一种充电桩功率分配方法及系统与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，特别指一种充电桩功率分配方法及系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的渗透率越来越高，电动汽车的充电需求也持续增长，导致电网的压力越来越大，因此各电动汽车厂商相继推出有序充电方案，以帮助电网实现削峰平谷，降低电网压力。然而，传统的有序充电方案多从电网侧考虑如何削峰平谷，忽视了用户的充电需求，使得用户的充电需求往往得不到满足。
3.即传统的有序充电方案是按电动汽车的接入时间顺序来调度充电桩功率分配的优先级，导致后接入的电动汽车的充电需求得不到满足。例如，台区(一台变压器的供电范围或区域)内有2台支持0～7kw功率无极调速的充电桩，并配置2台充电桩合计10kw可用功率，电动汽车a在晚上20:00接入充电桩充电，提车时间为晚上23:00，需求充电电量为12度，按照传统的有序充电方案，每小时给电动汽车a充电4度；电动汽车b在晚上21:00接入充电桩充电，提车时间为晚上22:00，需求充电电量为7度；因为电动汽车a在20:00～22:00只充了8度电，还剩下4度的充电需求，而台区可用功率只有10kw，满足电动汽车a需要用到4kw，所以电动汽车b在21:00～22:00充电7度的充电需求无法满足。
4.因此，如何提供一种充电桩功率分配方法及系统，实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而提升充电体验，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种充电桩功率分配方法及系统，实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而提升充电体验。
6.第一方面，本发明提供了一种充电桩功率分配方法，包括如下步骤：
7.步骤s10、各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；
8.步骤s20、云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；
9.步骤s30、云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；
10.步骤s40、云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；
11.步骤s50、当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。
12.进一步地，所述步骤s10具体为：
13.各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发
送充电请求。
14.进一步地，所述步骤s20中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。
15.进一步地，所述步骤s20中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。
16.进一步地，所述步骤s30中，所述功率分配规则具体为：
17.在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。
18.第二方面，本发明提供了一种充电桩功率分配系统，包括如下模块：
19.充电请求发送模块，用于各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；
20.充电参数获取模块，用于云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；
21.调度计划生成模块，用于云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；
22.充电模块，用于云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；
23.调度计划更新模块，用于当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。
24.进一步地，所述充电请求发送模块具体用于：
25.各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发送充电请求。
26.进一步地，所述充电参数获取模块中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。
27.进一步地，所述充电参数获取模块中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。
28.进一步地，所述调度计划生成模块中，所述功率分配规则具体为：
29.在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。
30.本发明的优点在于：
31.通过在云平台设定在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量，在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电，在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率的功率分配规则，基于功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划，将重新生成的各调度计划发送给对应的充电桩以对电动汽车进行充电，当有电动汽车的充电需
求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成调度计划并发送给对应的充电桩，保证充电桩基于最新的调度计划给电动汽车进行充电，解决了后接入的电动汽车被分配过低的充电功率而延长充电时间、先接入的电动汽车按平均功率分配造成功率浪费的问题，即实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而极大的提升了充电体验。
附图说明
32.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
33.图1是本发明一种充电桩功率分配方法的流程图。
34.图2是本发明一种充电桩功率分配系统的结构示意图。
具体实施方式
35.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：在云平台设定功率分配规则，基于功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划并发送给对应的充电桩，当有电动汽车的充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成调度计划并发送给对应的充电桩，以实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而提升充电体验。
36.请参照图1至图2所示，本发明一种充电桩功率分配方法的较佳实施例，包括如下步骤：
37.步骤s10、各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；
38.步骤s20、云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；所述电容量负荷曲线基于智能电表获取；
39.步骤s30、云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；
40.步骤s40、云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；
41.步骤s50、当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。所述更新周期优选为5分钟。
42.所述步骤s10具体为：
43.各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端基于app获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发送充电请求。通过4g网络或者5g网络发送所述充电请求，极大的提升了充电响应的及时性。
44.所述步骤s20中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。
45.所述调度计划举例如下：
46.时刻t1t2
……
tn充电功率p1p2
……
pn
47.所述步骤s20中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。
48.所述步骤s30中，所述功率分配规则具体为：
49.在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。
50.所述功率分配规则使用数学公式表示如下：
[0051][0052][0053][0054][0055][0056]
其中，r表示当前限制功率；ci表示第i辆电动汽车可充入的电量；p表示某个时刻台区可分配功率；p表示充电桩可使用的功率范围；
▽
t表示调度计划的更新周期；i表示电动汽车编号；t表示充电时刻；n表示充电的电动汽车总数量；t表示总的充电时间跨度；y表示充电桩的最大充电功率。
[0057]
具体实施时，可通过gurobi求解器来求解上述公式，例如定义连续变量x1和指示变量x2，导入上述公式，使用x1和x2来表示限制条件，求解出最优解作为每个时刻的可分配充电功率。其中x1和x2是gurobi求解器内部需要定义的变量，在本发明中x1等价于p，当x1＝7时，x2＝1，否则，x2＝0。
[0058]
本发明一种充电桩功率分配系统的较佳实施例，包括如下模块：
[0059]
充电请求发送模块，用于各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；
[0060]
充电参数获取模块，用于云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；所述电容量负荷曲线基于智能电表获取；
[0061]
调度计划生成模块，用于云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；
[0062]
充电模块，用于云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；
[0063]
调度计划更新模块，用于当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。所述更新周期优选为5分钟。
[0064]
所述充电请求发送模块具体用于：
[0065]
各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端基于app获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发送充电请求。通过4g网络或者5g网络发送所述充电请求，极大的提升了充电响应的及时性。
[0066]
所述充电参数获取模块中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。
[0067]
所述调度计划举例如下：
[0068]
时刻t1t2
……
tn充电功率p1p2
……
pn
[0069]
所述充电参数获取模块中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。
[0070]
所述调度计划生成模块中，所述功率分配规则具体为：
[0071]
在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。
[0072]
所述功率分配规则使用数学公式表示如下：
[0073][0074][0075][0076][0077][0078]
其中，r表示当前限制功率；ci表示第i辆电动汽车可充入的电量；p表示某个时刻台区可分配功率；p表示充电桩可使用的功率范围；
▽
t表示调度计划的更新周期；i表示电动汽车编号；t表示充电时刻；n表示充电的电动汽车总数量；t表示总的充电时间跨度；y表示充电桩的最大充电功率。
[0079]
具体实施时，可通过gurobi求解器来求解上述公式，例如定义连续变量x1和指示变量x2，导入上述公式，使用x1和x2来表示限制条件，求解出最优解作为每个时刻的可分配充电功率。其中x1和x2是gurob i求解器内部需要定义的变量，在本发明中x1等价于p，当x1＝7时，x2＝1，否则，x2＝0。
[0080]
综上所述，本发明的优点在于：
[0081]
通过在云平台设定在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量，在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电，在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率的功率分配规则，基于功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划，将重新生成的各调度计划发送给对应的充电桩以对电动汽车进行充电，当有电动汽车的充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成调度计划并发送给对应的充电桩，保证充电桩基于最新的调度计划给电动汽车进行充电，解决了后接入的电动汽车被分配过低的充电功率而延长充电时间、先接入的电动汽车按平均功率分配造成功率浪费的问题，即实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而极大的提升了充电体验。
[0082]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

技术特征：
1.一种充电桩功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤s10、各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；步骤s20、云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；步骤s30、云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；步骤s40、云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；步骤s50、当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。2.如权利要求1所述的一种充电桩功率分配方法，其特征在于：所述步骤s10具体为：各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发送充电请求。3.如权利要求1所述的一种充电桩功率分配方法，其特征在于：所述步骤s20中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。4.如权利要求1所述的一种充电桩功率分配方法，其特征在于：所述步骤s20中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。5.如权利要求1所述的一种充电桩功率分配方法，其特征在于：所述步骤s30中，所述功率分配规则具体为：在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。6.一种充电桩功率分配系统，其特征在于：包括如下模块：充电请求发送模块，用于各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于所述充电需求向云平台发送充电请求；充电参数获取模块，用于云平台接收并解析所述充电请求得到充电需求，并实时获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；调度计划生成模块，用于云平台设定一功率分配规则，基于所述功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；充电模块，用于云平台将重新生成的各所述调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电；调度计划更新模块，用于当有电动汽车的所述充电需求被满足、新的电动汽车接入充电桩进行充电、或者云平台预先设定的更新周期到来，重新生成所述调度计划并发送给对应的充电桩。7.如权利要求6所述的一种充电桩功率分配系统，其特征在于：所述充电请求发送模块具体用于：
各电动汽车与充电桩的充电枪连接后，与电动汽车绑定的移动终端获取输入的包括充电电量和提车时间的充电需求，基于所述充电需求通过4g网络或者5g网络向云平台发送充电请求。8.如权利要求6所述的一种充电桩功率分配系统，其特征在于：所述充电参数获取模块中，所述调度计划包括充电开始时间、充电结束时间、充电开始时间和充电结束时间之间各时刻的充电功率。9.如权利要求6所述的一种充电桩功率分配系统，其特征在于：所述充电参数获取模块中，所述充电桩参数至少包括可使用的功率范围以及最大充电桩功率。10.如权利要求6所述的一种充电桩功率分配系统，其特征在于：所述调度计划生成模块中，所述功率分配规则具体为：在各电动汽车的充电需求限定的时间段内，让电动汽车充入尽可能多的电量；在充电桩的功率存在富余时，以可分配最高功率给电动汽车充电；在充电桩的功率被限制时，优先满足电动汽车的充电完成率。

技术总结
本发明提供了电动汽车技术领域的一种充电桩功率分配方法及系统，方法包括：步骤S10、各电动汽车与充电桩连接后，移动终端获取输入的充电需求，基于充电需求向云平台发送充电请求；步骤S20、云平台解析充电请求得到充电需求，并获取当前台区所有充电桩的调度计划、充电桩参数以及当前台区的电容量负荷曲线；步骤S30、云平台设定一功率分配规则，基于功率分配规则、充电需求、调度计划、充电桩参数以及电容量负荷曲线，重新生成各充电桩的调度计划；步骤S40、云平台将重新生成的各调度计划发送给对应的充电桩，以调度充电桩给电动汽车进行充电。本发明的优点在于：实现合理分配充电桩功率，最大化满足电动汽车的充电需求，进而极大的提升了充电体验。的提升了充电体验。的提升了充电体验。


技术研发人员：汤慈全 余训兴 何学智 陈子承
受保护的技术使用者：福建星云软件技术有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/6