一种电动汽车充电站充电控制方法、系统和装置与流程

本申请涉及充电管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电站充电控制方法、系统和装置。

背景技术：

电动汽车充电基础设施建设是我国电动汽车战略发展的基础，随着电动汽车充电功率的快速增大，充电设施建设对电网扩容需求呈现无序增长趋势，如何通过有序充电实现电力用户与电网公司的利益双赢成为一大技术挑战。

现阶段充电桩电动汽车大规模接入直接导致电网负荷快速增长，并且由于无序充电导致充电负荷与电网传统负荷高峰时期叠加，进一步加剧电网峰谷差，影响电网运行经济性；电动汽车无序充电容易导致局部地区用电紧张，加重配电网负担，对配电网负荷平衡造成重要影响。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种电动汽车充电站充电控制方法、系统和装置，用以解决现有电动汽车充电站由于无序充电导致充电负荷与电网传统负荷高峰时期叠加，造成局部地区用电紧张、配电网负荷不平衡的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种电动汽车充电站充电控制方法，所述方法包括：

s1、获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，所述变压器历史日负荷为所述变压器历史日总负荷减去所述充电站历史日总负荷；

s2、根据所述变压器历史日负荷和所述充电站历史日负荷进行预测，得到所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷；

s3、将所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据所述计划日负荷控制所述充电桩的电功率；

s4、判断所述变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是则执行步骤s5，否则执行步骤s1；

s5、将所述变压器实时总负荷降低到第二阈值，所述第一阈值大于所述变压器额定负荷，所述变压器额定负荷大于所述第二阈值。

可选地，所述根据所述变压器历史日负荷和所述充电站历史日负荷进行预测，得到所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷包括：

将所述变压器历史日负荷和所述充电站历史日负荷分别代入所述预测公式，得到所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷。

所述预测公式为：

其中，δi为距预测日前i日的相似因子，pi(t)为距预测日前i日的24小时负荷情况；

β1、β2、β3分别为过去1天、过去一周、过去一个月的衰减系数,取值范围在0.95到0.99之间，si为节假日相似系数，当过去日与预测日为同一节假日时，si＝1,否则si＝0，n1＝1，n2＝7，n3＝30，int为相除取整函数。

可选地，所述将所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据所述计划日负荷控制所述充电桩的电功率：

所述预置公式为：

k(t)＝(p2-p变(t))/p桩需求(t)；

其中，p2为第二阈值，p变(t)为日变压器预测负荷，p桩需求(t)为日充电桩预测负荷，日充电站预测负荷为所有日充电桩预测负荷充电桩之和。

可选地，所述将所述变压器实时总负荷降低到第二阈值，所述第一阈值大于所述变压器额定负荷，所述变压器额定负荷大于所述第二阈值包括：

将每台所述充电桩的的电功率降低(p-p2)/n，则所述变压器实时总负荷降低到第二阈值；

其中，p为变压器实时总负荷，p1为第一阈值，p2为第二阈值，n为正在充电的充电桩的数量。

本申请第二方面提供一种电动汽车充电站充电控制系统，所述系统包括：

负荷信息采集单元，用于获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，所述变压器历史日负荷为所述变压器历史日总负荷减去所述充电站历史日总负荷；

负荷信息预测单元，用于根据所述变压器历史日负荷和所述充电站历史日负荷进行预测，得到所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷；

充电主动控制单元，用于将所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据所述计划日负荷控制所述充电桩的电功率；

负荷信息判断单元，用于判断所述变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是则触发充电被动控制单元，否则触发负荷信息采集单元；

充电被动控制单元，用于将所述变压器实时总负荷降低到第二阈值，所述第一阈值大于所述变压器额定负荷，所述变压器额定负荷大于所述第二阈值。

可选地，所述负荷信息采集单元包括：

变压器负荷信息采集单元，用于获取变压器历史日负荷，所述变压器历史日负荷为所述变压器历史日总负荷减去所述充电站历史日总负荷；

充电站负荷信息采集单元，用于获取充电站历史日负荷。

可选地，所述负荷信息预测单元具体用于：

将所述变压器历史日负荷和充电站历史日负荷分别代入所述预测公式，得到所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷。

所述预测公式为：

其中，δi为距预测日前i日的相似因子，pi(t)为距预测日前i日的24小时负荷情况；

β1、β2、β3分别为过去1天、过去一周、过去一个月的衰减系数,取值范围在0.95到0.99之间，si为节假日相似系数，当过去日与预测日为同一节假日时，si＝1,否则si＝0，n1＝1，n2＝7，n3＝30，int为相除取整函数；

可选地，所述充电主动控制单元具体用于：

将所述变压器预测日负荷和所述充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据所述计划日负荷控制所述充电桩的电功率；

所述预置公式为：

k(t)＝(p2-p变(t))/p桩需求(t)；

其中，p2为第二阈值，p变(t)为日变压器预测负荷，p桩需求(t)为日充电桩预测负荷，日充电站预测负荷为所有日充电桩预测负荷充电桩之和。

可选地，所述充电被动控制单元具体用于：

将每台所述充电桩的的电功率降低(p-p2)/n，则所述变压器实时总负荷降低到第二阈值；

其中，p为变压器实时总负荷，p1为第一阈值，p2为第二阈值，n为正在充电的充电桩的数量。

本申请第三方面提供一种电动汽车充电站充电控制装置，所述装置包括：权利要求5-9任一所述的电动汽车充电站充电控制系统。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供了一种电动汽车充电站充电控制方法，包括：通过获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，并根据变压器历史日负荷和充电站历史日负荷进行预测，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷，将变压器预测日负荷和充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据计划日负荷控制充电桩的电功率，判断变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是则将变压器实时总负荷降低到第二阈值，否则重新执行上述步骤。使得充电站能够根据变压器和充电站历史电力信息提前预测充电站所需负荷，有序的控制电力负荷的分配，同时可以灵活的根据负荷情况下发控制信号控制充电站的电功率，解决了现有电动汽车充电站由于无序充电导致充电负荷与电网传统负荷高峰时期叠加，造成局部地区用电紧张、配电网负荷不平衡的技术问题。

附图说明

图1为本申请一种电动汽车充电站充电控制方法的一个实施例的方法流程图；

图2为本申请一种电动汽车充电站充电控制方法的另一个实施例的方法流程图；

图3为本申请一种电动汽车充电站充电控制系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请一种电动汽车充电站充电控制方法的一个实施例的方法流程图。

本申请提供的一种电动汽车充电站充电控制方法，包括：

步骤101、获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，变压器历史日负荷为变压器历史日总负荷减去充电站历史日总负荷。

需要说明的是，通过充电控制系统获取变压器历史日负荷信息，变压器的历史日负荷信息通过充电控制系统采集的电压和电流信息计算得到，同时通过电动汽车运营系统获取充电站的历史日负荷信息，电动汽车运营系统将充电站的历史日负荷信息发送给充电控制系统，变压器历史日负荷为变压器历史日总负荷减去充电站历史日总负荷，可以理解的是，变压器历史日负荷不包括充电站所需的负荷。

步骤102、根据变压器历史日负荷和充电站历史日负荷进行预测，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷。

需要说明的是，变压器预测日负荷和充电站预测日负荷，与节假日等时间因素有很大的关联，比如周一到周五和周末用电量存在很明显的差别，因此需要根据历史数据进行预测，能更加准确的根据实际情况对充电站的功率进行控制。

步骤103、将日变压器预测负荷和日充电站预测负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据日计划负荷控制充电桩的电功率。

需要说明的是，通过预置公式进行预测计算，得到充电桩的计划日负荷，根据得到的充电桩预测负荷控制充电桩的电功率。

步骤104、判断变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是，则执行步骤105，否则执行步骤101。

步骤105、将变压器实时总负荷降低到第二阈值，第一阈值大于变压器额定负荷，变压器额定负荷大于第二阈值。

需要说明的是，通过实时判断变压器的负荷是否大于预先设置的值，当某一时刻变压器总负荷大于预先设置的值的时候，通过向充电站下发限功率命令。比如第一阈值p1，第二阈值为p2，则限功率方式为将一个充电站内充电负荷降低p1-p2，若一个充电站内有n台充电桩，则每台充电桩功率降低绝对值为(p1-p2)/n。

本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制方法，通过获取变压器和充电站的的历史日负荷数据并根据这两个数据进行预测计算，得到充电桩的计划日负荷，通过日计划负荷控制充电桩的电功率，并且，通过判断变压器的实时总负荷是否大于预先设置的值，若是，则控制充电站的充电功率使得变压器实时总负荷符合目标值，使得充电站能够根据变压器和充电站历史电力信息提前预测充电站所需负荷，有序的控制电力负荷的分配，同时可以灵活的根据负荷情况下发控制信号控制充电站的电功率。解决了现有电动汽车充电站由于无序充电导致充电负荷与电网传统负荷高峰时期叠加，造成局部地区用电紧张、配电网负荷不平衡的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制方法的一个实施例，以下为本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制方法的另一个实施例。

请参阅图2，图2为本申请一种电动汽车充电站充电控制方法的另一个实施例的方法流程图。

本实施例中的一种电动汽车充电站充电控制方法，包括：获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，并根据变压器历史日负荷和充电站历史日负荷进行预测，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷，将变压器预测日负荷和充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据计划日负荷控制充电桩的电功率，判断变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是则将变压器实时总负荷降低到第二阈值，否则重新执行上述步骤。

具体的，根据变压器历史日负荷和充电站历史日负荷进行预测，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷包括：将变压器历史日负荷和充电站历史日负荷分别代入预测公式，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷

预测公式为：

其中，δi为距预测日前i日的相似因子，pi(t)为距预测日前i日的24小时负荷情况；

β1、β2、β3分别为过去1天、过去一周、过去一个月的衰减系数,取值范围在0.95到0.99之间，si为节假日相似系数，当过去日与预测日为同一日时，si＝1，否则si＝0，n1＝1，n2＝7，n3＝30，int为相除取整函数；

具体的，日变压器预测负荷和日充电站预测负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据日计划负荷控制充电桩的电功率；

预置公式为：

k(t)＝(p2-p变(t))/p桩需求(t)；

其中，p2为第二阈值，p变(t)为日变压器预测负荷，p桩需求(t)为日充电桩预测负荷，日充电站预测负荷为所有日充电桩预测负荷充电桩之和。

需要说明的是，上述控制充电桩的方法为控制充电桩充电的一种方法，可以理解为主动控制，通过提前预测充电桩所需负荷，增加充电控制的精确性，下面为控制充电桩充电的另一种方法，可以理解为被动控制，起到监控和预防的功能。

具体的，还包括：当变压器的负荷大于或等于第一阈值时，将变压器总负荷降低到第二阈值包括：当变压器总负荷大于或等于第一阈值时，将每台充电桩的的电功率降低为(p1-p2)/n，则变压器总实时总负荷降低到第二阈值；其中，p1为第一阈值，p2为第二阈值，n为正在充电的充电桩的数量。

可以理解的是，当变压器的实时总负荷超过了额定范围时，通过降低充电桩的电功率使得变压器的实时总负荷不超过变压器的理想工作范围。

本申请第二实施例提供的一种充电桩控制方法，根据变压器历史日负荷数据和充电站日历史负荷数据对某一日充电桩的充电负荷进行预测，得到负荷预测计划，根据预测计划控制充电桩工作，提高了充电控制的精确性，同时，提供了被动充电控制方法，监控充电站的负荷不超过负荷预置值，为配电网提供了保障。

以上为本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制方法的第二个实施例，以下为本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制系统的一个实施例。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制系统的一个实施例的结构示意图。

本申请实施例提供的一种电动汽车充电站充电控制系统的一个实施例，包括：

负荷信息采集单元301，用于获取变压器历史日负荷和充电站历史日负荷，变压器历史日负荷为变压器历史日总负荷减去充电站历史日总负荷；

负荷信息预测单元302，用于根据变压器历史日负荷和充电站历史日负荷进行预测，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷；

充电主动控制单元303，用于将变压器预测日负荷和充电站预测日负荷代入预置公式，得到充电桩的计划日负荷，根据计划日负荷控制充电桩的电功率；

负荷信息判断单元304，用于判断变压器实时总负荷是否大于或等于第一阈值，若是则触发充电被动控制单元，否则触发负荷信息采集单元；

充电被动控制单元305，用于将变压器实时总负荷降低到第二阈值，第一阈值大于变压器额定负荷，变压器额定负荷大于第二阈值。

具体的，负荷信息采集单元包括：

变压器负荷信息采集单元，用于获取变压器历史日负荷，变压器历史日负荷为变压器历史日总负荷减去充电站历史日总负荷；

充电站负荷信息采集单元，用于获取充电站历史日负荷。

具体的，充电控制器还包括：用于将变压器总负荷信息发送到电动汽车运营平台。

具体的，负荷信息预测单元具体用于：将变压器历史日负荷和充电站历史日负荷分别代入预测公式，得到变压器预测日负荷和充电站预测日负荷。

预测公式为：

其中，δi为距预测日前i日的相似因子，pi(t)为距预测日前i日的24小时负荷情况；

β1、β2、β3分别为过去1天、过去一周、过去一个月的衰减系数,取值范围在0.95到0.99之间，si为节假日相似系数，当过去日与预测日为同一节假日时，si＝1,否则si＝0，n1＝1，n2＝7，n3＝30，int为相除取整函数；

具体的，充电被动控制单元具体用于：将每台充电桩的的电功率降低(p-p2)/n，则所述变压器实时总负荷降低到第二阈值；其中，p为变压器实时总负荷，p1为第一阈值，p2为第二阈值，n为正在充电的充电桩的数量。

本申请实施例提供了一种电动汽车充电站充电控制系统，包括：通过充电主动控制单元根据负荷预测信息主动控制充电桩充电，同时，通过充被动电单元控制变压器工作在额定负荷范围内，使得充电站能够根据变压器和充电站历史电力信息提前预测充电站所需负荷，有序、稳定地控制电力负荷的分配，同时可以灵活的根据负荷情况下发控制信号控制充电站的电功率，充分发挥电动汽车负荷可调的特点，利用变压器剩余容量进行电动汽车充电桩的建设，降低充电桩建设电力供应限制条件及建设成本。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-onlymemory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。