專(zhuān)利名稱(chēng)：智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)，尤其是智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，電力作為居民多彩生活的重要支撐力量對(duì)人民的生活水平的提高有著不可估量的作用。傳統(tǒng)的發(fā)電手段存在對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重、利用率不高、材料不可再生等缺點(diǎn)，而且資源有限，現(xiàn)階段已經(jīng)不能滿(mǎn)足人民日益增長(zhǎng)的用電需求，在用電高峰期出現(xiàn)限電、停電等舉措，所以發(fā)展清潔能源發(fā)電有著十分重要的意義。目前世界范圍內(nèi)正在掀起清潔能源發(fā)展浪潮，主要能源消費(fèi)大國(guó)都將發(fā)展清潔能源作為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)、保障能源安全和降低溫室氣體排放的重要途徑，美國(guó)、歐盟都提出了中長(zhǎng)期可再生能源發(fā)展目標(biāo)。我國(guó)也不例外，以智能電網(wǎng)的發(fā)展為契機(jī)，高度重視新能源發(fā)電，不斷突破新能源發(fā)電的各種關(guān)鍵難點(diǎn)，促進(jìn)了我國(guó)新能源的規(guī)模化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源變革，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的能源有著重要的意義。智能用電小區(qū)是智能電網(wǎng)在用電環(huán)節(jié)的重要體現(xiàn)，在智能用電小區(qū)建設(shè)清潔能源發(fā)電系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足居民用電的需求，緩解傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行的壓力，還可以使電力用戶(hù)通過(guò)出售多余電能獲取一定的收入。汽車(chē)作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，給人們的生活方式帶來(lái)了巨大的變換，方便了人們的生活，提高了人們的工作效率，但傳統(tǒng)汽車(chē)容易造成環(huán)境污染問(wèn)題。在此背景下，新能源汽車(chē)得到了世界范圍內(nèi)多個(gè)國(guó)家的支持，且形成了新能源汽車(chē)發(fā)展的新一輪熱潮。在所有技術(shù)創(chuàng)新中，電力驅(qū)動(dòng)具有極其重要的地位，具有少耗能、更環(huán)保、更具有可持續(xù)性等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)必然有著廣闊的發(fā)展前景，隨著各種政策的支持，居民將更多的選擇電動(dòng)汽車(chē)作為代步工具。隨著智能用電小區(qū)的發(fā)展，小區(qū)內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的建設(shè)也保證了電動(dòng)汽車(chē)充電的便捷性、實(shí)時(shí)性，促進(jìn)了電動(dòng)汽車(chē)的進(jìn)一步發(fā)展。并網(wǎng)接入技術(shù)是新能源發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，智能用電小區(qū)大范圍的并網(wǎng)接入會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊，造成電能質(zhì)量的不穩(wěn)定以及對(duì)電網(wǎng)頻率造成影響，所以解決清潔能源接入問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行有著重要的意義。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的充電對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行同樣是一個(gè)挑戰(zhàn)，大范圍的充電會(huì)造成電力供應(yīng)不足、電力質(zhì)量下降等不利因素，所以解決電動(dòng)汽車(chē)充電問(wèn)題是十分重要的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，用于解決清潔能源發(fā)電接入對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，減少大量電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的干擾。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)[0008]一種智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，包括管理服務(wù)器、中心 智能終端服務(wù)器以及各充電系統(tǒng)，所述管理服務(wù)器與中心智能終端服務(wù)器進(jìn)行有線連接， 所述中心智能終端服務(wù)器分別與各充電控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線連接。[0009]進(jìn)一步地，所述充電系統(tǒng)包括智能終端服務(wù)器、控制裝置、儲(chǔ)能裝置、切換裝置、保 護(hù)裝置、清潔能源發(fā)電設(shè)備和充電樁，所述智能終端服務(wù)器分別與控制裝置、切換裝置和充 電樁進(jìn)行有線或無(wú)線通信，所述控制裝置分別通過(guò)電力線與儲(chǔ)能裝置和切換裝置連接，所 述保護(hù)裝置分別通過(guò)電力線與切換裝置和充電樁連接，所述清潔能源發(fā)電設(shè)備分別通過(guò)電 力線與切換裝置、控制裝置連接，所述切換裝置進(jìn)行供電電源的切換。[0010]進(jìn)一步地，每個(gè)充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器分別與中心智能終端服務(wù)器及相鄰充 電系統(tǒng)的智能終端進(jìn)行有線或無(wú)線通信。[0011]進(jìn)一步地，每?jī)蓚€(gè)相鄰充電系統(tǒng)的切換裝置均通過(guò)電力線連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)。[0012]進(jìn)一步地，所述中心智能終端服務(wù)器與各充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器之間分別通 過(guò)WiFi或ZigBee進(jìn)行無(wú)線通信并組成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。[0013]進(jìn)一步地，所述智能終端服務(wù)器與充電樁之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或RS485 總線進(jìn)行雙向通信。[0014]進(jìn)一步地，所述智能終端服務(wù)器與控制裝置之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或 RS485總線進(jìn)行雙向通信。[0015]進(jìn)一步地，所述智能終端服務(wù)器與切換裝置之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或 RS485總線進(jìn)行雙向通信。[0016]進(jìn)一步地，所述管理服務(wù)器包括小區(qū)管理服務(wù)器和家庭管理服務(wù)器。[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于[0018]本實(shí)用新型提出的用于電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，用以解決清潔能源 發(fā)電接入對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊、大量電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的巨大壓力問(wèn)題。該系統(tǒng) 可以充分優(yōu)先利用小區(qū)內(nèi)部的清潔能源用于電動(dòng)汽車(chē)充電，在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電的同時(shí)能 夠最大程度地實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)部清潔能源消耗，可以減少小區(qū)用戶(hù)將多余電量出售給電網(wǎng)企業(yè) 所帶來(lái)的電網(wǎng)干擾、減少大量電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的干擾等。


[0019]圖1是本實(shí)用新型智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的能源控制與分配系統(tǒng)作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。[0021]如圖1所示，智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，包括管理服務(wù) 器、中心智能終端服務(wù)器以及多個(gè)充電系統(tǒng)，每個(gè)充電系統(tǒng)均包括智能終端服務(wù)器、控制裝 置、儲(chǔ)能裝置、切換裝置、保護(hù)裝置、清潔能源發(fā)電設(shè)備和充電樁。[0022]管理服務(wù)器包括小區(qū)管理服務(wù)器和家庭管理服務(wù)器小區(qū)管理服務(wù)器負(fù)責(zé)整個(gè)小 區(qū)的電動(dòng)汽車(chē)充電相關(guān)管理，對(duì)家庭授權(quán)使用的清潔能源進(jìn)行控制和分配，在小區(qū)范圍的 實(shí)現(xiàn)清潔能源最大程度的內(nèi)部消耗，盡可能減少接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾，保持電網(wǎng) 的穩(wěn)定，滿(mǎn)足小區(qū)范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)充電需求，同時(shí)使擁有清潔能源的用戶(hù)獲取額外的電費(fèi)收入；家庭管理服務(wù)器負(fù)責(zé)本家庭所擁有的清潔能源的管理，家庭管理服務(wù)器可以直觀地觀察到清潔能源發(fā)電設(shè)備的電量產(chǎn)生量以及儲(chǔ)能裝置的剩余儲(chǔ)存量，并結(jié)合自家擁有的電動(dòng)汽車(chē)的充電需求以及家庭用電需求，決定是否將剩余電量進(jìn)行出售，對(duì)清潔能源發(fā)電剩余電量的使用進(jìn)行授權(quán)，為鼓勵(lì)用戶(hù)將多余清潔能源用于小區(qū)內(nèi)部?jī)?chǔ)能消耗，可以將出售電價(jià)制定與出售給電網(wǎng)企業(yè)一致。中心智能終端服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的具體管理，接收管理服務(wù)器的命令，執(zhí)行相關(guān)操作或者向管理服務(wù)器主動(dòng)上報(bào)相關(guān)終端狀態(tài)信息等。中心智能終端服務(wù)器與各充電系統(tǒng)中的智能終端服務(wù)器采用網(wǎng)狀的通信方式進(jìn)行通信，采用WiFi/ZigBee的無(wú)線通信方式進(jìn)行組網(wǎng)，各充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器之間的通信需要先經(jīng)過(guò)中心智能終端服務(wù)器，由中心智能終端服務(wù)器決定智能終端服務(wù)器的通信對(duì)象。例如，用戶(hù)I所在的充電系統(tǒng)I存在電動(dòng)汽車(chē)充電的需求，其本身所擁有的清潔能源設(shè)備發(fā)電量不能滿(mǎn)足需求，且儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存電量也不足，通過(guò)一定的控制，其優(yōu)先使用小區(qū)內(nèi)部清潔能源，通過(guò)充電樁與智能終端服務(wù)器之間的通信向智能終端服務(wù)器發(fā)送利用其他用戶(hù)的清潔能源的請(qǐng)求，智能終端服務(wù)器將此請(qǐng)求通過(guò)中心智能終端服務(wù)器發(fā)送給小區(qū)管理服務(wù)器，小區(qū)管理服務(wù)器根據(jù)小區(qū)用戶(hù)對(duì)各自的清潔能源使用的授權(quán)結(jié)果將可以利用的清潔能源的用戶(hù)的相關(guān)信息發(fā)送給中心智能終端服務(wù)器，中心智能終端服務(wù)器將通信對(duì)象告知智能終端服務(wù)器，由于智能終端服務(wù)器之間采用網(wǎng)狀通信，所以智能終端服務(wù)器之間很容易建立通信，而且通過(guò)與中心智能終端服務(wù)器之間的通信，可以減少各充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器建立通信對(duì)象的時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，目標(biāo)智能終端服務(wù)器向目標(biāo)切換裝置發(fā)送切換命令，將多余電能通過(guò)環(huán)形結(jié)構(gòu)連接的電纜傳輸給存在充電需求的充電樁。如圖1所示，智能終端服務(wù)器與控制裝置、切換裝置以及充電樁之間可以進(jìn)行雙向通信，通信媒介可以采用相同形式，也可以采用不同形式，通常選擇下述三種中的一種或多種CAN總線、RS232、RS485。正常工作狀態(tài)下，智能終端服務(wù)器根據(jù)清潔能源的發(fā)電量信息(該信息由控制單元進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)送給智能終端)，以及用戶(hù)端暫時(shí)無(wú)需用電的需求，通過(guò)向控制裝置發(fā)送命令，執(zhí)行向儲(chǔ)能裝置充電操作，即在無(wú)電動(dòng)汽車(chē)充電情況下，發(fā)電設(shè)備將發(fā)電量通過(guò)控制裝置的控制，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中；當(dāng)用戶(hù)存在電動(dòng)汽車(chē)充電的需求時(shí)，將電動(dòng)汽車(chē)的充電接口接入充電樁，優(yōu)先使用本用戶(hù)所擁有的清潔能源，如果清潔能源發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量能滿(mǎn)足用戶(hù)設(shè)定的充電容量需求則直接進(jìn)行充電，否則，充電樁與智能終端服務(wù)器進(jìn)行通信，告知這一需求，智能終端服務(wù)器通過(guò)向控制裝置發(fā)送控制命令，儲(chǔ)能裝置開(kāi)始提供其自身儲(chǔ)存的電量，如果執(zhí)行此操作后仍然不能滿(mǎn)足充電需求，就轉(zhuǎn)向前文內(nèi)容所述的小區(qū)內(nèi)部?jī)?chǔ)能消耗的環(huán)節(jié)，如果仍然不能滿(mǎn)足需求，就通過(guò)切換裝置接入市電，最終滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電的需求。切換裝置負(fù)責(zé)市電、本切換裝置所屬用戶(hù)區(qū)域的清潔能源發(fā)電設(shè)備及儲(chǔ)能裝置和本切換裝置所屬用戶(hù)區(qū)域之外的清潔能源發(fā)電設(shè)備及儲(chǔ)能裝置三者之間的電源切換。由于電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中對(duì)充電質(zhì)量要求較高，所以充電樁與切換裝置之間存在保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置能夠保證充電質(zhì)量的穩(wěn)定性，如果電能質(zhì)量較差，可以采取保護(hù)措施停止充電，以免對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電電池造成損害。最后應(yīng)該說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，結(jié)合上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。。
權(quán)利要求1.一種智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括管理服務(wù)器、中心智能終端服務(wù)器以及各充電系統(tǒng)，所述管理服務(wù)器與中心智能終端服務(wù)器進(jìn)行有線連接通信，所述中心智能終端服務(wù)器分別與各充電控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線連接通 目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述充電系統(tǒng)包括智能終端服務(wù)器、控制裝置、儲(chǔ)能裝置、切換裝置、保護(hù)裝置、清潔能源發(fā)電設(shè)備和充電樁，所述智能終端服務(wù)器分別與控制裝置、切換裝置和充電樁進(jìn)行有線或無(wú)線通信，所述控制裝置分別通過(guò)電力線與儲(chǔ)能裝置和切換裝置連接，所述保護(hù)裝置分別通過(guò)電力線與切換裝置和充電樁連接，所述清潔能源發(fā)電設(shè)備分別通過(guò)電力線與切換裝置、控制裝置連接，所述切換裝置進(jìn)行供電電源的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器分別與中心智能終端服務(wù)器及相鄰充電系統(tǒng)的智能終端進(jìn)行有線或無(wú)線通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于每?jī)蓚€(gè)相鄰充電系統(tǒng)的切換裝置均通過(guò)電力線連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述中心智能終端服務(wù)器與各充電系統(tǒng)的智能終端服務(wù)器之間分別通過(guò)WiFi或ZigBee進(jìn)行無(wú)線通信并組成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述智能終端服務(wù)器與充電樁之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或RS485總線進(jìn)行雙向通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述智能終端服務(wù)器與控制裝置之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或RS485總線進(jìn)行雙向通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述智能終端服務(wù)器與切換裝置之間通過(guò)CAN總線、RS232總線或RS485總線進(jìn)行雙向通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)，其特征在于所述管理服務(wù)器包括小區(qū)管理服務(wù)器和家庭管理服務(wù)器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)，尤其是智能用電小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電的能源控制與分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括管理服務(wù)器、中心智能終端服務(wù)器以及各充電系統(tǒng)，所述管理服務(wù)器與中心智能終端服務(wù)器進(jìn)行有線連接通信，所述中心智能終端服務(wù)器分別與各充電控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線連接通信。該系統(tǒng)可以充分優(yōu)先利用小區(qū)內(nèi)部的清潔能源用于電動(dòng)汽車(chē)充電，在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電的同時(shí)能夠最大程度地實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)部清潔能源消耗，可以減少小區(qū)用戶(hù)將多余電量出售給電網(wǎng)企業(yè)所帶來(lái)的電網(wǎng)干擾、減少大量電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的干擾等。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202840567SQ20122038887
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者陳志勇, 宋衛(wèi)峰, 馮海燕, 姚繼明, 張 浩, 蔡萬(wàn)升, 張立武, 李炳林, 梁云, 郭經(jīng)紅 申請(qǐng)人:山西省電力公司太原供電分公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司