基于直流电力载波的充电桩控制方法、设备及直流充电桩

摘要

本发明公开了一种基于直流电力载波的充电桩控制方法、设备、直流充电桩及存储介质，属于电力配电技术领域，该方法包括：获取待充电设备的充电功率信息；根据所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于此得到功率分配调度信息；通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号；将所述传输电压信号发送至所述充电桩，以使所述充电桩据此调整输出功率为待充电设备充电。本发明根据待充电设备的充电功率得到功率分配调度信息，通过直流电力载波对其进行调制再进行传输，充电桩通过解调得到其中包含的功率分配调度信息，即可获得准确的功率信息并进行自律控制，合理进行功率分配和输出，进而实现整个配电系统的整体群控。

说明书

技术领域

本发明涉及电力配电技术领域，尤其涉及一种基于直流电力载波的充电桩控制方法、设备及直流充电桩。

背景技术

相关技术中，传统的充电桩充电过程中须基于充电桩单桩的最大功率容量配备最大功率容量的配电系统，这样在多桩同时充电时会对配电系统造成很大冲击。

发明内容

本发明实施例通过提供一种基于直流电力载波的充电桩控制方法、设备及直流充电桩，解决了现有技术中需要配备最大功率容量的配电系统，在多桩同时充电时会对配电系统造成很大冲击的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种充电桩控制方法，用于充电桩控制设备，所述充电桩控制设备连接有至少一台直流充电桩，包括：

获取所述直流充电桩发送的至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息；

根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果，得到功率分配调度信息；

通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号；

将所述功率分配电压信号发送至所述直流充电桩，以使所述直流充电桩对所述功率分配电压信号进行解调，获得所述功率分配调度信息，并根据所述功率分配调度信息调整输出功率为至少一台所述待充电设备充电。

可选地，所述获取所述直流充电桩发送的至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息，包括：

控制所述直流充电桩检测所述直流充电桩的充电接口是否连接有所述待充电设备；

若检测到所述充电接口连接有所述待充电设备，则执行所述获取所述充电桩发送的至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息。

可选地，将所述功率分配电压信号发送至所述直流充电桩，以使所述直流充电桩对所述功率分配电压信号进行解调，获得所述功率分配调度信息，并根据所述功率分配调度信息调整输出功率为至少一台所述待充电设备充电之后，所述方法还包括：

当所述待充电设备的充电功率发生变化时，基于所述充电功率的变化情况更新所述充电功率信息，并返回执行所述根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果。

可选地，所述将所述功率分配电压信号发送至所述直流充电桩，以使所述直流充电桩对所述功率分配电压信号进行解调，获得所述功率分配调度信息，并根据所述功率分配调度信息调整输出功率为至少一台所述待充电设备充电之后，所述方法还包括：

当有新的待充电设备接入时，添加所述新的待充电设备的新增充电功率信息；

基于所述新增充电功率信息更新所述充电功率信息，并返回执行所述根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果。

可选地，所述方法还包括：

监控至少一个所述直流充电桩进行充电时的充电状态数据；

若所述充电状态数据出现异常，则生成异常信息并关闭对应的异常充电桩；

根据所述异常信息对所述异常充电桩进行问题排查。

根据本发明的第二方面，提供了一种充电桩控制方法，用于直流充电桩，所述直流充电桩与充电桩控制设备连接，包括：

将至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息发送至充电桩控制设备，以使所述充电桩控制设备根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果得到功率分配调度信息，通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制得到功率分配电压信号；

接收所述功率分配电压信号，并根据所述功率分配电压信号调整充电功率为至少一台所述待充电设备充电。

可选地，所述接收所述功率分配电压信号，并根据所述功率分配电压信号调整充电功率为至少一台所述待充电设备充电，包括：

判断所述功率分配电压信号是否为直流信号；

若所述功率分配电压信号是直流信号，则解调所述功率分配电压信号，获得功率分配调度信息；

根据所述功率分配调度信息调整充电功率为至少一台所述待充电设备充电。

根据本发明的第三方面，提供了一种充电桩控制设备，包括：第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的充电桩控制程序，所述充电桩控制程序被所述第一处理器执行时实现第一方面的实现方式中的任一种可能的实现方式中所述的各个步骤。

根据本发明的第四方面，提供了一种直流充电桩，包括：第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的充电桩控制程序，所述充电桩控制程序被所述第二处理器执行时实现第二方面的实现方式中的任一种可能的实现方式中所述的各个步骤。

根据本发明的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有充电桩控制程序，所述充电桩控制程序被处理器执行时实现第一方面或第二方面的实现方式中的任一种可能的实现方式中所述的各个步骤。

本发明实施例提出一种充电桩控制方法、设备、充电桩及存储介质，通过充电桩控制设备获取待充电设备的充电功率信息；根据所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于此得到功率分配调度信息；通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号；将所述传输电压信号发送至所述充电桩，以使所述充电桩据此调整输出功率为待充电设备充电。

本发明通过获取直流充电桩发送的待充电设备的充电功率信息；根据各待充电设备的充电功率信息得到功率分配结果和功率分配调度信息；然后通过直流电力载波调制得到功率分配电压信号并发送给充电桩，充电桩通过解调该功率分配电压信号得到其中的功率分配调度信息，据此调整输出功率为待充电设备进行充电。本发明区别于现有技术中需要配备最大功率容量的配电系统，在多桩同时充电时会对配电系统造成很大冲击的情况，根据待充电设备的充电功率得到功率分配调度信息，通过直流电力载波对其进行调制再进行传输，充电桩通过解调得到其中包含的功率分配调度信息，即可获得准确的功率信息并进行自律控制，合理进行功率分配和输出，进而实现整个配电系统的整体群控。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的充电桩控制设备的结构示意图；

图2为本发明充电桩控制方法的第一实施例的流程示意图；

图3为本发明图2中S201的步骤的具体实施方式的流程示意图；

图4为本发明图2中S204的步骤之后的流程示意图；

图5为本发明充电桩控制方法的第二实施例的流程示意图；

图6为本发明充电桩控制方法的第三实施例的流程示意图；

图7为本发明图6中S602的步骤的具体实施方式的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：获取待充电设备的充电功率信息；根据所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于此得到功率分配调度信息；通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号；将所述传输电压信号发送至所述充电桩，以使所述充电桩据此调整输出功率为待充电设备充电。

现有技术中在利用充电桩进行充电时须基于充电桩单桩的最大功率容量配备最大功率容量的配电系统，这样在多桩同时充电时会对配电系统造成很大冲击。

本发明提供一种解决方案，该方案用于充电桩控制设备，通过充电桩控制设备获取直流充电桩发送的待充电设备的充电功率信息；根据各待充电设备的充电功率信息得到功率分配结果和功率分配调度信息；然后通过直流电力载波调制得到功率分配电压信号并发送给充电桩，充电桩通过解调该功率分配电压信号得到其中的功率分配调度信息，据此调整输出功率为待充电设备进行充电。本发明区别于现有技术中需要配备最大功率容量的配电系统，在多桩同时充电时会对配电系统造成很大冲击的情况，根据待充电设备的充电功率得到功率分配调度信息，通过直流电力载波对其进行调制再进行传输，充电桩通过解调得到其中包含的功率分配调度信息，即可获得准确的功率信息并进行自律控制，合理进行功率分配和输出，进而实现整个配电系统的整体群控。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的说明书和权利要求书中的“第一”、“第二”用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或者先后次序，应该理解这样的数据在适当的情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了这里图示或者描述的那些以外的顺序实施。

参照图1，图1为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的充电桩控制设备的结构示意图。

如图1所示，该充电桩控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对充电桩控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、信息获取模块、功率分配模块、信号输出模块以及充电桩控制程序，其中，信号输出模块又可细化为信息处理模块和信号传输模块。

在图1所示的充电桩控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明充电桩控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在充电桩控制设备中，充电桩控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的充电桩控制程序，并执行本发明实施例提供的充电桩控制方法。

基于上述硬件结构但不限于上述硬件结构，本发明提供一种充电桩控制方法第一实施例。参照图2，图2为本发明充电桩控制方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述方法用于充电桩控制设备，所述充电桩控制设备连接有至少一台直流充电桩，包括：

步骤S201，获取所述直流充电桩发送的至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息；

在本实施例中，执行主体为充电桩控制设备，充电桩控制设备可接收其控制的充电桩发送过来的关于待充电设备的充电功率信息，该充电功率信息中含有对应的待充电设备所需的充电功率。

在一具体实施方式中，参照图3，图3为本发明图2中S201的步骤的具体实施方式的流程示意图，包括：

步骤A10，控制所述直流充电桩检测所述直流充电桩的充电接口是否连接有所述待充电设备；

直流充电桩开启后，充电桩控制设备可控制各直流充电桩检测自身的充电接口是否有待充电设备接入。本实施例中，待充电设备主要包括光伏充电站站内设备、民用住宅及办公场所用电设备以及储能电池等，而对于不同的待充电设备配备有与之对应的充电桩。

步骤A20，若检测到所述充电接口连接有所述待充电设备，则执行所述获取所述直流充电桩发送的至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息。

若检测到有待充电设备接入，则确定有设备接入的直流充电桩，然后通过这些直流充电桩的接口获取与其连接的待充电设备的充电功率信息，以确定该待充电设备的充电功率，直流充电桩在获取到这些充电功率信息后将这些信息发送给充电桩控制设备，便于充电桩控制设备根据充电功率信息完成后续处理。

步骤S202，根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果，得到功率分配调度信息；

在前述获得各个待充电设备的充电功率信息后，根据这些充电功率信息确定各个待充电设备的充电功率，然后生成包含待充电设备所需充电功率的功率分配结果。

而在得到该功率分配结果后，根据该结果生成功率分配调度信息，功率分配调度信息包含了对需要充电的直流充电桩的充电控制指令以及要求对应直流充电桩的输出功率，因此可利用该功率分配调度信息控制直流充电桩进行功率调整和输出。

步骤S203，通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号；

为了通过电力线传输前述所得功率分配调度信息，要将该功率分配调度信息叠加到适合传输的电信号中，因此在本实施例中，通过直流电力载波对功率分配调度信息进行调制，得到功率分配电压信号，然后再传输该功率分配电压信号。

步骤S204，将所述功率分配电压信号发送至所述直流充电桩，以使所述直流充电桩对所述功率分配电压信号进行解调，获得所述功率分配调度信息，并根据所述功率分配调度信息调整输出功率为至少一台所述待充电设备充电。

在得到前述功率分配电压信号后，将其通过电力线发送至直流充电桩。直流充电桩通过符合直流线路电压要求的耦合电容来配置直流PLC通信模组，并通过该直流PLC通信模组与供电电路进行耦合，在接收到功率分配电压信号后，对功率分配电压信号进行解调，得到其中功率分配调度信息，并根据功率分配调度信息调整自身的输出功率，根据输出功率确定输出电流，然后通过第一电流转换器将输出电流转换为所需的目标直流电。其中，第一电流转换器为DC/DC转换器。

在得到前述目标直流电后，通过在充电桩端预先设置的第一载波节点将该目标直流电传输至电力线上，通过电力线传输至设备端，然后通过在设备端预先设置的第二载波节点接收该目标直流电，然后通过第二电流转换器将目标直流电转换为所需的充电电流。其中，第二电流转换器为DC/DC转换器或DC/AC转换器。具体的，对于需要直流电的待充电设备例如光伏充电站站内设备和储能电池，则利用DC/DC转换器将目标直流电转换为直流充电电流；而对于需要交流电的待充电设备例如民用住宅及办公场所中的市电设备，则利用DC/AC转换器将目标直流电转换为交流充电电流。

最后得到前述待充电设备所需的充电电流后，将该充电电流通过待充电设备的充电接口传输给待充电设备，对待充电设备进行充电。

在本实施例中，根据各个待充电设备所需的充电功率生成功率分配结果和对应的功率分配调度信息，并通过直流电力载波调制将该功率分配调度信息发送给各直流充电桩，各个连接有待充电设备的直流充电桩解调得到功率分配调度信息即可据此进行功率分配，合理进行功率输出和调整，从而完成充电，以实现各充电桩的自律控制，进而实现系统的整体群控。

进一步地，参照图4，图4为本发明图2中S204的步骤之后的流程示意图，将所述功率分配电压信号发送至所述直流充电桩，以使所述直流充电桩对所述功率分配电压信号进行解调，获得所述功率分配调度信息，并根据所述功率分配调度信息调整输出功率为至少一台所述待充电设备充电之后，所述方法还包括：

步骤S401，当所述待充电设备的充电功率发生变化时，基于所述充电功率的变化情况更新所述充电功率信息，并返回执行所述根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果，得到功率分配调度信息；

在实际充电过程中，待充电设备的实时状态可能发生变化，其所需的充电功率也可能随之发生变化，因此当待充电设备所需的充电功率发生变化时，根据其功率变化情况，实时更新充电功率信息，并根据更新后的充电功率信息重新调整生成功率分配结果和功率分配调度信息，经过相应处理后发送给各直流充电桩，各直流充电桩根据调整后的功率分配调度信息，调整输出功率完成充电。

步骤S402，当有新的待充电设备接入时，添加所述新的待充电设备的新增充电功率信息；

在实际充电过程中，除了如前述所说已接入设备的充电功率可能发生变化以外，还可能会有新的待充电设备接入请求充电，因此当有新的待充电设备接入时，首先获取该新的待充电设备的所需充电功率，并添加其充电功率信息。

步骤S403，基于所述新增充电功率信息更新所述充电功率信息，并返回执行所述根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果，得到功率分配调度信息。

在前述添加了新增的充电功率信息之后，实时更新充电功率信息，并根据更新后的充电功率信息重新调整生成功率分配结果和功率分配调度信息，经过相应处理后发送给各直流充电桩，各直流充电桩根据调整后的功率分配调度信息，调整输出功率完成充电。

由此可以在各待充电设备和与之对应的直流充电桩的充电功率信息发生变化时，可以实时动态的调整功率分配结果和功率分配调度信息，各直流充电桩可以据此实时调整充电输出功率，从而保障设备充电的正常进行。

参照图5，图5为本发明充电桩控制方法的第二实施例的流程示意图，所述方法还包括：

步骤S501，监控至少一个所述直流充电桩进行充电时的充电状态数据；

在本实施例中，在每个直流充电桩上还安装了一套监控设备，通过该监控设备可以实时监控与之对应的直流充电桩的充电状态数据，即监控直流充电桩输出的实时电流、实时电压以及实时功率中的至少一种。

步骤S502，若所述充电状态数据出现异常，则生成异常信息并关闭对应的异常充电桩；

基于预设的直流充电桩输出的正常范围和与直流充电桩连接的待充电设备的所需充电功率信息，当检测到直流充电桩的实时状态数据出现异常时，马上关闭出现异常的充电桩，并生成异常信息。

步骤S503，根据所述异常信息对所述异常充电桩进行问题排查。

在异常处理模块接收到前述异常信息后，根据该异常信息确定出现异常的充电桩并对其进行故障排查，待问题解决后再重新开启该充电桩。

由此可以实时监控各直流充电桩的实时状态，在直流充电桩出现异常时及时对异常充电桩进行问题排查，从而保证充电过程的安全进行。

参照图6，图6为本发明充电桩控制方法第三实施例的流程示意图。

本实施例中，所述方法用于直流充电桩，所述直流充电桩与充电桩控制设备连接，包括：

步骤S601，将至少一台所述待充电设备的至少一个充电功率信息发送至充电桩控制设备，以使所述充电桩控制设备根据至少一个所述充电功率信息，生成功率分配结果，并基于所述功率分配结果得到功率分配调度信息，通过直流电力载波对所述功率分配调度信息进行调制得到功率分配电压信号；

在本实施例中，执行主体为直流充电桩，当直流充电桩检测到有待充电设备接入后，获取该待充电设备的充电功率信息，然后将该充电功率信息发送给充电桩控制设备，充电桩控制设备在接收到这些充电功率信息后生成功率分配结果，并基于功率分配结果生成功率分配调度信息，然后将所得功率分配调度信息进行调制后得到功率分配电压信号，将功率分配电压信号传输给各直流充电桩。

步骤S602，接收所述功率分配电压信号，并根据所述功率分配电压信号调整充电功率为至少一台所述待充电设备充电。

直流充电桩在接收到前述功率分配电压信号后，对该功率分配电压信号进行解调，得到其中包含的功率分配调度信息，然后根据功率分配调度信息调整自身的输出功率。

在一具体实施方式中，参照图7，图7为本发明图6中S602的步骤的具体实施方式的流程示意图，包括：

B10，判断所述功率分配电压信号是否为直流信号；

在接收到前述功率分配电压信号后，首先判断其是否为直流信号，即是否为通过直流电力载波调制所得的功率分配电压信号，若是，则执行后续操作。

B20，若所述功率分配电压信号是直流信号，则解调所述功率分配电压信号，获得功率分配调度信息；

B30，根据所述功率分配调度信息调整充电功率为至少一台所述待充电设备充电。

在得到前述功率分配电压信号后，对该功率分配电压信号进行解调，得到其中的功率分配调度信息，并根据功率分配调度信息调整自身的输出功率。

由此可以将各个待充电设备所需的充电功率发送给充电桩控制设备，得到充电桩控制设备生成的功率分配结果和功率分配调度信息，并可根据该功率分配调度信息进行功率分配，合理调整功率输出，从而顺利完成充电，以实现各充电桩的自律控制，进而实现系统的整体群控。

此外，在一实施例中，本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现前述第一实施例中方法的步骤。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。

在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。

作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(HTML，Hyper Text MarkupLanguage)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。

作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。