本發(fā)明涉及電動汽車充電調(diào)度相關(guān)，尤其涉及一種半矩陣單元及其組成的充電堆調(diào)度系統(tǒng)和調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、電動汽車的普及使得充電設(shè)施需求迅速增長，充電堆作為重要的充電設(shè)施，其調(diào)度和功率分配對于提高充電效率和滿足用戶需求至關(guān)重要。然而，充電堆的功率分配和調(diào)度問題受到多個因素的制約，如充電樁的數(shù)量和功率限制等，目前的充電堆使用的開關(guān)器件較多，可拓展性較差，調(diào)度方式過于復雜。

2、根據(jù)這些需求，需要一種調(diào)度算法簡單的充電堆調(diào)度系統(tǒng)，能夠方便地拓展其中的組成部分，也就是拓展充電單元，并且盡可能地使用較少的開關(guān)器件，并降低開關(guān)器件的配置復雜度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種半矩陣單元及其組成的充電堆調(diào)度系統(tǒng)和調(diào)度方法，可以減少開關(guān)器件的使用，具有較強的可拓展性，且調(diào)度方式簡便。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，擬采用以下技術(shù)：

3、一種半矩陣單元，包括：

4、依次設(shè)置的a個充電模塊，a≥2；

5、依次設(shè)置的a個充電節(jié)點，第i個充電模塊和第i個充電節(jié)點之間直接通過電纜連接，1≤i≤a，當充電節(jié)點連接充電槍的槍端時，充電節(jié)點和槍端之間設(shè)有負載開關(guān)；

6、a*(a-1)/2個調(diào)度開關(guān)，分別設(shè)于第i個充電模塊和第j個充電節(jié)點之間，1≤i≤a，1≤j≤a，i≠j；

7、n個拓展節(jié)點組，各拓展節(jié)點組分別包括依次設(shè)置的a個拓展節(jié)點，第i個拓展節(jié)點也分別通過拓展開關(guān)連接于第i個充電節(jié)點，1≤i≤a。

8、一種充電堆調(diào)度系統(tǒng)，包括b個半矩陣單元，并且：

9、在所述系統(tǒng)中，所有半矩陣單元的a值相同；

10、部分或全部半矩陣單元的充電節(jié)點通過負載開關(guān)連接槍端，充電節(jié)點通過負載開關(guān)連接槍端的半矩陣單元作為充電半矩陣單元，部分半矩陣單元的充電節(jié)點不連接槍端，充電節(jié)點不連接槍端的半矩陣單元作為功率補充半矩陣單元，充電堆調(diào)度系統(tǒng)包括至少一個充電半矩陣單元；

11、各半矩陣單元均連接至少一個半矩陣單元，任意兩個相連的半矩陣單元之間均通過拓展節(jié)點組連接，相連的半矩陣單元的兩個相連拓展節(jié)點組的各對序號相同的拓展節(jié)點兩兩連接，相連的兩個拓展節(jié)點之間有且只有一個拓展開關(guān)。

12、進一步，充電堆調(diào)度系統(tǒng)中，半矩陣單元的連接結(jié)構(gòu)包括支干形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。

13、進一步，當充電堆調(diào)度系統(tǒng)的半矩陣單元連接結(jié)構(gòu)采用支干形結(jié)構(gòu)時：

14、充電堆調(diào)度系統(tǒng)包括一個主線和多個支線，每個支線上包括依次設(shè)置的若干個半矩陣單元；

15、每個支線的第一個半矩陣單元的第一個拓展節(jié)點組均通過電纜連接到主線，對各個支線的第一個半矩陣單元的第一個拓展節(jié)點組，所有序號相同的拓展節(jié)點之間均相連；

16、每個具有至少兩個半矩陣單元的支線中，相鄰半矩陣單元中的前一個半矩陣單元的第i個充電節(jié)點分別連接于后一個半矩陣單元的第一個拓展節(jié)點組的第i個拓展節(jié)點，1≤i≤a。

17、進一步，當充電堆調(diào)度系統(tǒng)的半矩陣單元連接結(jié)構(gòu)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)時，各半矩陣單元串接為單一的閉環(huán)，并且：

18、在各相鄰的兩個半矩陣單元之間，前一個半矩陣單元的第i個充電節(jié)點分別連接于后一個半矩陣單元的第一個拓展節(jié)點組的第i個拓展節(jié)點，1≤i≤a。

19、進一步，當n≥2，且每個支線上均至少有兩個半矩陣單元時，通過將各支線上處于相同次序位置的半矩陣單元分別進行相互連接，將半矩陣單元的連接結(jié)構(gòu)由支干形結(jié)構(gòu)拓展為網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，橫跨不同支線的半矩陣單元之間均通過第x個拓展節(jié)點組進行連接，2≤x≤n。

20、進一步，在需要對所述系統(tǒng)的總充電功率進行擴展時，在任意兩個均具有空閑的拓展節(jié)點組的半矩陣單元之間新增連接若干功率補充半矩陣單元。

21、一種充電堆調(diào)度方法，采用充電堆調(diào)度系統(tǒng)，包括以下步驟：

22、s100：充電堆調(diào)度系統(tǒng)對所有充電半矩陣單元進行實時監(jiān)控，對當前有槍端連接的充電半矩陣單元進行計數(shù)和編號，所述有槍端連接的充電半矩陣單元總數(shù)為c；

23、s200：首先判斷整個系統(tǒng)接收到的所有充電請求的所需充電模塊總數(shù)量是否大于充電堆調(diào)度系統(tǒng)中的充電模塊總數(shù)量，若否，則執(zhí)行s300，若是，則反饋無法滿足充電需求的錯誤信息，并暫停充電；

24、s300：設(shè)置d=1；

25、s400：向第d個有槍端連接的充電半矩陣單元中的各槍端依次進行充電調(diào)度；

26、s500：判斷是否d=c，若是，則完成充電調(diào)度，若否，則使d=d+1，然后返回s400。

27、進一步，s400包括以下步驟：

28、s410：設(shè)置e=1；

29、s420：判斷第e個充電節(jié)點是否連接槍端，若是，則執(zhí)行s430，若否，則使e=e+1，然后再次執(zhí)行s420；

30、s430：對s400所述的半矩陣單元中第e個充電節(jié)點進行充電調(diào)度，包括：

31、s431：判斷第e個充電模塊是否空閑，若是，則在s430所述的半矩陣單元中，斷開第e個充電模塊所連接的所有調(diào)度開關(guān)，導通第e個充電節(jié)點與其對應的槍端之間的負載開關(guān)，使得第e個充電模塊向第e個充電節(jié)點充電，然后執(zhí)行s432，若否，則直接執(zhí)行s432；

32、s432：判斷向第e個充電節(jié)點充電的充電模塊數(shù)量是否與請求的數(shù)量相同，若是，則s430結(jié)束，執(zhí)行s440，若否，則執(zhí)行s433；

33、s433：設(shè)置f=1；

34、s434：判斷半矩陣單元中排除第e個充電模塊以外的第f個充電模塊是否空閑，若是，則導通第f個充電模塊與第e個充電節(jié)點之間的調(diào)度開關(guān)，若否，則斷開第f個充電模塊與第e個充電節(jié)點之間的調(diào)度開關(guān)；

35、s435：判斷向第e個充電節(jié)點充電的充電模塊數(shù)量是否與請求的數(shù)量相同，若是，則s430結(jié)束，執(zhí)行s440，若否，則執(zhí)行s436；

36、s436：判斷是否f=a-1，若是，則執(zhí)行s437，若否，則使f=f+1，然后返回s434；

37、s437：從系統(tǒng)中除第e個充電節(jié)點所在的半矩陣單元以外的半矩陣單元中依次借調(diào)充電模塊進行充電，直到對第e個充電節(jié)點充電的充電模塊數(shù)量達到所請求的數(shù)量；

38、s440：判斷是否e=a，若是，則執(zhí)行s500，若否，則使e=e+1，然后返回s420。

39、本技術(shù)方案的有益效果在于：

40、1、在半矩陣單元中，可以使用極少的開關(guān)器件，并且在將任意一個充電模塊調(diào)度至任意一個充電節(jié)點時，半矩陣單元中的每個調(diào)度開關(guān)在導通時只承載一個充電模塊的輸出電流，因此不需要配置不同型號的調(diào)度開關(guān)。

41、2、充電堆調(diào)度系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)可以使半矩陣單元能夠通過支干形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)形結(jié)構(gòu)互相連接，并且能夠支持系統(tǒng)中的半矩陣單元作為充電半矩陣單元或功率補充半矩陣單元進行使用，而且可以方便地進行充電連接數(shù)量的拓展和充電功率的拓展。

42、3、充電堆調(diào)度方法的實現(xiàn)較為簡單，可以方便地實現(xiàn)充電調(diào)度。