本發(fā)明涉及電動(dòng)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(dòng)汽車的普及使得充電設(shè)施需求迅速增長(zhǎng)，充電堆作為重要的充電設(shè)施，其調(diào)度和功率分配對(duì)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(wèn)題受到多個(gè)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(guò)于復(fù)雜。

2、根據(jù)這些需求，需要一種調(diào)度算法簡(jiǎn)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(fù)雜度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)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(qiáng)的可拓展性，且調(diào)度方式簡(jiǎn)便。

2、為了實(shí)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(gè)充電模塊，a≥2；

5、依次設(shè)置的a個(gè)充電節(jié)點(diǎn)，第i個(gè)充電模塊和第i個(gè)充電節(jié)點(diǎn)之間直接通過(guò)電纜連接，1≤i≤a，當(dāng)充電節(jié)點(diǎn)連接充電槍的槍端時(shí)，充電節(jié)點(diǎn)和槍端之間設(shè)有負(fù)載開關(guān)；

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

7、n個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)組，各拓展節(jié)點(diǎn)組分別包括依次設(shè)置的a個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)，第i個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)也分別通過(guò)拓展開關(guān)連接于第i個(gè)充電節(jié)點(diǎn)，1≤i≤a。

8、一種充電堆調(diào)度系統(tǒng)，包括b個(gè)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(diǎn)通過(guò)負(fù)載開關(guān)連接槍端，充電節(jié)點(diǎn)通過(guò)負(fù)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(diǎn)不連接槍端，充電節(jié)點(diǎn)不連接槍端的半矩陣單元作為功率補(bǔ)充半矩陣單元，充電堆調(diào)度系統(tǒng)包括至少一個(gè)充電半矩陣單元；

11、各半矩陣單元均連接至少一個(gè)半矩陣單元，任意兩個(gè)相連的半矩陣單元之間均通過(guò)拓展節(jié)點(diǎn)組連接，相連的半矩陣單元的兩個(gè)相連拓展節(jié)點(diǎn)組的各對(duì)序號(hào)相同的拓展節(jié)點(diǎn)兩兩連接，相連的兩個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)之間有且只有一個(gè)拓展開關(guān)。

12、進(jìn)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(jìn)一步，當(dāng)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(shí)：

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

15、每個(gè)支線的第一個(gè)半矩陣單元的第一個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)組均通過(guò)電纜連接到主線，對(duì)各個(gè)支線的第一個(gè)半矩陣單元的第一個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)組，所有序號(hào)相同的拓展節(jié)點(diǎn)之間均相連；

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

17、進(jìn)一步，當(dāng)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(shí)，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(gè)半矩陣單元之間，前一個(gè)半矩陣單元的第i個(gè)充電節(jié)點(diǎn)分別連接于后一個(gè)半矩陣單元的第一個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)組的第i個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)，1≤i≤a。

19、進(jìn)一步，當(dāng)n≥2，且每個(gè)支線上均至少有兩個(gè)半矩陣單元時(shí)，通過(guò)將各支線上處于相同次序位置的半矩陣單元分別進(jìn)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(guò)第x個(gè)拓展節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行連接，2≤x≤n。

20、進(jìn)一步，在需要對(duì)所述系統(tǒng)的總充電功率進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，在任意兩個(gè)均具有空閑的拓展節(jié)點(diǎn)組的半矩陣單元之間新增連接若干功率補(bǔ)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(duì)所有充電半矩陣單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)當(dāng)前有槍端連接的充電半矩陣單元進(jìn)行計(jì)數(shù)和編號(hào)，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(gè)系統(tǒng)接收到的所有充電請(qǐng)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(wú)法滿足充電需求的錯(cuò)誤信息，并暫停充電；

24、s300：設(shè)置d=1；

25、s400：向第d個(gè)有槍端連接的充電半矩陣單元中的各槍端依次進(jìn)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(jìn)一步，s400包括以下步驟：

28、s410：設(shè)置e=1；

29、s420：判斷第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)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(duì)s400所述的半矩陣單元中第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電調(diào)度，包括：

31、s431：判斷第e個(gè)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(gè)充電模塊所連接的所有調(diào)度開關(guān)，導(dǎo)通第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)的槍端之間的負(fù)載開關(guān)，使得第e個(gè)充電模塊向第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)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(gè)充電節(jié)點(diǎn)充電的充電模塊數(shù)量是否與請(qǐng)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(gè)充電模塊以外的第f個(gè)充電模塊是否空閑，若是，則導(dǎo)通第f個(gè)充電模塊與第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)度開關(guān)，若否，則斷開第f個(gè)充電模塊與第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)度開關(guān)；

35、s435：判斷向第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)充電的充電模塊數(shù)量是否與請(qǐng)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(gè)充電節(jié)點(diǎn)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(jìn)行充電，直到對(duì)第e個(gè)充電節(jié)點(diǎn)充電的充電模塊數(shù)量達(dá)到所請(qǐng)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(gè)充電模塊調(diào)度至任意一個(gè)充電節(jié)點(diǎn)時(shí)，半矩陣單元中的每個(gè)調(diào)度開關(guān)在導(dǎo)通時(shí)只承載一個(gè)充電模塊的輸出電流，因此不需要配置不同型號(hào)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(guò)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(bǔ)充半矩陣單元進(jìn)行使用，而且可以方便地進(jìn)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(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，可以方便地實(shí)現(xiàn)充電調(diào)度。