[发明专利]一种充电桩集群功率共享控制方法、系统及装置

说明书

本发明提出一种充电桩集群功率共享控制方法、系统及装置，包括根据充电桩集群当前时刻的总功率上限，以及充电桩集群当前时刻具有的充电桩总数和各充电桩的实际输出功率，计算当前时刻充电桩集群的剩余功率；根据各充电桩的性能状态，计算各充电桩分配剩余功率的权重；根据当前时刻的剩余功率、各充电桩的权重和实际输出功率，得到下一时刻分配给各充电桩的功率输出上限。本发明实时自动调整分配给各充电桩的功率输出上限，提高了充电站的设备利用率和负荷利用率。

技术领域

本发明涉及充电桩集群的功率管理技术领域，特别涉及一种充电桩集群功率共享控制方法、系统及装置。

背景技术

快速充电过程中，充电功率随电池SOC的变化会发生很大的变化，精细化控制同一场站的各个充电桩的实时可用功率会大大节省总配电容量。

充电站所在区域的额定用电负荷是固定的，原则上应优先满足居民用电负荷，将剩余的可用容量分配给充电站，在居民用电高峰时段，充电站的可用负荷功率往往小于全部充电桩的额定功率之和，此时，将导致可用的充电桩数量减少，充电站的设备使用率降低，进而影响充电站的运营效益。

基于以上现状，充电站的多个充电桩之间就需要共享充电站的可用负荷功率，且该可用负荷功率是会随时间或者随周围用户用电量等实时发生变化的，因此，对多个充电桩进行功率共享的控制方法就显得特别重要。

目前，业界针对该应用场景的功率共享控制，提出了各种方案。现有技术的功率共享方案的主要特点是：基于各充电桩的额定功率(即充电桩的最大充电功率，其仅受到充电桩硬件的限制，排除硬件的老化性能衰减，可以视为固定值)，按比例进行功率分配，使之满足动态变化的充电站的可用负荷功率；且功率共享分配时机为当有充电桩加入或退出时，才进行功率的重新分配；或者优先分配给一部分充电桩固定的额定功率，如果还有剩余功率，则平均分配给另外一部分充电桩。

综上所述，现有技术的功率共享控制方法，基本是基于各充电桩的额定功率来分配充电功率，忽略了各充电桩的使用状态以及与各充电桩相连的待充电设备(例如新能源车)的功率需求的实时变化。

因此，更需要一种能够根据充电站实时变化的可用负荷功率以及各充电桩实时变化的实际需求功率，实现各充电桩的功率动态分配的功率共享控制方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种充电桩集群功率共享控制方法，包括：

步骤1、根据充电桩集群当前时刻的总功率上限，以及充电桩集群当前时刻具有的充电桩总数和各充电桩的实际输出功率，计算当前时刻充电桩集群的剩余功率；

步骤2、根据各充电桩的性能状态，计算各充电桩分配剩余功率的权重；根据当前时刻的剩余功率、各充电桩的权重和实际输出功率，得到下一时刻分配给各充电桩的功率输出上限。

在本发明的一实施例中，步骤2包括更新总功率上限，充电桩总数和实际输出功率，并循环执行步骤1到步骤2。

在本发明的一实施例中，步骤1包括根据下式计算当前时刻的剩余功率△P(k)：

式中P_Total(k)为第k时刻的总功率上限，P_{Real_i}(k)为第i个充电桩在第k时刻的实际输出功率，N为第k时刻的充电桩总数。

在本发明的一实施例中，

步骤2中的性能状态为充电桩的额定功率；

且步骤2包括：

根据下式得到初始时刻k＝0时，第k+1时刻分配给各充电桩的功率输出上限：

根据下式得到k＞0时，第k+1时刻分配给各充电桩的功率输出上限：