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原文传递一种基于物联网技术的充电桩系统及双向有序充放电方法

专利名称：	一种基于物联网技术的充电桩系统及双向有序充放电方法
摘要：	本发明公开了一种基于物联网技术的充电桩系统，包括由若干充电桩构成的充电桩组，充电桩组通过MQTT协议与MQTT消息服务器通信连接，MQTT消息服务器通过MQTT协议还分别与管理后台、调度控制中心、计费系统通信连接，充电桩系统双向有序充放电时，首先系统各个组成部分开始上电并执行自检程序，并尝试与MQTT消息服务器建立通信连接；然后判断系统各个组成部分是否通过自检，如通过自检，判定是否与MQTT消息服务器成功建立通信连接；如建立通信成功，则转入充放电阶段，如不成功，系统停止服务并发出告警提示。本发明解决了现有技术中存在的电动汽车充电对配电网冲击极大，严重影响城市供电质量的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安盈胜电气科技有限公司
发明人：	安琪
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201811653101.3
公开号：	CN109927582A
代理机构：	西安弘理专利事务所
代理人：	韩玙
分类号：	B60L53/60(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	710119 陕西省西安市长安区郭杜街办文苑中路18号学林雅苑5号门面房
主权项：	1.一种基于物联网技术的充电桩系统，其特征在于，包括由若干充电桩构成的充电桩组(5)，充电桩组(5)通过MQTT协议与MQTT消息服务器(4)通信连接，MQTT消息服务器(4)通过MQTT协议还分别与管理后台(1)、调度控制中心(2)、计费系统(3)通信连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的充电桩系统，其特征在于，所述充电桩具有队列序号、工作状态、待充电量、充电功率、放电功率显示功能。 3.一种基于物联网技术的充电桩系统的双向有序充放电方法，其特征在于，基于如权利要求1或2所述的基于物联网技术的充电桩系统，具体按照以下步骤实施：步骤1、系统各个组成部分开始上电并执行自检程序，并尝试与MQTT消息服务器(4)建立通信连接；步骤2、判断系统各个组成部分是否通过自检，如通过自检，判定是否与MQTT消息服务器(4)成功建立通信连接；如建立通信成功，转入步骤4，如不成功转入步骤3；步骤3、系统停止服务并发出告警提示；步骤4、调度控制中心(2)通过与小区供电计量装置通信，取得所在小区的实时供电负荷数据P；步骤5、比较所在小区的实时供电负荷数据P与本小区供电最大负荷值P0，如P＜P0，转入充电过程；如P≥P0，转入放电过程。 4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的充电桩系统的双向有序充放电方法，其特征在于，所述充电过程具体如下：步骤5a-1：调度控制中心(2)根据所述步骤4阶段获取的小区实时供电负荷数据P和小区供电最大负荷值P0，计算可用于充电桩充电的功率值Pch，Pch＝P0－P；步骤5a-2、各个充电桩分别获取所连接车辆的电池组容量Cmax和待充电量Cch；步骤5a-3、各个充电桩将步骤5a-2阶段获得的数据通过MQTT消息服务器(4)上报至调度控制中心(2)用于计算各个充电桩的充电功率；步骤5a-4、调度控制中心(2)按照充电功率分配算法进行计算，得出每个充电桩的充电功率；步骤5a-5、将步骤5a-4生成的充电功率数值发送到对应的充电桩，充电桩在收到充电功率数值后按照指定的充电功率进行工作；经过预设的调整时间周期后，跳转至步骤4开始下一工作循环。 5.根据权利要求4所述的一种基于物联网技术的充电桩系统的双向有序充放电方法，其特征在于，所述步骤5a-4中充电功率分配算法具体如下：步骤5a-4-1、初始条件设定：每个充电桩的最大充电功率统一为Pmax，调度控制中心(2)控制的系统内已连接车辆充电桩数量总计为n，已连接车辆的充电桩序号编号从1直至N；步骤5a-4-2、首先计算已连接车辆充电桩全部按照最大充电功率工作所需的总输入功率∑Pmax＝Pmax×n；步骤5a-4-3、将其与步骤5a-1阶段计算得出的Pch进行比较，如Pch≥∑Pmax，则分配每个充电桩按照最大充电功率Pmax进行充电；如Pch＜∑Pmax，按照以下计算方法分配每个充电桩输出的充电功率：计算Pch/Pmax，对计算结果进行向下取整记为m，m即为小区可用于充电桩充电的剩余功率值所能支持的以最大充电功率工作的充电桩个数；如m＝0，则全体充电桩暂停工作，各个充电桩分配到的充电功率为0；若m＞0，按照下述算法进行进一步计算：按照步骤5a-2所取得的Cmax与Cch进行计算，得出每个充电桩的待充电量比例Sch＝Cch/Cmax*100％，形成待充电量比例队列{Sch}和对应充电桩编号队列{N}；对{Sch}队列进行筛选，按照从小到大的顺序取m个元素形成新的队列{Sch-m}，同时生成与{Sch-m}对应的充电桩编号队列{N-m}；对{N-m}充电桩编号队列中的对应充电桩分配Pmax的充电功率进行充电，对于不在{N-m}充电桩编号队列中的充电桩分配其充电功率为0。 6.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的充电桩系统的双向有序充放电方法，其特征在于，所述放电过程具体如下：步骤5b-1、调度控制中心(2)根据步骤4阶段获取的小区实时供电负荷数据P和小区供电最大负荷值P0，计算小区供电功率缺口Pdisch＝P-P0；步骤5b-2、各个充电桩分别获取所连接车辆的电池组容量Cmax和剩余电量Ccu；步骤5b-3、各个充电桩将步骤5b-1、步骤5b-2阶段获得的数据通过MQTT消息服务器(4)上报至调度控制中心(2)用于计算各个充电桩的放电功率；步骤5b-4、调度控制中心(2)按照放电功率分配算法进行计算，得出每个充电桩的放电功率；步骤5b-5：将步骤5b-4生成的放电功率数值发送到对应的充电桩，充电桩在收到放电功率数值后按照指定的放电功率进行工作；经过预设的调整时间周期后，跳转至步骤4开始下一工作循环。 7.根据权利要求6所述的一种基于物联网技术的充电桩系统的双向有序充放电方法，其特征在于，所述步骤5b-4中放电功率分配算法具体如下：步骤5b-4-1、初始条件设定：每个充电桩的放电功率统一为Pout，调度控制中心(2)控制的系统内已连接车辆充电桩数量总计为n，已连接车辆的充电桩序号编号从1直至N；步骤5b-4-2、根据步骤5b-2阶段得到的Cmax和Ccu数据，计算每个充电桩所连接车辆的剩余电量比例S＝Ccu/Cmax×100％，形成放电电量比例队列{Sdisch}和对应充电桩编号队列{Ndisch}；步骤5b-4-3、出于保护车辆电池组的考虑，将{Sdisch}队列中小于等于10％的元素剔除，形成可放电队列{Sout}和对应的充电桩编号队列{Nout}，对于编号不在充电桩编号队列{Nout}的充电桩分配其放电功率为0；步骤5b-4-4、可放电队列{Sout}的元素个数记为m，即参与放电的车辆数量，计算参与放电车辆全部进行放电能够提供的总功率∑Pout＝Pout×m；步骤5b-4-5、将其与步骤11阶段计算得出的Pdisch进行比较：如果Pdisch≥∑Pout，则说明全部可放电的充电桩进行放电依然不能填补小区供电功率缺口，进而向管理后台(1)送出告警，然后将编号对应{Nout}队列的充电桩放电功率分配为Pout向小区回送电量，对于编号不在充电桩编号队列{Nout}的充电桩分配其放电功率为0；如果Pdisch＜∑Pout，计算Pdisch/Pout，计算结果向上取整记为k，k即为参与放电的车辆数量；如k＝m，将编号对应{Nout}队列的充电桩放电功率分配为Pout向小区回送电量，对于编号不在充电桩编号队列{Nout}的充电桩分配其放电功率为0；如k＜m，对{Sout}队列由大到小排序后取前k个元素形成新的{S}队列，同时产生对应的{N}队列，将编号对应{N}队列的充电桩放电功率分配为Pout向小区回送电量，对于编号不在充电桩编号队列{N}的充电桩分配其放电功率为0。
所属类别：	发明专利