波动会造成电能不断在不足和浪费之间波动。针对此现象，电力系统就把一部分高峰负荷挪到晚上低谷期，从而就利用了晚上多余的电力，也就达到了节约能源的目的。目前主要削峰填谷的手段是负荷转移管理，其目的在于通过改变电力消费的时间和方式，促进均衡用电提高电网符合效率，改善电网经济运行，优化电力资源配置和合理使用，同时也使客户从中受益。

3、近些年电力汽车的推行使得电力汽车充电桩也逐渐普及，而电动汽车充电站的特殊负荷特性使得电力系统不管是调峰措施还是调频手段都有了新的可行之道，快速充电桩可用作短时大幅度功率支撑，慢速充电桩可规划为长时间负荷转移手段，都为进一步增加了调峰/调频的灵活性提供了技术支持，但是目前没有相应的设施或装置使得电动汽车充电桩能参与到现有的电力系统调峰/调频任务中来，迫切需要一种可以在充电站和电网之间形成有效沟通并且实时控制充电站负荷的装置，该装置需要有能力根据电网端的信号改变充电站的负荷，辅助电力系统完成调节任务，提高电能质量，保证关键负荷的供电，该装置还应该具备未来接入分布式电源，储能装置，综合考虑整个电站经济效益的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，能够通过对电动汽车充电站的充电负荷的调节，实现对于电力系统电能质量和用电负荷的调节。

2、实现上述目的的一种技术方案是：一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，包括调峰调频指令接口和价格信号及激励机制接口，调峰调频自主决策控制装置分别与调峰调频指令接口及价格信号及激励机制接口连接，接收调控指令，调峰调频自主决策控制装置与充电站的充电桩连接，向充电桩输出控制指令。

3、进一步的，充电桩包括快速充电桩和慢速充电桩，调峰调频自主决策控制装置分别对快充充电桩和慢充充电桩发出不同的控制指令，调峰调频自主决策控制装置对同一类型的充电桩进行统一的集群调控。

4、进一步的，快速充电桩在短时间内采用大功率输电向电动汽车电池充电，其负荷特性是时间短、峰值高，满足需求短时大幅度调节负荷的调峰要求。

5、进一步的，慢速充电桩充电功率低，其负荷特性是时间长，在与客户约定的时间范围内可灵活调整充电时间段，峰值低，满足需求长时间小幅度调节负荷的调频要求。

6、进一步的，调峰调频指令接口在日负荷的低谷期时发出增加快速充电桩的功率的调控指令，在峰值期发出降低快速充电桩的功率的调控指令，调节充电站充电负荷的变化爬升速率，辅助电力系统调峰，在调峰初期利用快速充电桩的特性将功率迅速调整为目标值后，协同向慢速充电桩发出调控指令，使得充电站充电负荷至稳定。

7、进一步的，调峰调频指令接口向慢速充电桩发出调控指令调控充电负荷，调节调频信号需要的负荷，实时适应电力系统的负荷变化，使电力系统的频率稳定，提高电力系统调节质量，保障关键负荷的供电能力。

8、进一步的，价格信号及激励机制接口接受电力市场价格信号和负荷响应激励机制信号,发出参与电力系统调控指令,最大化充电站的经济收益。

9、进一步的，还包括于调峰调频自主决策控制装置连接的能量路由器接口,能量路由器接口与储能系统连接,在电网负载较轻时，储能系统向其电池充电，当调峰或调频指令到达自主决策控制装置时，通过能量路由器接口向储能系统发出调控指令，协同储能系统，控制其输出功率参与电网的调峰或调频,在调峰调频初期，提供大强度的支撑作用，当系统逐渐恢复至正常工作状态后，提供较小强度的支撑作用。

10、进一步的，充电站通过调峰调频自主决策控制装置同时和交流输电网及直流输电网连接,能量路由器接口将调峰调频自主决策控制装置与太阳能发电网及风力发电网连接。

11、进一步的，调峰调频自主决策控制装置设有太网、蓝牙、红外线、wifi、zigbee的近场及通讯接口。

12、本发明的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，具备对电动汽车充电站中的同类型充电桩即慢速充电桩和快速充电桩集群的调控能力，可以根据接口接收的不同的调峰/调频指令，综合当前的价格信号和预先设定的激励机制规划两种充电桩的充电功率，以此来改变电动汽车充电站的整体充电负荷，使得电动汽车充电站具有根据发电量的多少来改变用电量的多少的能力。该装置的核心是自主决策控制装置对充电桩发出调控指令，针对快速充电桩和慢速充电桩两种不同的负荷特性进行组合，灵活调整电动汽车充电站的整体充电负荷，为电力系统提供辅助调峰爬坡和调频的技术能力，保障电力系统在极端运行场景下实现快速大容量调节的技术能力，从而提升电力系统调节质量，保障关键负荷供电能力。除此之外，自主决策控制装置还具有考虑当前供电价格信号、负荷响应机制鞥价格激励政策的能力，也能计及电动汽车最大充电时间与最小充电量约束，控制电动汽车充电站参加电力系统调频指令，最大化电动汽车充电站经济收益。

技术特征：

1.一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，包括调峰调频指令接口和价格信号及激励机制接口，调峰调频自主决策控制装置分别与调峰调频指令接口及价格信号及激励机制接口连接，接收调控指令，调峰调频自主决策控制装置与充电站的充电桩连接，向充电桩输出控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，充电桩包括快速充电桩和慢速充电桩，调峰调频自主决策控制装置分别对快充充电桩和慢充充电桩发出不同的控制指令，调峰调频自主决策控制装置对同一类型的充电桩进行统一的集群调控。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，快速充电桩在短时间内采用大功率输电向电动汽车电池充电，其负荷特性是时间短、峰值高，满足需求短时大幅度调节负荷的调峰要求。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，慢速充电桩充电功率低，其负荷特性是时间长，在与客户约定的时间范围内可灵活调整充电时间段，峰值低，满足需求长时间小幅度调节负荷的调频要求。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，调峰调频指令接口在日负荷的低谷期时发出增加快速充电桩的功率的调控指令，在峰值期发出降低快速充电桩的功率的调控指令，调节充电站充电负荷的变化爬升速率，辅助电力系统调峰，在调峰初期利用快速充电桩的特性将功率迅速调整为目标值后，协同向慢速充电桩发出调控指令，使得充电站充电负荷至稳定。

6.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，调峰调频指令接口向慢速充电桩发出调控指令调控充电负荷，调节调频信号需要的负荷，实时适应电力系统的负荷变化，使电力系统的频率稳定，提高电力系统调节质量，保障关键负荷的供电能力。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，价格信号及激励机制接口接受电力市场价格信号和负荷响应激励机制信号,发出参与电力系统调控指令,最大化充电站的经济收益。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，还包括于调峰调频自主决策控制装置连接的能量路由器接口,能量路由器接口与储能系统连接,在电网负载较轻时，储能系统向其电池充电，当调峰或调频指令到达自主决策控制装置时，通过能量路由器接口向储能系统发出调控指令，协同储能系统，控制其输出功率参与电网的调峰或调频,在调峰调频初期，提供大强度的支撑作用，当系统逐渐恢复至正常工作状态后，提供较小强度的支撑作用。

9.根据权利要求8所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，充电站通过调峰调频自主决策控制装置同时和交流输电网及直流输电网连接,能量路由器接口将调峰调频自主决策控制装置与太阳能发电网及风力发电网连接。

10.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，其特征在于，调峰调频自主决策控制装置设有太网、蓝牙、红外线、wifi、zigbee的近场及通讯接口。

技术总结
本发明公开了一种电动汽车充电站调峰调频自主决策控制装置，包括调峰调频指令接口和价格信号及激励机制接口，调峰调频自主决策控制装置分别与调峰调频指令接口及价格信号及激励机制接口连接，接收调控指令，调峰调频自主决策控制装置与充电站的充电桩连接，向充电桩输出控制指令。本发明能够通过对电动汽车充电站的充电负荷的调节，实现对于电力系统电能质量和用电负荷的调节。

技术研发人员：陆昱,陆超,邓孟华,刘议华,段若晨,陈妍君
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7