电动车充电桩网络负载均衡方法和电动车充电装置与流程

本发明涉及电动车充电技术领域，具体是指基于线性规划的电动车充电桩网络负载均衡方法及电动车充电装置。

背景技术：

现有技术中，多为充电集和充电堆，电力供应充足。但是使用率并不高。在小区和商场的充电桩则电力供应有限，需要适应不同时期的用电需求。

现有技术中，充电量的时间分布特征呈现不均衡分布，与用车高峰期相反。中午和晚上用电量高。所以写字楼地区上班时间负载过高而夜晚负载低，居民楼相反。若要以高峰期的负载需求为标准配备电桩将造成极大资源浪费。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种电动车充电桩网络负载均衡方法和电动车充电装置，当现场的电源功率供给不足时，能够为不同优先级的电动车根据充电时间和车型分配合理的电流以平衡负载，达到在高峰时期支持尽可能多的电动车同时充电并且最大效率的利用电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种电动车充电桩网络负载均衡方法，其特征在于，包括步骤：

A、在电动车进入充电桩、并连接充电枪后，读取电动车反馈的电流，根据该反馈的电流测试出基本参数，根据该基本参数给该电动车分配安全充电电流；

B、相位选择：根据该基本参数计算出每个相位的权重，比较三个相位的权重，选择具有最大的权重的相位，闭合对应相位继电器，开始向电动车送电，若相位权重一样，选择拥有更高平均充电速度的相位；

C、负载均衡：读取当前实时充电信息，根据所述充电信息计算出该电动车的实时动态最优电流，并向所述电动车输出所述最优电流。

优选地，所述计算每个相位的权重，具体包括：根据每个相位的总电流、已在充电的每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量和已在充电的每辆电动车预计充电时间得出每个相位权重。

优选地，所述充电信息包括：每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量、已充电时长。

一种电动车充电装置，其包括：

电流分配单元，用于在电动车进入充电桩、并连接充电枪后，读取电动车反馈的电流，根据该反馈的电流测试出基本参数，根据该基本参数给该电动车分配安全充电电流；

相位选择单元，用于根据该基本参数计算出每个相位的权重，比较三个相位的权重，选择具有最大的权重的相位，闭合对应相位继电器，开始向电动车送电，若相位权重一样，选择拥有更高平均充电速度的相位；

负载均衡单元，用于读取当前实时充电信息，根据所述充电信息计算出该电动车的实时动态最优电流，并向所述电动车输出所述最优电流。

优选地，所述相位选择单元，用于根据每个相位的总电流、已在充电的每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量和已在充电的每辆电动车预计充电时间得出每个相位权重。

优选地，所述充电信息包括：每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量、已充电时长。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明提供的方法和装置，解决了高峰时期如何分配电源功率的问题，提高了充电桩网络可容纳的用户量节约了电网资源提高了电能使用率。避免过度充电和在高峰时间的能源浪费，根据使用习惯和充电时间动态分配电流，保证了所有人的基本出行需求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的装置结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种基于线性规划的电动车充电桩网络负载均衡方法，如图1所示，包括步骤：

A、在电动车进入充电桩、并连接充电枪后，读取电动车反馈的电流，根据该反馈的电流测试出基本参数，根据该基本参数给该电动车分配安全充电电流；

B、相位选择：根据该基本参数计算出每个相位的权重，比较三个相位的权重，选择具有最大的权重的相位，闭合对应相位继电器，开始向电动车送电，若相位权重一样，选择拥有更高平均充电速度的相位。在其他实施例中，更为具体的，所述计算每个相位的权重，具体包括：根据每个相位的总电流、已在充电的每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量(可通过已在充电的每辆电动车的已充电量算出平均充电速度)和已在充电的每辆电动车预计充电时间(通过已充电电流和已充电量，用以预测充电完成时间)等基本参数得出每个相位权重。

在相位选择阶段，由于电桩开始充电后不能切换到另一个相位，因此进行相位选择是必要的。基于上文的检测电桩方法，增加相位选择策略来改善效率。改进过的贪婪算法被应用于这个相位选择阶段。在相位选择阶段，近似背包问题。目标是在保持可接受充电效率的情况下最大限度地提高可支持同时充电的汽车数量。本发明方法是采用贪心算法进行检测和相位选择，该相位选择的公式为：

C:剩余供给电流总量，a:此相位上目前正在充电的电动车数目，A:此相位正在充电的电动车使用的充电电流，W:已消耗的电量(kw*h)，P:预计完成充电的概率。

按照上述方法计算每一个相位的权重，每次有新的电动车加入充电，都选择具有最大权重的相位进行充电。P函数的设置是灵活的，可以根据不同场地的实际情况优化。

C、负载均衡：读取当前实时充电信息，根据所述充电信息计算出该电动车的实时动态最优电流，并向所述电动车输出所述最优电流。在其他实施例中，更为具体的，所述充电信息包括：每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量、已充电时长。所述最优电流为动态最优电流，为不同优先级的电动车根据充电时间和充电量的期望值和完成充电期望时间分配相应的电流以平衡负载，达到在高峰时期支持尽可能多的电动车同时充电并且最大效率的利用电源。提高了充电桩网络可容纳的用户量节约了电网资源提高了电能使用率。避免过度充电和在高峰时间的能源浪费。

在三相输入一相输出的情况下，列出以下两个线性方程，利用单纯形法求解进行负载平衡优化性能：

最大化：

限制于：

a:目前此相位上充电的电桩数目

通过求解此矩阵，在每20分钟，每次新车来有车离开时刻对系统进行一次资源最优分配。

通过对每个电动车在未来可能完成充电概率的预估。P以分段概率的形式设计，由对现有的充电记录进行时间和电流分布统计得出并向所述电动车输出实时电流。通过目前每个相位上所有充电的电动车充电求解最优充电电流。同时判断电动车是否进入了充电最后阶段(充电车在即将充满的阶段，充电电流会呈现阶梯状下降)，如果进入了最后阶段则强制设置成安全电流充电。其中，该方法中：1总共充电电流不大于该相位可以提供的电流。2最小充电电流不小于检测到的电动车的安全电流。3结果需使线性规划式子值最大。

如图2所示，本发明还提供一种电动车充电装置，包括：

电流分配单元，用于在电动车进入充电桩、并连接充电枪后，读取电动车反馈的电流，根据该反馈的电流测试出基本参数，根据该基本参数给该电动车分配安全充电电流；

相位选择单元，用于根据该基本参数计算出每个相位的权重，比较三个相位的权重，选择具有最大的权重的相位，闭合对应相位继电器，开始向电动车送电，若相位权重一样，选择拥有更高平均充电速度的相位；在其他实施例中，更为具体的，所述相位选择单元，用于根据每个相位的总电流、已在充电的每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量和已在充电的每辆电动车预计充电时间得出每个相位权重。

负载均衡单元，用于读取当前实时充电信息，根据所述充电信息计算出该电动车的实时动态最优电流，并向所述电动车输出所述最优电流。在其他实施例中，更为具体的，所述充电信息包括：每辆电动车的充电电流、已在充电的每辆电动车的已充电量、已充电时长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。