一种基于智慧终端全面监测和自控的智能充电系统及方法与流程

本发明涉及智能配电，特别涉及一种基于智慧终端全面监测和自控的智能充电系统及方法。

背景技术：

1、由于新能源电动汽车的不断推广普及，所配套安装的个人专用充电桩越来越多，导致很多城镇居民小区正面临“电容不足”的情况，因为前期的业主建了充电桩以后导致容量不足，后申请的业主则无法再建上充电桩。在这种情况下，应用智能有序充电技术来引导业主有序分时错锋充电，可以更好地满足住宅小区的充电需求，让车主实现“充电自由”。可以有效缓解居民的充电忧虑，解决城镇居民小区因电力容量不足且扩容困难的配电难题。中国专利公告号为cn118163658a的发明专利，具体的公开了一种居民小区电动汽车有序充电控制方法，包括以下步骤：s1、居民小区常规负荷预测：根据居民小区典型日的历史负荷，预测当天的居民小区的常规负荷；s2、充电桩可用功率：根据预测的居民小区常规负荷和小区配电变压器供电容量，计算各时段满足居民小区总需求负荷外的可用功率，即为各个时间段可工作充电桩的总功率；s3、用户充电信息收集：由电动汽车充电管理系统收集电动汽车用户的充电需求信息，包括电动汽车到达时间、离开时间、电池容量、电动汽车初始荷电状态(soccon)、用户期望结束充电时的最大荷电状态(socmax)和最小荷电状态(socmin)等用户信息；s4、寻找最优解：根据预测的居民小区常规负荷数据、可工作充电桩总功率、用户的充电需求，基于预先设置的控制策略求解各电动汽车各时段最优充电功率，从而得到电动汽车最优充电方案；s5、充电桩控制：根据求解的充电方案控制各时段充电桩的输出功率，从而控制车辆的有序充电。避免了由于居民小区配电变压器供电容量不足情况下导致的电动汽车用户充电中断现象的发生，尽可能的保证了电动汽车用户充电过程中的连续性，减少了由此导致的电动汽车电池损耗。

2、但是由于新能源电动汽车技术发展的日新月异，越来越多的新能源电动汽车开始追求更高的工时效率，现如今大部分的新能源电动汽车的充电技术都有启动功率的限制。而以上技术方案寻找的最优解恰好是根据预测的居民小区常规负荷数据、可工作充电桩总功率、用户的充电需求，基于预先设置的控制策略求解各电动汽车各时段最优充电功率，再根据求解的充电方案控制各时段充电桩的输出功率，从而控制车辆的有序充电。这就导致每次优先分配居民用电后的剩余功率都是平均分配到各个充电桩，如果分配的功率过少而充电的电动车过多，就会导致每个充电桩的充电电流过小，插枪后电动汽车自检到电流过小不能达到电池的充电启动功率将不会执行充电，严重时将会导致用电高峰时段小区的所有充电桩都不能启动电动汽车的充电机构。

3、基于以上技术的不足，本发明提供一种基于智慧终端全面监测和自控的智能有序充电系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中基于小区用电后的剩余功率平均分配充电桩功率的方式会导致电流过小不能达到某些电动汽车的启动功率需求的问题，本发明提供了一种基于智慧终端全面监测和自控的智能有序充电系统，能够在分配完居民用电后的剩余功率后，基于电动汽车充电启动功率对充电桩的充电功率进行分配，且记录充电车插枪顺序，按照顺序在满足启动功率的前提下给充电桩配电。具体技术方案如下：

2、一种基于智慧终端全面监测和自控的智能充电系统，包括：智慧控制终端、电源变换器、总功率电表、分桩功率电表和信号采集模块；其中，总功率表接入原小区的居民用电端与充电桩端之间，电源变换器与总功率电表、指挥控制终端以及信号采集模块连接，分桩功率表和信号采集模块均与充电桩连接，智慧控制终端还与总功率电表、分桩功率表以及信号采集模块连接，用于读取总功率和分桩功率并功率分配，分配完成后发出执行指令，总功率电表用于读取可用电总功率和分配充电桩总功率，分桩功率电表用于读取充电桩功率和控制充电桩的通断，信号采集模块用于采集各个分桩的插枪信号。

3、优选的，分桩功率电表有若干个，且每一个分桩功率电表通过485通讯线与智慧控制终端连接。

4、优选的，若干分桩功率表彼此间串联。

5、优选的，信号采集模块有若干个，且每个信号采集模块通过信号采集线与智慧控制终端连接。

6、优选的，若干信号采集模块彼此间并联。

7、优选的，总功率表引一路220v电路到电源变换器，电源变换器引出5v直流电接入智慧终端，切电源变换器还引出12v直流电分别接入若干信号采集模块。

8、一种基于智慧终端全面监测和自控的智能充电方法，应用于如上所述的系统，包括以下步骤：

9、s1：通过电源线将总功率表接入原小区的居民用电的进线端，接入后总功率表通过电源线将原供电线路一分为二，一路为居民用电，一路为若干充电桩线路；

10、s2：进行强电电路安装：从总功率表引一路220v电路到电源变换器；

11、s3：进行弱电线路安装：从电源变换器引出5v直流电接入智慧终端，引出12v直流电分别接入提前布置在若干充电桩内部的信号采集模块的供电口上；完成后进行信号线路安装：在智慧终端控制端通过2路485通讯线分别接入总功率表和若干分桩功率表，若干分桩功率表彼此间串联接入；再从智慧终端的接收端通过信号采集线接入提前布置在若干充电桩内部的信号采集模块的输出端，若干分桩的信号采集模块接入信号采集线时彼此间并联接入；

12、s4：对智慧控制终端进行设置充电桩充电规则，读取总功率和分桩功率并功率分配，分配完成后发出执行指令。

13、优选的，步骤s4具体如下：

14、s401：设置总分桩功率m，所述充电桩可用功率为根据预测的居民小区常规负荷和小区配电变压器供电容量，计算各时段满足居民小区总需求负荷外的可用功率；

15、s402：获取各类新能源电动汽车的启动功率，并选择其中的最大功率pmax；

16、s402：确定充电桩最大启用个数x，具体如下：

17、

18、s403：当最大启用个数x个充电桩均被占用后，记录插枪插入的先后顺序，并以队列的形式存储；

19、s404：插枪的电动汽车完成充电后或临时拔枪后充电桩内部的信号采集模块监测到电压变小即刻通过信号采集线反馈至智慧控制终端，智慧控制终端按队列顺序启用给先插枪的电动汽车配电，使其开始充电。

20、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的基于智慧终端全面监测和自控的智能充电方法。

21、一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行如上所述的基于智慧终端全面监测和自控的智能充电方法。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、1、采用工业级标准的modbus通信方式，不需要联网设备，架构简单，同时避免了线路中可能存在信号干扰问题，保障了交互信息的安全可靠性。

24、2、采用硬性供电功率分配策略，优先保障小区的居民用电，无论有多少电动车进驻小区充电都不会影响到小区居民的正常用电。

25、3、充电桩分配的用电功率为动态排序分配，在分配完居民用电后的剩余功率中进行设置，以各个充电桩的工作功率为基础，剩余功率够几个分桩用就分出几个用电功率，分出的功率为动态的，哪个电动车先插枪，哪个就排在第一位优先用电，然后依次将动态功率分配完，后续再有充电的电动车，可插枪继续等待，直到第一个插枪充电的车充满电时，系统监测到电流变小自动停止功率输出，自动将用电功率分配到后续排队的充电桩上，这样在保障积极有效的充电效率下，自主的有序进行排队充电。

26、4、本发明不需要新设置供电线路和充电桩，只需要在居民小区原有的供电设施中进行加装控制电路即可极大的节约了实际应用的成本。

27、5、本发明在原有居民小区加装控制线路后只会分配原居民用电的剩余用电功率，当居民用电偶发用电高峰则会立即停止一台或多台充电桩进入排队等候状态，优先满足居民用电。当居民用电有剩余用功率后，再次执行恢复充电。