本發(fā)明涉及供配電技術領域，尤其涉及一種充電調度系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

隨著電動汽車進入千家萬戶，居民小區(qū)內部越來越多的車位會安裝電動汽車充電樁，單個充電樁的最大功率為7KW左右，10個樁就是70KW，100個樁就是700KW。經(jīng)過統(tǒng)計，家用型電動汽車集中充電的時段大約是晚上7點到第二天早上8點，特別是晚上7點到10點間，正式居民用電高峰期，如果此時大量的充電樁也同時給電動汽車充電，就會導致整個用電負荷過高，不僅給電網(wǎng)代來沉重負擔，容易故障，還會出現(xiàn)大量安全問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中集中充電容易導致充電負荷過高、充電時的占用資源浪費等缺點，提供了一種集中充電不會導致充電負荷過高、充電時的占用資源浪費的充電調度系統(tǒng)及其控制方法。該方法同時能支持定時，定費，定量三種充電模式的需求，達到充電模式之間均衡充電。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過下述技術方案得以解決：

充電調度系統(tǒng)，包括集群控制器，多個充電樁，無線通信模塊，還包括集群控制器和小區(qū)供電電源，充電樁和小區(qū)供電電源的供電主回路連接，充電樁和集群控制器的供電回路連接，充電樁通過無線通信模塊與集群控制器連接，集群控制器用于實時監(jiān)測小區(qū)供電電源的功率和所有充電樁的實時總功率。通過集群控制器監(jiān)控小區(qū)供電電源的功率和充電樁的總功率，避免發(fā)生小區(qū)供電電源超負荷工作的情形，出現(xiàn)安全問題。

作為優(yōu)選，充電樁內設有均與集群控制器連接的定時充電模塊、定量充電模塊、自由充電模塊，充電樁的充電模式包括自由充電模式、定時充電模式、定量充電模式。充電樁可以根據(jù)用戶的需求選擇相應的充電模式，提高充電樁的工作效率，避免充電樁長時間的占用，造成浪費資源。

作為優(yōu)選，設定正在充電的充電樁的總功率P₄，小區(qū)供電電源允許的負荷最大功率為P₅，小區(qū)供電電源日常負荷功率為P₇，小區(qū)供電電源允許分配給充電樁的負荷功率為P₆，P₆＝P₅-P₇，當P₆≥P₄時，不需要進行調度，有充電需求的充電樁都能進行充電，當P₆<P₄時，需要根據(jù)充電樁的優(yōu)先級進行調度充電，設充電樁充電模式的優(yōu)先級分配為：定量充電模式優(yōu)于定時充電模式，定時充電模式優(yōu)于自由充電模式。小區(qū)供電電源日常負荷功率為除正在充電的充電樁以外的負荷功率，通過設置充電模式的優(yōu)先級，減少用戶等待的時間，降低電動車充電完成后對充電樁的占有，提高充電樁的使用率。

一種充電調度系統(tǒng)的控制方法，包括以上所述的充電調度系統(tǒng)，還包括以下控制方法；

步驟1，集群控制器(2)實時檢測小區(qū)供電電源(7)允許分配給充電樁(1)的負荷功率為P₆和正在充電的充電樁(1)的總功率P₄，當P₄＜P₆，充電樁(1)直接進入充電狀態(tài)，當P₄≥P₆，集群控制器(2)對在充電狀態(tài)下的充電樁進(1)行充電調度，調度周期的時間為5～20min；

步驟2，集群控制器(2)計算P₆和P₄，當P₆＜P₄，當前分配給充電樁(1)的總功率小于當前處于充電狀態(tài)下充電樁(1)消耗的總功率，需要進行調度，將充電狀態(tài)的自由充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新計算P₆和P₄，當P₆＜P₄，將充電狀態(tài)下的自由充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度；

步驟3，若當P₆＜P₄，且處于自由充電模式下的充電樁(1)都進入待機模式，暫停充電，則調度定量充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新再計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度；

步驟4，若當P₆＜P₄，且處于定量充電模式的充電樁(1)都進入待機模式，暫停充電，則調度定時充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新再計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度。

作為優(yōu)選，步驟5，將需要充電的充電汽車通過充電槍與充電樁(1)連接，用戶通過充電樁(1)設置充電樁(1)的充電模式，然后充電樁(1)進入調度就緒狀態(tài)，同時，充電樁(1)通過無線通信模塊(6)將充電樁(1)支持的最大功率、充電樁(1)設置的充電模式傳輸至集群控制器(2)；

步驟6，若調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)為自由充電模式，則調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)首先進入等待狀態(tài)，集群控制器(2)進入下一次調度周期后，集群控制器(2)計算P₆，若P₆＜P₄，則安排調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)進行充電，否則調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)繼續(xù)等待，直至集群控制器(2)計算P₆≥P₄時，調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)進入充電狀態(tài)；

步驟7，若調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)為定量充電模式，集群控制器(2)計算P₆，若P₆＜P₄，則讓充電樁(1)中為自由充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，集群控制器(2)重新計算P₆，若P₆＜P₄，則集群控制器(2)讓在充電狀態(tài)下的充電樁(1)且為自由充電模式中充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，直到集群控制器(2)計算P₆≥P₄時，將調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)進入充電狀態(tài)；

步驟8，若調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)為定時充電模式，集群控制器(2)計算P₆＜P₄，則讓充電狀態(tài)下為自由充電模式的充電樁(1)且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，集群控制器(2)重新計算P₆，若P₆≥P₄，將充電狀態(tài)下為自由充電模式的充電樁(1)且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，若自由充電模式充電樁(1)均進入待機模式后P₆＜P₄，則讓充電狀態(tài)下為定量充電模式的充電樁(1)且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，集群控制器(2)重新計算P₆，P₆＜P₄，則讓充電狀態(tài)下為定量充電模式的充電樁(1)且充電時間最長的充電樁(1)進入待機模式，暫停充電，直至P₆≥P₄，調度就緒狀態(tài)的充電樁(1)進入充電狀態(tài)。

作為優(yōu)選，定量模式的充電樁定時模式的充電樁、自由充電模式的充電樁充電完成后，充電樁關閉，集群控制器記錄關閉的充電樁，記錄后的充電樁停止進行調度。關閉后的充電樁不在調度的范圍內，提高集群控制器計算速度。

本發(fā)明由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：根據(jù)充電樁設定的充電模式，集群控制器接收充電樁的充電模式的信息，并根據(jù)充電樁設定的充電模式進行充電樁優(yōu)先級的調度，合理的利用小區(qū)供電電源的輸出功率，同時避免小區(qū)供電電源超負荷的工作，提高充電樁的工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的框架結構圖。

圖2是充電樁的框架結構圖。

附圖中各數(shù)字標號所指代的部位名稱如下：1—充電樁、2—集群控制器、3—定時充電模塊、4—定量充電模塊、5—自由充電模塊、6—無線通信模塊、7—小區(qū)供電電源。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1

充電調度系統(tǒng)，包括多個充電樁1，還包括集群控制器2，充電樁1與小區(qū)供電電源7連接，充電樁1通過無線通信模塊6與集群控制器2連接，集群控制器2和無線通信模塊6通過通信網(wǎng)絡連接，通信網(wǎng)絡為以太網(wǎng)或WIFI或3G/4G或CAN協(xié)議，集群控制器2用于檢測小區(qū)供電電源7的功率和充電樁1的總功率，確保小區(qū)供電電源7的功率與充電樁1的總功率之間的平衡，避免小區(qū)供電電源7長時間超負荷工作，增加電網(wǎng)的負擔，充電樁1內設有均與集群控制器2連接的定時充電模塊3、定量充電模塊4、自由充電模塊5，充電樁1的充電模式包括自由充電模式、定時充電模式、定量充電模式，定量充電模塊4是指充電樁(1)充到指定電量，停止充電；定時充電模是式指充電樁(1)充到指定的時長，停止充電；自由充電模式指充電樁(1)是自由充電，充滿后自動停止。

設定正在充電的充電樁1的總功率P₄，小區(qū)供電電源7允許的負荷最大功率為P₅，小區(qū)供電電源7日常負荷功率為P₇，小區(qū)供電電源7允許分配給充電樁1的負荷功率為P₆，P₆＝P₅-P₇，當P₆≥P₄時，不需要進行調度，有充電需求的充電樁1都能進行充電，當P₆<P₄時，需要根據(jù)充電樁1的優(yōu)先級進行調度充電，設充電樁1充電模式的優(yōu)先級分配為：定量充電模式優(yōu)于定時充電模式，定時充電模式優(yōu)于自由充電模式。一般定時充電模式方便用戶掌握充電時間，定時充電模式下的充電樁1完成充電后，方便用戶直接將電動車開走，空出充電樁1方便后面用戶的充電，定量充電模式的充電樁1所需充電的時間要少于自由充電模式的充電樁1，便于用戶充電完成后及時空出充電樁1，提高充電樁1利用率，自由充電模式的充電樁1用戶一般為自由充滿狀態(tài)，所需時間較長，且充電完成后用戶有可能占用充電樁1，浪費后面用戶排隊充電的時間。

一種充電調度系統(tǒng)的控制方法，包括以上所述的充電調度系統(tǒng)，還包括以下控制方法；

步驟1，集群控制器2實時檢測小區(qū)供電電源7允許分配給充電樁1的負荷功率為P₆和正在充電的充電樁1的總功率P₄，將P₆和P₄進行比較，當P₄＜P₆，充電樁1直接進入充電狀態(tài)，當P₄≥P₆，集群控制器2對在充電狀態(tài)下的充電樁1進行充電調度，調度周期可以自由設定，調度周期的時間為10min；在調度周期開始時刻進行本周期各充電樁1充電狀態(tài)的檢測、計量，根據(jù)檢測、計量、計算結果控制充電樁1的充電行為，若新的充電需求的充電樁1要求進行充電，根據(jù)其選擇的充電模式，執(zhí)行不同調度方案；

步驟2，集群控制器(2)計算P₆和P₄，當P₆＜P₄，當前分配給充電樁(1)的總功率小于當前處于充電狀態(tài)下充電樁(1)消耗的總功率，需要進行調度，將充電狀態(tài)的自由充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新計算P₆和P₄，當P₆＜P₄，將剩余在充電狀態(tài)下的自由充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度；

步驟3，若當P₆＜P₄，且處于自由充電模式下的充電樁(1)都進入待機模式，暫停充電，則調度定量充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新再計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度；

步驟4，若當P₆＜P₄，且處于定量充電模式的充電樁(1)都進入待機模式，暫停充電，則調度定時充電模式且充電時間最長的充電樁(1)，進入待機模式，暫停充電，重新再計算P₆和P₄，直到P₆≥P₄，停止調度。

步驟5，將需要充電的充電汽車通過充電槍與充電樁1連接，用戶通過充電樁1設置充電樁1的充電模式，然后充電樁1進入調度就緒狀態(tài)，同時，充電樁1通過無線通信模塊6將充電樁1支持的最大功率、充電樁1設置的充電模式、當前時刻時間、用戶期望用車時刻等信息傳輸至集群控制器2；

步驟6，若調度就緒狀態(tài)的充電樁1為自由充電模式，則調度就緒狀態(tài)的充電樁1首先進入等待狀態(tài)，集群控制器2進入下一次調度周期后，集群控制器2重新計算P₆，若P₆＜P₄，則安排調度就緒狀態(tài)的充電樁1進行充電，否則調度就緒狀態(tài)的充電樁1繼續(xù)等待，直至集群控制器2計算P₆≥P₄時，調度就緒狀態(tài)的充電樁1進入充電狀態(tài)，進入充電狀態(tài)后，集群控制器2繼續(xù)進行步驟1至步驟4的控制方法；

步驟7，若調度就緒狀態(tài)的充電樁1為定量充電模式，集群控制器2計算P₆，若P₆＜P₄，則讓充電樁1中為自由充電模式且充電時間最長的充電樁1，進入待機模式，暫停充電，集群控制器2重新計算P₆，若P₆＜P₄，則集群控制器2讓在剩余充電狀態(tài)下的充電樁1且為自由充電模式中充電時間最長的充電樁1，進入待機模式，暫停充電，以此類推，直到集群控制器2計算P₆≥P₄時，將調度就緒狀態(tài)的充電樁1進入充電狀態(tài)，進入充電狀態(tài)后，集群控制器2繼續(xù)進行步驟1至步驟4的控制方法；

步驟8，若度就緒狀態(tài)的充電樁1為定時充電模式，集群控制器2計算P₆＜P₄，則讓充電狀態(tài)下為自由充電模式的充電樁1且充電時間最長的充電樁1，進入待機模式，暫停充電，集群控制器2重新計算P₆，若P₆≥P₄，將剩余充電狀態(tài)下為自由充電模式的充電樁1且充電時間最長的充電樁1，進入待機模式，暫停充電，若自由充電模式充電樁1均進入待機模式后P₆＜P₄，則讓剩余充電狀態(tài)下為定量充電模式的充電樁1且充電時間最長的充電樁1，進入待機模式，暫停充電，集群控制器2重新計算P₆，P₆＜P₄，則讓剩余充電狀態(tài)下為定量充電模式的充電樁1且充電時間最長的充電樁1進入待機模式，暫停充電，以此類推，直至P₆≥P₄，調度就緒狀態(tài)的充電樁1進入充電狀態(tài)。進入充電狀態(tài)后，集群控制器2繼續(xù)進行步驟1至步驟4的控制方法，保證小區(qū)的正常用電，這里的充電完成是指：定量模式的充電樁(1)充到指定的電量或電池充滿；定時模式的充電樁(1)充到指定的充電時長或電池充滿；自由模式充電樁充電時長累計超過12小時或充滿，所有的充電時長是指開始進行調度時刻到停止調度時刻之間的時間長度，包括暫停時間和有效充電時間。保證在定時充電模式的充電樁1或者定量充電模式的充電樁1或自由充電模式的充電樁1進行充電時，該充電樁1支持的最大功率小于小區(qū)小區(qū)供電電源7的剩余功率，首先從人們生活習慣來講，大都是晚上下班開車回家開始充電，時間大概晚上7點左右，早上上班離家停止充電，時間大概早上7點，中間有12個小時，一般一輛車充滿只需要5到6個小時，所以這個過程中就可以進行有效調度，滿足功率要求，又可以讓更多的人充電，但是有些人白天需要補電出門，需要趕緊充電半小時或1或2個小時，所以他可以選擇定時充電，或定量充電，這樣就可以優(yōu)先保證他的車充到足夠的電量，定量模式的充電樁1、定時模式的充電樁1、自由充電模式的充電樁1充電完成后，充電樁1關閉，集群控制器2記錄關閉的充電樁1，記錄后的充電樁1停止進行調度，方便集群控制器2對正在充電的充電樁1的功率計算。根據(jù)小區(qū)變壓器的容量及最大允許用電負荷等參數(shù)，在保證小區(qū)日常用電功率的前提下，靈活調整充電樁1的總功率，來滿足小區(qū)日常用電需求，調整周期為10到30分鐘，可根據(jù)需要進行設定，同時本技術還考慮到充電樁1的設置的不同充電模式，如：定量充電模式，定時充電模式，自由充電模式，在充電樁1整體負荷一定的條件下，根據(jù)各個充電樁1設定的不同充電模式，進行實時，智能的調度，在滿足總體充電負荷的條件下，盡力滿足各種模式下的充電樁1的充電需求，以達到最優(yōu)的效率。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。