一种带储能的电动汽车充电系统及方法
阅读：959发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种带储能的电动汽车充电系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种带储能的电动 汽车 充电系统，其包括： 能量 管理模 块 ，以及与所述能量管理模块分别通信相连接的计量模块、储能模块、可控 开关 组、充电模块，在配 电网 与充电模块之间连接有 变压器 ，所述配电线路、储能模块、变压器、可控开关组和充电模块之间通过电 力 电缆 进行连接。本发明还提供了相应的方法。实施本发明，可以实时且动态地将储能装置与充电装置相结合，减少充电设施对配电网实时依赖性，提高了用户体验以及配电网的安全性。，下面是一种带储能的电动汽车充电系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种带储能的电动汽车充电系统，其特征在于包括：能量管理模块，以及与所述能量管理模块分别通信相连接的计量模块、储能模块、可控开关组、充电模块，在配电网与充电模块之间连接有变压器，其中：
所述能量管理模块，其用于获取并分析来自计量模块采集的配电网线路数据，采集储能模块的荷电状态信息，采集充电模块中每台充电机的定量充电需求和实时输出功率；以及用于向可控开关组输出控制信号，控制储能模块的充电或放电功率，控制每台充电机的投运/退运状态及输出功率；
所述计量模块，用于采集并存储配电网线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块；
所述储能模块，与配电线路相连接，用于在能量管理模块的控制下按照指定的功率充电或放电；
所述变压器，用于将配电网的中压电力转换成低压电力；
所述可控开关组，包括多个可控开关，每个可控开关均在能量管理模块的控制下独立接通或断开，用于控制充电模块与储能模块、充电模块经变压器与配电网之间的连接关系；
所述充电模块，与所述储能模块或变压器电连接，至少包括有多台充电机，其用于接收电动汽车充电用户提出的充电的定量需求，并实时反馈给能量管理模块；用于在能量管理模块的控制下，确定每台充电机的投运/退运状态，将来自储能模块或变压器的交流电转换为直流电，给充电车辆进行充电；以及用于将当前的充电功率信息反馈给能源管理模块；
所述配电线路、储能模块、变压器、可控开关组和充电模块之间通过电力电缆进行连接。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能量管理模块与计量模块、可控开关组、储能模块、充电模块之间的通信方式为有线通信或无线通信方式，其中所述有线通信方式采用光纤、网线以及载波中至少一种，无线通信方式采用3G、4G、5G中至少一种。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计量模块包括：
主干线路计量子模块，设置于配电网主干线路上，用于采集存储配电网主干线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块；或/及
分支线路计量子模块，设置于配电网分支线路上，用于采集存储配电网分支线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述储能模块包括可控交直流功率变换器、电池组、荷电状态监测子模块以及通信子模块；
所述充电模块包括至少一台充电机，每一台充电机上连接至少一个用于功率输出的充电插头；在所述充电机上设置有人机交互界面、可控交直流功率变换器、功率计量模块、通信模块以及可控总开关。
5.如权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述储能模块一端通过可控开关连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关连接在充电模块上，所述变压器一端通过可控开关连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关连接在充电模块上，所述储能模块与所述变压器形成并联关系。
6.一种带储能的电动汽车充电方法，其特征在于，所述方法在如权利要求1至5任一项的系统中实现，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，能源管理模块根据计量模块采集的配电网线路数据，测算不同储能模块接入模式下，充电模块从配电网获取的电功率上限值、储能模块从配电网获取的功率上限值、电动汽车充电系统从储能模块获取的功率上限值；
步骤S2，能源管理模块采集所有充电机的实时输出功率，测算新增充电需求；
步骤S3，根据前述步骤的获得的各上限值以及充电机实时输出功率、新增充电需求，对不同电价模式下的充电模块能源来源选择、对储能模块充电/放电功率设置、充电机输出功率进行设置；
步骤S4，在各充电模块中的充电机接收到电动汽车充电需求时，选择充电模块的能源来源，并以所设置的充电机输出功率对电动汽车进行充电。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：
步骤S40，充电机通过人机交互界面接收用户所提交的在所述设置的输出功率基础上的新增需求后，将所述新增需求的需求请示发送给能源管理模块，所述新增需求包括调增需求或调减需求；
步骤S41，能源管理模块在获取来自充电机的新增需求的需求请示后，进行总体供需平衡分析，将充电模块可获取的总供电功率与充电模块当前额定输出功率以及新增需求进行比对；
步骤S42，如果比对结果为可获取的总供电功率不小于需求功率，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节；
如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调增需求，则驳回所述新增需求，维持所述充电机的输出功率；
如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调减需求，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中：
所述步骤S1中的不同储能模块接入模式包括：储能模块接入主干线路模式以及储能模块接入分支线路模式；
所述步骤S3中的不同电价模式包括：高峰电价时段、低谷电价时段以及平价电价时段。
一种带储能的电动汽车充电系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及停车管理技术领域，尤其涉及一种带储能的电动汽车充电系统及方法。
背景技术
[0002] 随着电动汽车的应用规模不断扩大，电动汽车充电成为困扰电动汽车车主及电网公司的大问题。目前单个快速充电设备的功率普遍在数十到上百千瓦。市场调研发现，只有拥有一定数量的快充桩(通常要15台以上)才能够为电动汽车提供较为稳定的充电服务。而这样一个成规模的充电站总容量可达兆瓦级，对于目前主流的10kV中压配电网而言(电动汽车充电设施通常是这个电压等级并入电网，10kV单条配电线路的额定容量约10MW)，快速充电设施并网产生的影响非常显著。若不经过细致规划，规模化电动汽车充电站并网易出现重载 (超过线路额定容量的80％)、过载(超过线路额定容量)问题，对电网的安全运行带来风险。而对城市电网而言，为充电设施专门进行配电网规划其经济性问题有待商榷(从目前的情况看，充电设施的年利用小时数较低，会导致公共电网整体的投资浪费)。
[0003] 将储能装置与充电装置相结合，减少充电设施对配电网实时依赖性的方案已经被提了出来，即在用电谷期及平期对储能装置进行充电，在用电高峰期，通过储能装置为充电设备供电。然而，这种充电方式其储能装置的充电及放电时段往往是统一设定的，而且，多数情况下是受价格引导的，即低电价下充电，高电价下放电。而在10kV电压等级的配电网，每条输电线路的日负荷曲线不是一成不变的，其峰谷时段与峰谷电价对应的峰谷时段也普遍存在不一致性，这使得储能装置在实际应用中的推广范围和应用深度都受到了限制。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带储能的电动汽车充电系统及方法，可以实时且动态地将储能装置与充电装置相结合，减少充电设施对配电网实时依赖性，提高了用户体验以及配电网的安全性。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的一方面，提供一种带储能的电动汽车充电系统，其包括：能量管理模块，以及与所述能量管理模块分别通信相连接的计量模块、储能模块、可控开关组、充电模块，在配电网与充电模块之间连接有变压器，其中：
[0006] 所述能量管理模块，其用于获取并分析来自计量模块采集的配电网线路数据，采集储能模块的荷电状态信息，采集充电模块中每台充电机的定量充电需求和实时输出功率；以及用于向可控开关组输出控制信号，控制储能模块的充电或放电功率，控制每台充电机的投运/退运状态及输出功率；
[0007] 所述计量模块，用于采集并存储配电网线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块；
[0009] 所述变压器，用于将配电网的中压电力转换成低压电力；
[0010] 所述可控开关组，包括多个可控开关，每个可控开关均在能量管理模块的控制下独立接通或断开，用于控制充电模块与储能模块、充电模块经变压器与配电网之间的连接关系；
[0011] 所述充电模块，与所述储能模块或变压器电连接，至少包括有多台充电机，其用于接收电动汽车充电用户提出的充电的定量需求，并实时反馈给能量管理模块；用于在能量管理模块的控制下，确定每台充电机的投运/退运状态，将来自储能模块或变压器的交流电转换为直流电，给充电车辆进行充电；以及用于将当前的充电功率信息反馈给能源管理模块；
[0012] 所述配电线路、储能模块、变压器、可控开关组和充电模块之间通过电力电缆进行连接。
[0013] 优选地，所述能量管理模块与计量模块、可控开关组、储能模块、充电模块之间的通信方式为有线通信或无线通信方式，其中所述有线通信方式采用光纤、网线以及载波中至少一种，无线通信方式采用3G、4G、5G中至少一种。
[0014] 优选地，所述计量模块包括：
[0015] 主干线路计量子模块，设置于配电网主干线路上，用于采集存储配电网主干线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块；或/及
[0016] 分支线路计量子模块，设置于配电网分支线路上，用于采集存储配电网分支线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块。
[0017] 优选地，所述储能模块包括可控交直流功率变换器、电池组、荷电状态监测子模块以及通信子模块；
[0019] 优选地，所述储能模块一端通过可控开关连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关连接在充电模块上，所述变压器一端通过可控开关连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关连接在充电模块上，所述储能模块与所述变压器形成并联关系。
[0020] 相应地，本发明的另一方面，还提供一种带储能的电动汽车充电方法，其在前述的系统中实现，所述方法包括如下步骤：
[0021] 步骤S1，能源管理模块根据计量模块采集的配电网线路数据，测算不同储能模块接入模式下，充电模块从配电网获取的电功率上限值、储能模块从配电网获取的功率上限值、电动汽车充电系统从储能模块获取的功率上限值；
[0022] 步骤S2，能源管理模块采集所有充电机的实时输出功率，测算新增充电需求；
[0023] 步骤S3，根据前述步骤的获得的各上限值以及充电机实时输出功率、新增充电需求，对不同电价模式下的充电模块能源来源选择、对储能模块充电/放电功率设置、充电机输出功率进行设置；
[0024] 步骤S4，在各充电模块中的充电机接收到电动汽车充电需求时，选择充电模块的能源来源，并以所设置的充电机输出功率对电动汽车进行充电。
[0025] 优选地，所述步骤S4进一步包括：
[0026] 步骤S40，充电机通过人机交互界面接收用户所提交的在所述设置的输出功率基础上的新增需求后，将所述新增需求的需求请示发送给能源管理模块，所述新增需求包括调增需求或调减需求；
[0027] 步骤S41，能源管理模块在获取来自充电机的新增需求的需求请示后，进行总体供需平衡分析，将充电模块可获取的总供电功率与充电模块当前额定输出功率以及新增需求进行比对；
[0028] 步骤S42，如果比对结果为可获取的总供电功率不小于需求功率，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节；
[0029] 如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调增需求，则驳回所述新增需求，维持所述充电机的输出功率；
[0030] 如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调减需求，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节。
[0031] 优选地，其中：
[0032] 所述步骤S1中的不同储能模块接入模式包括：储能模块接入主干线路模式以及储能模块接入分支线路模式；
[0033] 所述步骤S3中的不同电价模式包括：高峰电价时段、低谷电价时段以及平价电价时段。
[0034] 实施本发明的实施例，本发明具有如下的有益效果：
[0035] 本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统，通过设置能量管理模块，实时对计量子模块、储能模块、可控开关组、变压器以及充电模块进行管理，可以进行供给侧供电功率分析以及需求侧充电功率分析，从而对充电模块能源来源选择、储能模块充电/放电功率以及充电机输出功率进行设置；并能根据总体的供需平衡分析，对充电机的新增需求进行分析管理。可以实时且动态地将储能装置与充电装置相结合，减少充电设施对配电网实时依赖性，提高了用户体验以及配电网的安全性。附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0037] 图1为本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统的一个实施例的主流程示意图；
[0038] 图2为图1中可控开关组与储能模块、变压器的线路连接路；
[0039] 图3为本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统的另一个实施例的主流程示意图；
[0040] 图4为本发明提供的一种带储能的电动汽车充电方法的一个实施例的主流程示意图；
[0041] 图5为图4中涉及的接入分支线路情形中配电线路功率曲线示意图；
[0042] 图6为图4中涉及的接入主干线路情形中配电线路功率曲线示意图；
[0043] 图7是图4中步骤S4的更详细的流程示意图。
具体实施方式
[0044] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0045] 如图1所示，为本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2所示。在本实施例中，所述带储能的电动汽车充电系统主要包括：能量管理模块1，以及与所述能量管理模块1分别通信相连接的计量模块2、储能模块3、可控开关组4、充电模块5，在配电网与充电模块5之间连接有变压器6，其中：
[0046] 所述能量管理模块1，其用于获取并分析来自计量模块2采集的配电网线路数据，采集储能模块3的荷电状态信息，采集充电模块5中每台充电机的定量充电需求和实时输出功率；以及用于向可控开关组4输出控制信号，控制储能模块3的充电或放电功率，控制每台充电机的投运/退运状态及输出功率；
[0047] 所述计量模块2，用于采集并存储配电网线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块；
[0048] 所述储能模块3，与配电线路相连接，用于在能量管理模块1的控制下按照指定的功率充电或放电；
[0049] 所述变压器6，用于将配电网的中压电力转换成低压电力；
[0050] 所述可控开关组4，包括多个可控开关(见图1中的可控开关1、2、3、4)，每个可控开关均在能量管理模块1的控制下独立接通或断开，用于控制充电模块5与储能模块3、充电模块5经变压器6与配电网之间的连接关系；
[0051] 所述充电模块5，与所述储能模块3或变压器6电连接，至少包括有多台充电机，其用于接收电动汽车充电用户提出的充电的定量需求，并实时反馈给能量管理模块1；用于在能量管理模块1的控制下，确定每台充电机的投运/退运状态，将来自储能模块3或变压器6的交流电转换为直流电，给充电车辆进行充电；以及用于将当前的充电功率信息反馈给能源管理模块1；
[0052] 所述配电线路、储能模块3、变压器6、可控开关组4和充电模块5之间通过电力电缆7进行连接。
[0053] 具体地，在一个例子中，所述能量管理模块1与计量模块2、可控开关组4、储能模块3、充电模块5之间的通信方式为有线通信或无线通信方式，其中所述有线通信方式采用光纤、网线以及载波中至少一种，无线通信方式采用3G、4G、 5G中至少一种。
[0054] 更具体地，在图1中，所述计量模块2具体包括：
[0055] 主干线路计量子模块(即图中与变电站相连接的计量模块)，设置于配电网主干线路上，用于采集存储配电网主干线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块1；及[0056] 分支线路计量子模块，设置于配电网分支线路上，用于采集存储配电网分支线路上的实时功率信息，并发送给能量管理模块1。
[0057] 更具体地，所述储能模块5包括可控交直流功率变换器、电池组、荷电状态监测子模块以及通信子模块(未示出)，可以理解的是，所述储能模块5中所包含的上述具体结构是本领域技术人员所熟知的，在此不进行详述；
[0058] 所述充电模块5包括至少一台充电机，每一台充电机上连接至少一个用于功率输出的充电插头；在所述充电机上进一步设置有人机交互界面、可控交直流功率变换器、功率计量模块、通信模块以及可控总开关，上述细部结构未示出，可以理解的是，上述具体结构是本领域技术人员所熟知的，在此不进行详述。
[0059] 如图2所示，所述储能模块5一端通过可控开关1连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关3连接在充电模块上，所述变压器6一端通过可控开关2连接在配电线路的开关柜上，另一端通过可控开关4连接在充电模块上，所述储能模块与所述变压器形成并联关系。
[0060] 如图3所示，示出了本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统的一个实施例的主流程示意图；在本实施例中，其与图1中的实施例的差别具体为：图1中储能模块3是连接在配电网的分支线路的开关柜上；而图3中储能模块3 是连接在配电网的主干线路的开关柜上，故图3中不用分支线路计量子模块；其他结构可以参照前述对图1和图2的描述。为了区别这两个实施例中不同储能模块接入模式，下文把图1中的接入模式称为储能模块接入主干线路模式，把图3中的接入模式称为储能模块接入分支线路模式。
[0061] 如图4所示，示出了本发明提供的一种带储能的电动汽车充电方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图5至图7所示。在本实施例中，所述带储能的电动汽车充电方法，其在前述图1至图3描述的系统中实现。
[0062] 在描述具体的实施例之前，先简要描述一下本发明的方法所涉及的系统建设及运行基本原则，如下：
[0063] 1、电动汽车充电操作的优先级最高，系统原则上100％满足用户的充电需求，当无法实现时，系统应最大限度为用户提供充电服务；
[0064] 2、在电动汽车充电需求可以得到满足的前提下，在高电价时段，优先通过储能模块向充电模块供电，在低电价时段，优先通过变压器向充电模块供电；
[0065] 3、在有峰谷电价的背景下，储能模块优先在低电价时段充分充电(在同一低价时段内，从储能量下限充至上限，上下限值由使用者根据自身特点设定)，在高电价时段充分放电(在同一高价时段内，从储能量上限放至下限，上下限值由使用者根据自身特点设定)；
[0066] 4、储能模块的充电功率与放电功率可以不一致，原则上放电功率不小于充电功率；
[0067] 5、本系统不向配电网反送电；
[0068] 6、储能模块的主要价值在于缓解用电高峰时段配电网对充电设施供电能力的不足，因此本发明所接入的配电网其负载率越低，则储能模块的充放电功率及储能值越小；
[0069] 7、储能模块放电功率取值上限：变压器额定功率：充电模块总输出功率(忽略充电模块自身能耗，及输出功率等于输入功率)＝1:1:1。
[0070] 具体地，本发明所提供的方法包括如下的步骤：
[0071] 步骤S1，进行系统供给侧供电功率分析，具体地，能源管理模块根据计量模块采集的配电网线路数据，测算不同储能模块接入模式下，充电模块从配电网获取的电功率上限值、储能模块从配电网获取的功率上限值、电动汽车充电系统从储能模块获取的功率上限值；其中，不同储能模块接入模式包括：储能模块接入主干线路模式以及储能模块接入分支线路模式。
[0072] 首先，测算系统可从配电网获取的电功率上限SSmax。
[0073] (1)接入分支线路的情景：
[0074] SSmax＝Min{ΔS1，ΔS2，SC+ST}
[0075] ΔS1＝S1N-S1
[0076] ΔS2＝S2N-S2。
[0077] 结合图1中的连接架构，在图5中，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量子模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率；ΔS1为S1N与S1的差值。S2为tx时刻，能量管理模块通过分支线路计量子模块获取分支线路的实时功率。S2N为分支线路额定功率；ΔS2为S2N与S2的差值。SC为储能模块的额定充电功率，ST为变压器的额定容量。
[0078] (2)接入主干线路的情景：
[0079] SSmax＝Min{ΔS1，SC+ST}
[0080] ΔS1＝S1N-S1。
[0081] 结合图3中的连接架构，在图6中，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率。ΔS1为S1N与S1的差值。SC为储能模块的额定充电功率，ST为变压器的额定容量。
[0082] 其次，测算充电模块可从配电网获取的电功率上限STmax。
[0083] (1)接入分支线路的情景：
[0084] STmax＝Min{ΔS1，ΔS2，ST}
[0085] ΔS1＝S1N-S1
[0086] ΔS2＝S2N-S2。
[0087] 如图5所示，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量子模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率；ΔS1为S1N与S1的差值。S2为tx时刻，能量管理模块通过分支线路计量子模块获取分支线路的实时功率。S2N为分支线路额定功率；ΔS2为S2N与S2的差值。ST为变压器的额定容量。
[0088] (2)接入主干线路的情景：
[0089] STmax＝Min{ΔS1，ΔS2，ST}
[0090] ΔS1＝S1N-S1。
[0091] 如图6所示，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率。ΔS1为S1N与S1的差值。ST为变压器的额定容量。
[0092] 再次，测算储能模块可从配电网获取的功率上限SCmax：
[0093] (1)接入分支线路的情景：
[0094] SCmax＝Min{ΔS1-Sr，ΔS2-Sr，SC}
[0095] ΔS1＝S1N-S1
[0096] ΔS2＝S2N-S2。
[0097] 如图5所示，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量子模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率；ΔS1为S1N与S1的差值。S2为tx时刻，能量管理模块通过分支线路计量子模块获取分支线路的实时功率。S2N为分支线路额定功率；ΔS2为S2N与S2的差值。SC为储能模块的额定充电功率， ST为变压器的额定容量。Sr为能量管理系统从各个充电机获取的新增充电功率需求的总和(新增需求与全部充电站实时总充电功率的加和不超过ST)。
[0098] (2)接入主干线路的情景：
[0099] SSmax＝Min{ΔS1-Sr，SC}
[0100] ΔS1＝S1N-S1。
[0101] 如图6所示，S1为tx时刻，能量管理模块通过主干线路计量模块获取主干线路的实时功率。S1N为主干线路额定功率。ΔS1为S1N与S1的差值。SC为储能模块的额定充电功率，ST为变压器的额定容量。Sr为能量管理系统从各个充电机获取的新增充电功率需求的总和(新增需求与全部充电站实时总充电功率的加和不超过ST)。
[0102] 最后，测算电动汽车充电系统可从储能模块获取的功率上限SDmax：
[0103] SD为储能模块的额定放电功率。当电池组的荷电状态SOC≥0.1时，SDmax＝SD；
[0104] 当SOC＜0.1时，SDmax＝0。
[0105] 步骤S2，进行需求侧充电功率分析，具体地，能源管理模块采集所有充电机的实时输出功率，测算新增充电需求；
[0106] 其中，采用下式采集全面充电机实时输出功率Sr：
[0107] Sr＝ΣSri
[0108] Sri是第i台充电机的实时输出功率。
[0109] 采用下式对新增充电需求Sar进行测算：
[0110] Sar＝ΣSari
[0111] Sari是第i台充电机的新增充电需求。
[0112] 步骤S3，进行系统运行方式选择及功率设置，具体地，根据前述步骤的获得的各上限值以及充电机实时输出功率、新增充电需求，对不同电价模式下的充电模块能源来源选择、对储能模块充电/放电功率设置、充电机输出功率进行设置。其中，不同电价模式包括：高峰电价时段、低谷电价时段以及平价电价时段。
[0113] 首先，进行充电模块能源来源选择：
[0114] (1)在有峰谷电价的背景下
[0115] 在高峰电价时段(电价高)，当SDmax＝SD，且SDmax≥Sr+Sar时，充电模块完全由储能模块供电，如图2所示，可控开关1、2、4断开，可控开关3闭合；当SDmax＝SD，且SDmax＜Sr+Sar时，充电模块由储能模块和变压器共同供电，如图 2所示，可控开关1断开，可控开关2、3、4闭合；当SDmax＝0时，充电模块由变压器供电，如图5所示，可控开关1、3断开，可控开关2、4闭合。
[0116] 在低谷电价时段(电价低)，当STmax≥Sr+Sar时，充电模块完全由变压器供电，如图2所示，可控开关1、3断开，可控开关2、4闭合；当STmax＜Sr+Sar时，充电模块由储能模块和变压器共同供电，如图2所示，可控开关1断开，可控开关2、3、4闭合。
[0117] (2)在没有峰谷电价的背景下
[0118] 在配电网供电不足阶段，即STmax＜Sr+Sar时，充电模块由储能模块和变压器共同供电，如图5所示，可控开关1断开，可控开关2、3、4闭合；在配电网供电充足阶段，即STmax≥Sr+Sar时，充电模块完全由变压器供电，如图5所示，可控开关1、3断开，可控开关2、4闭合。
[0119] 其次，进行储能模块充电/放电功率设置：
[0120] (1)在有峰谷电价的背景下
[0121] 充电功率设置：
[0122] 正常情况下，储能模块在低电价且配电网用电低谷期充电，充电功率取功率变换器最大功率。
[0123] 特殊情况，当在用电高峰期，储能模块的荷电状态SOC≤0.1，而用电高峰期仍然没有结束时，储能模块应进行应急充电。充电电量根据在接下来的用电高峰时段中配电网可能出现的供电量缺额而定，宜按照稍有富余(例如10％的电量裕度)来考虑；充电功率根据配电网负载率情况而定，宜采用快速充电。
[0124] 放电功率设置：
[0125] 正常情况下，在高电价且配电网用电高峰期放电，当STmax≥Sr+Sar时，放电功率取功率变换器最小功率，当STmax＜Sr+Sar时，放电功率应补足变压器供电的差额。
[0126] 特殊情况，当出现配电网失电时，储能模块应进入应急放电模式，放电功率宜根据最低充电需求来设置。
[0127] (2)在没有峰谷电价的背景下
[0128] 充电功率设置：
[0129] 当STmax≥Sr+Sar且SOC＜1时，储能模块进行充电，充电功率在配电网功率裕度允许的范围内取最大值。
[0130] 放电功率设置：
[0131] 当STmax＜Sr+Sar时，储能模块进行放电，放电功率补足变压器供电的差额，即Sr+Sar-STmax。若SOC≤0.1，放电功率取0。
[0132] 另外，进行时充电机输出功率设置：
[0133] 每台充电机均由能源管理模块独立控制，用户可以通过每台充电机的人机交互界面提交充电需求，且中途可以进行新增需求，如调增或调减需求。
[0134] 具体地，如图7所示，实现该新增需求的过程具体包括如下步骤：
[0135] 步骤S40，充电机通过人机交互界面接收用户所提交的在所述设置的输出功率基础上的新增需求后，将所述新增需求的需求请示发送给能源管理模块，所述新增需求包括调增需求或调减需求；
[0136] 步骤S41，能源管理模块在获取来自充电机的新增需求的需求请示后，进行总体供需平衡分析，将充电模块可获取的总供电功率与充电模块当前额定输出功率以及新增需求进行比对；
[0137] 步骤S42，如果比对结果为可获取的总供电功率不小于需求功率，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节；
[0138] 如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调增需求，则驳回所述新增需求，维持所述充电机的输出功率；
[0139] 如果比对结果为可获取的总供电功率小于需求功率时，且所述新增需求为调减需求，则批准所述新增需求，并控制所述充电机完成输出功率的调节。
[0140] 更多的细节请一并参考前述对图1至图3中的描述，在此不进行赘述。
[0141] 实施本发明的实施例，本发明具有如下的有益效果：
[0142] 本发明提供的一种带储能的电动汽车充电系统，通过设置能量管理模块，实时对计量子模块、储能模块、可控开关组、变压器以及充电模块进行管理，可以进行供给侧供电功率分析以及需求侧充电功率分析，从而对充电模块能源来源选择、储能模块充电/放电功率以及充电机输出功率进行设置；并能根据总体的供需平衡分析，对充电机的新增需求进行分析管理。可以实时且动态地将储能装置与充电装置相结合，减少充电设施对配电网实时依赖性，提高了用户体验以及配电网的安全性。
[0143] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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