本發(fā)明屬于充電設(shè)施建設(shè)，更具體地，涉及一種面向居住區(qū)的有序共享充電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們充電的需求越來越旺盛。因此，對充電設(shè)施的需求日益增多。

2、從充電樁層面看，現(xiàn)有充電模式可分為車主端、場站端兩種充電模式。

3、車主端充電：車主在自有車位上建設(shè)充電設(shè)施。車主利用“分時電價”避開電網(wǎng)負(fù)荷高峰，實(shí)現(xiàn)“有序”充電?？梢浴胺窒怼弊杂熊囄怀潆姌督o親友充電。這種模式充分利用了私家車位場地來安裝充電設(shè)施，但在居住區(qū)條件下存在缺點(diǎn)和不足：小區(qū)供電配變開放容量無法滿足大量的充電樁接入；大量建設(shè)引起的充電樁占地、線纜通道占地等問題；大量建設(shè)引起的建筑結(jié)構(gòu)破壞；設(shè)備長期帶電存在消防和用電安全事故隱患；單獨(dú)計量計費(fèi)困難、投資建設(shè)成本高；充電設(shè)施利用率很低(年平均充電時長約為280小時/8760小時)，造成電源容量、建成設(shè)施等資源利用率低。

4、場站端充電：由物業(yè)或第三方在公共車位建設(shè)充電設(shè)施。充電場站可以對充電順序進(jìn)行安排，為車主提供“輪流充”“排隊充”“共享充”服務(wù)，也可以在設(shè)定總功率的前提下分配每個充電樁的充電功率，提高充電設(shè)施使用效率。這種模式下供電容量和充電設(shè)施的資源利用率較高，但在居住區(qū)條件下存在缺點(diǎn)和不足：無法利用私家車位，需要占用小區(qū)公共場地；可建成的充電車位數(shù)量較少，無法滿足大量車主的充電需求；車主必須響應(yīng)充電位空余，屬于被動充電，無法按需充電，體驗(yàn)不佳。因此，基于上述問題，尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種面向居住區(qū)的有序共享充電系統(tǒng)，能夠緩解小區(qū)供電配變(公用或?qū)Ｓ?開放容量無法滿足大量的充電設(shè)施接入需求的問題；緩解大量建設(shè)引起的充電設(shè)施占地、線纜通道占地等問題；解決大量建設(shè)引起的飛線、建筑結(jié)構(gòu)破壞、鄰里糾紛和安全事故隱患等問題；解決家用充電設(shè)施使用頻次低，造成電源容量、充電設(shè)施等使用效率較低，形成資源閑置不能合理利用等問題；解決專變供電區(qū)域車位，供電企業(yè)對每個充電設(shè)施單獨(dú)計量計費(fèi)困難，充電電量電費(fèi)無法精準(zhǔn)結(jié)算等問題。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、本發(fā)明的第一方面提供了一種面向居住區(qū)的有序共享充電系統(tǒng)，包括上級電源、充電計量表、控制箱、末端接線盒和充電樁。其中，上級電源為小區(qū)物業(yè)內(nèi)部配電設(shè)備或公用變壓器低壓分支箱。通過上級電源接入多路充電計量表，每一路充電計量表均作為上級電源用戶的子計量點(diǎn)。每一充電計量表連接控制箱，所述控制箱內(nèi)并列安裝多路控制模塊，每一控制模塊下連接一路三相開關(guān)或者三路單相開關(guān)，開關(guān)的分合閘狀態(tài)由控制模塊控制，控制箱分布式安裝在車庫各位置。每一單相或者三相開關(guān)通過末端接線盒連接至對應(yīng)的充電樁，并由控制模塊采集對應(yīng)回路的電氣指標(biāo)值，用于負(fù)荷管理、安全管理和計量管理等；控制模塊基于有序充電分配邏輯對待充電設(shè)備進(jìn)行充電。

4、優(yōu)選地，充電樁間隔安裝于停車位，多個與充電樁的間隔小于間隔閾值的車位基于預(yù)設(shè)的共享邏輯共享同一個充電樁進(jìn)行充電。

5、優(yōu)選地，控制箱采集充電計量表所在回路和/或每一單相開關(guān)對應(yīng)的回路和/或三相開關(guān)對應(yīng)的回路中的電氣指標(biāo)值，在電氣指標(biāo)值超過電氣指標(biāo)閾值時，控制模塊控制開關(guān)分閘，并進(jìn)行預(yù)警。

6、優(yōu)選地，控制箱內(nèi)安裝有檢測水位數(shù)據(jù)的水浸傳感器、檢測煙霧數(shù)據(jù)的煙霧傳感器和檢測溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器；控制箱根據(jù)傳感器檢測數(shù)據(jù)結(jié)合消防負(fù)荷的啟動狀態(tài)對充電功率負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控，其中，若消防負(fù)荷啟動，控制箱控制所有開關(guān)分閘，進(jìn)行斷電操作。

7、優(yōu)選地，若水浸傳感器所測水位數(shù)據(jù)超過水位閾值但消防負(fù)荷未啟動，則控制處于水浸區(qū)位的充電樁斷開，并按照如下公式將水浸區(qū)位的充電功率轉(zhuǎn)移至未有水浸情況的區(qū)域：

8、

9、式中，

10、ptotal為水浸區(qū)域所有充電樁的總功率，

11、pmax,i為第i個充電樁的最大功率容量，

12、pi為第i個未在水浸區(qū)域的充電樁的當(dāng)前充電功率，

13、nsafe為未在水浸區(qū)域的充電樁數(shù)量，

14、vi為第i個未在水浸區(qū)域的充電樁的等待的車輛數(shù)，

15、ptransfer,i為轉(zhuǎn)移到第i個未在水浸區(qū)域的充電樁的功率。

16、優(yōu)選地，若煙霧數(shù)據(jù)超過煙霧閾值時但消防負(fù)荷未動，按照如下公式降低各充電樁的充電功率：

17、

18、式中，

19、pnew為新的充電功率，

20、pinitial為初始充電功率，

21、tcharged為已充電時間，

22、tmax為允許的最大充電時間，

23、qcharged為電池已充入的電量，

24、qtotal為電池的總?cè)萘浚?/p>

25、若pnew≤α×pinitial時，控制箱控制該充電樁退出充電，其中，α小于1。

26、優(yōu)選地，若溫度數(shù)據(jù)超過溫度閾值時但消防負(fù)荷未動，按照如下公式降低各充電樁的充電功率：

27、

28、式中，

29、f為調(diào)節(jié)因子，a?b?c為權(quán)重因子，a取值為0.2，b取值為0.3，c取值為0.5，

30、t為當(dāng)前溫度，

31、tthreshold為溫度閾值，

32、tcharged為已充電時間，

33、tmax為允許的最大充電時間，

34、qcharged為電池已充入的電量，

35、qtotal為電池的總?cè)萘浚?/p>

36、pcurrent為當(dāng)前充電樁的充電功率，

37、pnew為充電樁新的充電功率。

38、優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括對接上級電源對應(yīng)的上級電源的接口模塊，使得所述系統(tǒng)作為電網(wǎng)有序用電的需求響應(yīng)側(cè)，用于獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，控制模塊根據(jù)獲取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，控制所述系統(tǒng)進(jìn)行有序充電和斷電操作。

39、本發(fā)明的第二方面提供了一種面向居住區(qū)的有序共享充電方法包括：

40、步驟1，以小區(qū)內(nèi)部配電設(shè)備或公用變壓器低壓分支箱為上級電源，通過控制箱連接車位處各充電樁，構(gòu)建共享充電系統(tǒng)。

41、步驟2，獲取用戶的充電請求。

42、步驟3，采集上級電源的實(shí)時負(fù)荷，并與上級電源的負(fù)荷上限閾值進(jìn)行比較，確定當(dāng)前可用的總負(fù)荷。

43、步驟4，判斷當(dāng)前可用的總負(fù)荷是否能夠給發(fā)起充電請求的待充電設(shè)備進(jìn)行充電，若能，則執(zhí)行步驟5，否則，執(zhí)行步驟6。

44、步驟5，控制模塊根據(jù)充電請求，控制對應(yīng)的開關(guān)合閘操作，進(jìn)行充電，并根據(jù)水浸傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器的檢測數(shù)據(jù)對充電功率負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時調(diào)控。

45、步驟6，根據(jù)充電請求，將待充電用戶按照充電排隊邏輯進(jìn)行排隊；并返回步驟3。

46、步驟7，充電結(jié)束后，控制模塊檢測對應(yīng)回路電流值持續(xù)低于下限閾值且時長達(dá)到設(shè)定值時，對開關(guān)分閘操作，并結(jié)算用戶充電費(fèi)用。

47、優(yōu)選地，上級電源的實(shí)時負(fù)荷包括充電總負(fù)荷和非充電總負(fù)荷，當(dāng)有非充電總負(fù)荷啟動，且上級電源的實(shí)時負(fù)荷達(dá)到上級電源的負(fù)荷上限閾值時，控制模塊會按照中止充電邏輯進(jìn)行中止充電控制，中止充電的用戶按照充電邏輯進(jìn)行排隊。

48、優(yōu)選地，充電排隊邏輯是用戶優(yōu)先級特征、充電時間特征、充電請求提交的時間順序特征和用戶充電模式特征確定的。

49、優(yōu)選地，確定充電排隊邏輯包括：對用戶優(yōu)先級特征、充電時間特征、充電請求提交的時間順序特征和用戶模式特征轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式；對轉(zhuǎn)換后的每個特征進(jìn)行平均加權(quán)計算，獲得每個用戶的總值；根據(jù)每個用戶的總值，確定充電排隊邏輯。

50、優(yōu)選地，多個用戶共享同一個充電樁的有序充電權(quán)限，一個有序充電權(quán)限具有多個共享賬戶，每個共享賬戶獨(dú)立進(jìn)行充電操作。

51、優(yōu)選地，按照峰谷電價、時段信息和損耗運(yùn)維費(fèi)，結(jié)算用戶充電費(fèi)用。

52、本發(fā)明的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被加載至處理器時實(shí)現(xiàn)上述面向居住區(qū)的有序共享充電方法。

53、本發(fā)明的第四方面提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述面向居住區(qū)的有序共享充電方法。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少包括：

55、1.降低建設(shè)成本。小區(qū)內(nèi)居民自有充電樁建設(shè)平均成本可達(dá)5000-8000元；本方案充分利用了物業(yè)內(nèi)部配電設(shè)備就近接入，且采用共享方式，平均成本約2000-3000元。

56、2.提升可覆蓋充電車位數(shù)量。按每樁7千瓦、同時率0.4計算，每100kw供電容量可供36個車位(樁)。采用共享模式后，可覆蓋108個車位(按3車位共享計算)。

57、3.提升可用容量利用率。通過對上級電源實(shí)時負(fù)荷的采集和響應(yīng)，以及有序用電方案，可以充分利用上級電源中為非充電負(fù)荷設(shè)備預(yù)留的容量，從而提升可開放充電容量，并進(jìn)一步提升可安裝充電樁和可覆蓋充電車位數(shù)。

58、4.提升充電設(shè)備利用率。按每車每年12000公里里程，度電6公里計算，12000/6＝2000度/樁，2000/7＝286小時。共享3個車位后，2000*3＝6000度/樁，858小時。

59、5.降低末端充電價格。在小區(qū)專變下充電，由于無法做到單獨(dú)計量，因此執(zhí)行物業(yè)非居民電價。采用本方案后可以單獨(dú)計量，執(zhí)行居民充電樁電價并可分時。

60、6.安全和社會效益。傳統(tǒng)模式充電樁24小時帶電，存在用電和消防安全隱患，非充電樁業(yè)主反對建設(shè)充電樁意見大。本方案充電樁僅充電時帶電、充滿或不用時不帶電，且?guī)馗袩煾械裙δ?，異常情況自動斷電并發(fā)送預(yù)警信息，大幅降低用電和消防安全隱患，非充電樁業(yè)主能夠接受充電樁建設(shè)。