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专利名称：区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311323984.2

专利申请（专利权）人：国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司,广州普瑞电力控制系统设备有限公司
权利人地址：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市区北京南路35号

专利发明（设计）人：发明人:居来提·阿不力孜,汤玉峰,汤德海,柯腾,缪刚,程雪峰,杜建城,陈疆,胡可涵,胡健民,杨湧,杨纪磊,郭健锋,王青越,于文海,摆文志,姜亚雷,李鹏

专利摘要：本发明公开区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统；涉及电力系统控制技术领域，包括：柔性有序充电控制终端，用于对用电负荷、储能装置模块、光伏电源模块、电网供电模块、充电桩模块进行监测；分布式电源，用于与电网供电网连接并对电网供电网接入进行控制；储能DES控制模块，用于对光伏电源发电和电网供电模块的供电进行存储控制；充电负荷迁移控制终端，用于提供电能输出对外接设备充电控制；用电负荷迁移控制终端，用于对用电负荷的用电量进行监测控制；配电台区控制终端；新型负荷管理系统；和柔性有序充电运营商管理平台。本发明促进城市建设更多的公共充电桩，充电更方便，让城市供电更安全、更稳定。

主权利要求：
1.区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：包括：柔性有序充电控制终端，用于对用电负荷、储能装置模块、光伏电源模块、电网供电模块、充电桩模块进行监测，在自治区域范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下由充电控制终端自主识别、判断并对每一个充电桩的控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡分配；
分布式电源，用于与电网供电网连接并对电网供电网接入进行控制；
储能DES控制模块，用于对光伏电源发电和电网供电模块的供电进行存储控制；
充电负荷迁移控制终端，用于提供电能输出对外接设备充电控制；
用电负荷迁移控制终端，用于对用电负荷的用电量进行监测控制；
配电台区控制终端，用于采集数据并计算台区内的“网源荷储充”的功率平衡，根据计算结果向充电负荷迁移控制终端和用电负荷迁移控制终端发出负荷迁移指令，使得台区内实现自治型的“网源荷储充”功率平衡控制；
新型负荷管理系统，负责变电站过载、区县、城市电网需求侧响应的数据采集、计算和柔性充电站/桩功率控制调节的指令发布，实现电网级的充电负荷需求侧响应的控制和管理；
柔性有序充电运营商管理平台；用于充电桩、充电站和供电网路的运营控制和管理；
所述分布式电源、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端连接，所述柔性有序充电控制终端与充电负荷迁移控制终端连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端连接，所述配电台区控制终端与新型负荷管理系统连接，所述柔性有序充电控制终端还连接柔性有序充电运营商管理平台；
所述负荷迁移控制终端的负荷迁移控制策略为：
充电实时功率计算：CSAPi＝ACSAPi+DCSAPi；公式(1)交流充电需求功率计算：DACSAPi＝∑DFACn；公式(2)直流充电实时功率计算：DCSAPi＝∑FDCm；公式(3)直流充电需求功率计算：DDCSAPi＝∑DFDCm；公式(4)分布式电源功率计算：DGN＝∑DGNy；公式(5)分布式储能功率计算：DES＝∑DESz，储能充电和放电双向功率；公式(6)供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi，只有充电负荷；公式(7)供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi+DGNi，加入分布式发电；
公式(8)供电实时功率计算：
RSAPi ＝CSAPi+DGN+DES，双向功率，加入分布式发电和储能； 公式(9)供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)<0公式(10)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(11)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP<0；公式(12)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(13)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
线路实时功率计算：RLAP＝RSAPi，单组充电负荷；公式(14)线路实时功率计算：RLAP＝∑RSAPi，多组充电负荷在同一线路时，加入充电负荷迁移；公式(15)线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)<0公式(16)按设柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(17)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD；公式(18)台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD+∑TLADj，加入负荷迁移；公式(19)台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)<0公式(20)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(21)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
变电站需求响应调节功率计算:if(SUB?RSAPi)<0公式(22)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
变电站需求响应调节功率计算：
if(SUB?RSAPi)>0 & if (DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi) > 0 公式(23)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
区县需求响应调节功率计算:if(ARE?RSAPi)<0公式(24)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
区县需求响应调节功率计算:
if(ARE?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(25)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
城市需求响应调节功率计算:if(CTY?RSAPi)<0公式(26)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；
城市需求响应调节功率计算:
if(CTY?RSAPi)>0 & if (DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi) > 0 公式(27)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；
其中，供电平衡功率SAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；
供电实时功率RSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；
充电实时功率CSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的充电功率；
交流充电桩实时功率ACSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的交流充电功率；
直流充电桩实时功率DCSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的直流充电功率；
需量平衡功率DAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；
需量实时功率RDAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；
需量时间因子KDAP；线路平衡功率LAP；线路实时功率RLAP；
台区平衡功率TAP；台区实时功率RTAP；变电站需求响应功率SUB；
区县需求响应功率ARE；城市需求响应功率CTY；
柔性交流充电需求功率DFAC1,DFAC2,……DFACn；
柔性交流充电总需求功率DACSAP；柔性交流充电负荷功率FAC1,FAC2,……FACn；
柔性直流充电需求功率DFDC1,DFDC2,……DFDCm；
柔性直流流充电总需求功率DDCSAP；
柔性直流充电负荷功率FDC1,FDC2,……FDCm；刚性用电负荷功率LAD；
刚性迁移负荷功率TLAD1,TLAD2,……,TLADj；
分布式电源功率DGN1,DGN2,……DGNy；
分布式电源功率DGN；分布式储能功率DES1,DES2,……DESz；
分布式储能功率DES；
其中，公式(7)、(8)、(9)分别用于区分只有充电负荷、充电负荷+分布式发电、充电负荷+分布式发电+分布式储能三种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算；公式(14)、(15)分别用于区分充电负荷、负荷迁移型充电负荷两种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算；公式(18)、(19)分别用于区分固定用电负荷、负荷迁移型用电负荷两种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算。
2.根据权利要求1所述的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：所述柔性有序充电控制终端包括：交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端，按照新型负荷管理系统给出的供电SAP、需量DAP、线路LAP、台区TAP、变电站SUB、区县ARE、城市CTY的指令定值，采集对应的数据并计算对应的充电桩调节控制目标值，向交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端发出调节控制指令实现充电功率的升或降的调节，在接入分布式能源和储能的情况下控制储能装置模块运行在储能、放电、停止三种不同的工作模式下，以保持充电的“网源荷储充”的功率平衡。
3.根据权利要求2所述的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：所述交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端通过监测电源进线的单相/三相电流、电压、功率参数，采用在桩枪之间嵌入网关的模式监测控制桩枪之间的PWM/PLC握手通信传递信号，并给出目标值控制信号到充电桩，通过PLC/CAN/4G/LoRa通信接口与柔性有序充电控制终端通信接收调节控制指令定值，对每一个充电枪进行功率控制调节。
4.根据权利要求2所述的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：所述交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端、分布式电源、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端通过光纤/双绞线/载波通信方式连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷管理系统通过无线/专网通信方式连接，所述柔性有序充电控制终端通过4G无线通信与柔性有序充电运营商管理平台。
5.根据权利要求1所述的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：所述柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：由多个交流充电桩，多个直流充电桩构成的单一供电系统遵循的柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：平均分配制?按调节的功率值的百分比值，平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；
均分直流桩加权制?按调节的功率值的百分比值，直流充电桩加权后平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；
先来权重优先制?按先来优先的加权分配系数，分配每个充电桩的功率调节值；
VIP服务权重优先制?按充电价格比值决定分配每一个充电桩的充电功率调节值。
6.根据权利要求1所述的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，其特征在于：所述柔性有序充电控制终端包括减充电功率调节控制策略和加充电功率调节控制策略；其中，减充电功率调节控制策略的顺序为：1)进行充电负荷迁移、2)进行用电负荷迁移、3)投用分布式储能、4)调节充电负荷；
加充电功率调节控制策略的顺序为：1)调节充电负荷、2)退出分布式储能、3)进行用电负荷迁移、4)进行充电负荷迁移。 说明书 : 区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统技术领域[0001] 本发明涉及电力系统控制技术领域，尤其涉及区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统。背景技术[0002] 随着碳达峰、碳中和全球目标的确定，电动汽车已成为当今和未来交通工具的趋势，如何在现有的电网架构的供电容量和布线条件下，满足越来越多的电动车的充电，尤其是在家庭、小区、办公、企业、各类公共场所的停车位上提供充电设施方便电动车停车即可充电的条件，是影响电动车广泛使用的主要瓶颈。充电难，装充电桩更难，这是影响新能源电动汽车更大范围应用的主要制约因数，车辆的电动化是国家的发展战略，中国已经在电动车这个产业上引领全球了，充电理所当然的是这个战略重要的一员，也一定是电网的首要战略任务；既要服务好电动汽车的充电行业、满足社会使用用电动汽车出行的需求，又能确保电网安全稳定和高效经济的运行，是电网企业当前需要在技术和管理上进行攻关突破的关键要点。[0003] 电网的特点是用多少电、供多少电、发多少电在每一秒钟都必须是平衡的，否则就会发生事故导致停电，或者空转损耗浪费资源，其中最基本的要求是确定的用电负荷和时间，没有这样的确定性就难以保证这种平衡。而这一特点，恰恰是现有的电网供电设施和供电能力无法适应大范围、大规模无序不可控充电桩报装所形成的供电容量“负担”或需求，导致这个平衡点的失衡，可能引发大范围的电网事故或进行大规模的投资建设引致资源的过度耗费，这是电网面临的全球性问题和挑战。[0004] 能够不增或少增供电容量、不扩建或少扩建充电线路就可以让每个停车位都具备充电能力，只有采用智能化、柔性化控制方式的供电和充电系统就可能实现这种能力，因此，亟需在新型负荷控制管理系统实现充电桩柔性有序的需求响应调节控制，实行区域自治和需求响应协同网源荷储充运行的柔性有序充电控制系统。发明内容[0005] 为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，可以广泛地应用于各类公共或私有停车库、停车位、停车场的交直流充电桩、充电站，这种控制系统，既能满足大范围、大规模在停车位安装相应的交直流充电桩并对电动汽车进行充电的需求，又能符合电网或供电企业保证供电线路、供电台区、变电站变压器、区县、城市电网供电安全稳定和经济运行的要求，涉及到电力系统的配电、用电、电动车充电、新型电力系统及其数字技术领域。解决的方法是让每个充电桩都对电网“知情听话”，让每一次充电都“柔性可控”，能根据电网允许的条件控制“什么时间”充电，“充多大”的电流，就可以在现有电网框架下，通过适当的配套和扩容，进行大范围、大规模的安装和使用充电桩了。[0006] 本发明提出的技术方案为：[0007] 区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统；包括：[0008] 柔性有序充电控制终端，用于对用电负荷、储能装置模块、光伏电源模块、电网供电模块、充电桩模块进行监测，在自治区域范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下由充电控制终端自主识别、判断并对每一个充电桩的控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡分配；[0009] 分布式电源、用于与电网供电网连接并对电网供电网接入进行控制；[0010] 储能DES控制模块，用于对光伏电源发电和电网供电模块的供电进行存储控制；[0011] 充电负荷迁移控制终端，用于提供电能输出对外接设备充电控制；[0012] 用电负荷迁移控制终端，用于对用电负荷的用电量进行监测控制；[0013] 配电台区控制终端，用于采集数据并计算台区内的“网源荷储充”的功率平衡，根据计算结果向充电负荷迁移控制终端和用电负荷迁移控制终端发出负荷迁移指令，使得台区内实现自治型的“网源荷储充”功率平衡控制；[0014] 新型负荷管理系统，负责变电站过载、区县、城市电网需求侧响应的数据采集、计算和柔性充电站/桩功率控制调节的指令发布，实现电网级的充电负荷需求侧响应的控制和管理；[0015] 柔性有序充电运营商管理平台；用于充电桩、充电站和供电网路的运营控制和管理；[0016] 所述分布式电源、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端连接，所述柔性有序充电控制终端与充电负荷迁移控制终端连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端连接，所述配电台区控制终端与负荷管理系统连接，所述柔性有序充电控制终端还连接柔性有序充电运营商管理平台。[0017] 作为本发明的进一步技术方案为，所述柔性有序充电控制终端包括：交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端，按照新型负荷管理系统给出的供电SAP、需量DAP、线路LAP、台区TAP、变电站SUB、区县ARE、城市CTY的指令定值，采集对应的数据并计算对应的充电桩调节控制目标值，向交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端发出调节控制指令实现充电功率的升或降的调节，在接入分布式能源和储能的情况下控制储能装置模块运行在储能、放电、停止三种不同的工作模式下，以保持充电的“网源荷储充”的功率平衡。[0018] 作为本发明的进一步技术方案为，所述交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端通过监测电源进线的单相/三相电流、电压、功率参数，采用在桩枪之间嵌入网关的模式监测控制桩枪之间的PWM/PLC握手通信传递信号，并给出目标值控制信号到充电桩，通过PLC/CAN/4G/LoRa通信接口与柔性有序充电控制终端通信接收调节控制指令定值，对每一个充电枪进行功率控制调节。[0019] 作为本发明的进一步技术方案为，所述交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端、分布式电源、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端通过光纤/双绞线/载波通信方式连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷管理系统通过无线/专网通信方式连接，所述柔性有序充电控制终端通过4G无线通信与柔性有序充电运营商管理平台。[0020] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移控制模块的负荷迁移控制策略为：[0021] 所述负荷迁移控制模块的负荷迁移控制策略为：[0022] 充电实时功率计算：CSAPi＝ACSAPi+DCSAPi； 公式(1)[0023] 交流充电需求功率计算：DACSAPi＝∑DFACn； 公式(2)[0024] 直流充电实时功率计算：DCSAPi＝∑FDCm； 公式(3)[0025] 直流充电需求功率计算：DDCSAPi＝∑DFDCm； 公式(4)[0026] 分布式电源功率计算：DGN＝∑DGNy； 公式(5)[0027] 分布式储能功率计算：DES＝∑DESz，储能充电和放电双向功率； 公式(6)[0028] 供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi，只有充电负荷； 公式(7)[0029] 供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi+DGNi，加入分布式发电； 公式(8)[0030] 供电实时功率计算：[0031] RSAPi＝CSAPi+DGN+DES，双向功率，加入分布式发电和储能； 公式(9)[0032] 供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)<0 公式(10)[0033] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0034] 供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(11)[0035] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0036] 需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP<0；公式(12)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0037] 需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(13)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0038] 线路实时功率计算：RLAP＝RSAPi，单组充电负荷；公式(14)线路实时功率计算：[0039] RLAP＝∑RSAPi，多组充电负荷在同一线路时，加入充电负荷迁移； 公式(15)线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)<0 公式(16)按设柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0040] 线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(17)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0041] 台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD； 公式(18)台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD+∑TLADj，加入负荷迁移； 公式(19)台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)<0 公式(20)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0042] 台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(21)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0043] 变电站需求响应调节功率计算:if(SUB?RSAPi)<0公式(22)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0044] 变电站需求响应调节功率计算：[0045] if(SUB?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(23)[0046] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0047] 区县需求响应调节功率计算:if(ARE?RSAPi)<0公式(24)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0048] 区县需求响应调节功率计算:[0049] if(ARE?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(25)[0050] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0051] 城市需求响应调节功率计算:if(CTY?RSAPi)<0公式(26)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0052] 城市需求响应调节功率计算:[0053] if(CTY?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(27)[0054] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0055] 其中，供电平衡功率SAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；供电实时功率RSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；充电实时功率CSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的充电功率；交流充电桩实时功率ACSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的交流充电功率；直流充电桩实时功率DCSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的直流充电功率；需量平衡功率DAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；需量实时功率RDAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；需量时间因子KDAP；线路平衡功率LAP；线路实时功率RLAP；台区平衡功率TAP；台区实时功率RTAP；变电站需求响应功率SUB；区县需求响应功率ARE；城市需求响应功率CTY；柔性交流充电需求功率DFAC1,DFAC2,……DFACn；柔性交流充电总需求功率DACSAP；柔性交流充电负荷功率FAC1,FAC2,……FACn；柔性直流充电需求功率DFDC1,DFDC2,……DFDCm；柔性直流流充电总需求功率DDCSAP；柔性直流充电负荷功率FDC1,FDC2,……FDCm；刚性用电负荷功率LAD；刚性迁移负荷功率TLAD1,TLAD2,……,TLADj；分布式电源功率DGN1,DGN2,……DGNy；分布式电源功率DGN；分布式储能功率DES1,DES2,……DESz；分布式储能功率DES。[0056] 作为本发明的进一步技术方案为，所述柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：[0057] 由多个交流充电桩，多个直流充电桩构成的单一供电系统遵循的柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：1)平均分配制?按调节的功率值的百分比值，平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；2)均分直流桩加权制?按调节的功率值的百分比值，直流充电桩加权后平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；3)先来权重优先制?按先来优先的加权分配系数，分配每个充电桩的功率调节值；4)VIP服务权重优先制?按充电价格比值决定分配每一个充电桩的充电功率调节值。[0058] 作为本发明的进一步技术方案为，所述柔性有序充电控制终端包括减充电功率调节控制策略和加充电功率调节控制策略；其中，减充电功率调节控制策略的顺序为：1)进行充电负荷迁移、2)进行用电负荷迁移、3)投用分布式储能、4)调节充电负荷；[0059] 加充电功率调节控制策略的顺序为：1)调节充电负荷、2)退出分布式储能、3)进行用电负荷迁移、4)进行充电负荷迁移。[0060] 本发明的有益效果为：[0061] 1、本发明基于柔性有序充电控制系统推广应用充电桩，既兼顾了城市电网投资经济性和规模化需求，也更好的满足个人充电桩报装需求，并促进城市建设更多的公共充电桩，让老百姓充电更方便，让城市供电更安全、更稳定，无需电网“增容”，让每一个车位都能充电。[0062] 2、本发明实现“网源荷储充”协同柔性有序充电控制：充电边缘计算控制终端在供电台区范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下自主识别、判断区域内的负荷分配状态和数据，按照自适应控制策略对每一个充电桩的充电功率和充电时间进行控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡的分配，在最大化满足充电需求的模式下，确保供电不超容，线路和变压器不过载。[0063] 3、本发明基于云边端的物联网架构、数字能源聚合和虚拟电厂调控技术，赋能每一个充电桩响应所在区域的变电站、区县地域、城市范围的需求侧负荷控制指令，由充电控制终端依据设定的策略对每一个充电桩进行控制调节，实现电网大区域范围的需求侧响应负荷控制，解决电网削峰限电、拉电，低谷无法消纳的运营困境。[0064] 4、本发明基于数字孪生+AI云平台的新型数字化的低压配电网技术，根据两个或多个配电变压器电网侧负荷、分布式屋顶光伏发电功率、离散的充电桩功率、分布式储能容量，通过在不同供电台区迁移用电和充电负荷、投退储能装置、调节充电功率的协同控制，实现供电区域内的“网源荷储充”的供电和用电平衡。附图说明[0065] 图1为本发明提出的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统结构图；[0066] 图2为本发明提出的邮箱有序充电控制供电模型结构图；[0067] 图3为本发明提出的交流充电桩控制结构图；[0068] 图4为本发明提出的直流充电桩控制结构图。具体实施方式[0069] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。[0070] 需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。[0071] 如图1至图2所示，其示出了本发明的具体实施方式：[0072] 参见图1至图2，区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统；包括：[0073] 柔性有序充电控制终端，用于对用电负荷、储能装置模块、光伏电源模块、电网供电模块、充电桩模块进行监测，在自治区域范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下由充电控制终端自主识别、判断并对每一个充电桩的控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡分配；[0074] 分布式电源、用于与电网供电网连接并对电网供电网接入进行控制；[0075] 储能DES控制模块，用于对光伏电源发电和电网供电模块的供电进行存储控制；[0076] 充电负荷迁移控制终端，用于提供电能输出对外接设备充电控制；[0077] 用电负荷迁移控制终端，用于对用电负荷的用电量进行监测控制；[0078] 配电台区控制终端，用于采集数据并计算台区内的“网源荷储充”的功率平衡，根据计算结果向充电负荷迁移控制终端和用电负荷迁移控制终端发出负荷迁移指令，使得台区内实现自治型的“网源荷储充”功率平衡控制；[0079] 新型负荷管理系统，负责变电站过载、区县、城市电网需求侧响应的数据采集、计算和柔性充电站/桩功率控制调节的指令发布，实现电网级的充电负荷需求侧响应的控制和管理；[0080] 柔性有序充电运营商管理平台；用于充电桩、充电站和供电网路的运营控制和管理；[0081] 所述分布式电源、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端连接，所述柔性有序充电控制终端与充电负荷迁移控制终端连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端连接，所述配电台区控制终端与负荷管理系统连接，所述柔性有序充电控制终端还连接柔性有序充电运营商管理平台。[0082] 本发明提供的区域自治和需求响应协同的网源荷储充充电控制系统，是由一个包括分布式光伏电源、储能装置、用电负荷和与主电网连接的供配电网络，一个或多个电动车充电系统构成的封闭自治区域并与其连接的区县级、城市级电网的需求响应协同运行的柔性有序充电系统，该柔性有序充电系统能够在一个或多个电网供电(网)接入、光伏电源(源)、储能(储)、用电负荷(荷)的功率与充电负载(充)的功率发生不平衡时，在自治区域范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下由充电控制终端自主识别、判断对每一个充电桩的控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡分配；响应所在区域的变电站、区县地域、城市范围的需求侧负荷控制指令，由充电控制终端依据设定的策略对每一个充电桩进行控制调节，实现大范围的需求侧响应控制；根据两个或多个配电变压器电网侧负荷、接入的光伏发电功率、充电桩功率，通过迁移刚性的用电负荷、充电负荷、投退削峰填谷的储能装置，调节控制充电功率，实现自治区域内的“网源荷储充”的供电平衡，[0083] 参见图3和图4，柔性有序充电控制终端包括：交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端，按照新型负荷管理系统给出的供电SAP、需量DAP、线路LAP、台区TAP、变电站SUB、区县ARE、城市CTY的指令定值，采集对应的数据并计算对应的充电桩调节控制目标值，向交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端发出调节控制指令实现充电功率的升或降的调节，在接入分布式能源和储能的情况下控制储能装置模块运行在储能、放电、停止三种不同的工作模式下，以保持充电的“网源荷储充”的功率平衡。[0084] 本发明实施例中，交流充电桩控制终端/直流充电桩控制终端通过监测电源进线的单相/三相电流、电压、功率参数，采用在桩枪之间嵌入网关的模式监测控制桩枪之间的PWM/PLC握手通信传递信号，并给出目标值控制信号到充电桩，通过PLC/CAN/4G/LoRa通信接口与柔性有序充电控制终端通信接收调节控制指令定值，对每一个充电枪进行功率控制调节。[0085] 本发明实施例中，充电桩控制终端可以安装在交流充电桩内或外部，控制接口连接标准根据所在国的交流充电枪接口标准选择即可，与制造厂商无关；安装的可以是单相或三相充电桩，单枪或双枪交流充电桩。[0086] 其中，交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端、分布式电源DGN、储能DES控制模块与柔性有序充电控制终端通过光纤/双绞线/载波通信方式连接，所述充电负荷迁移控制终端与配电台区控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷迁移控制终端通过光纤通信方式连接，所述配电台区控制终端与负荷管理系统通过无线/专网通信方式连接，所述柔性有序充电控制终端通过4G无线通信与柔性有序充电运营商管理平台。[0087] 本发明实施例中，负荷迁移控制模块的负荷迁移控制策略为：[0088] 充电实时功率计算：CSAPi＝ACSAPi+DCSAPi； 公式(1)[0089] 交流充电需求功率计算：DACSAPi＝∑DFACn； 公式(2)[0090] 直流充电实时功率计算：DCSAPi＝∑FDCm； 公式(3)[0091] 直流充电需求功率计算：DDCSAPi＝∑DFDCm； 公式(4)分布式电源功率计算：DGN＝∑DGNy； 公式(5)分布式储能功率计算：DES＝∑DESz，储能充电和放电双向功率； 公式(6)供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi，只有充电负荷； 公式(7)供电实时功率计算：RSAPi＝CSAPi+DGNi，加入分布式发电； 公式(8)供电实时功率计算：[0092] RSAPi＝CSAPi+DGN+DES，双向功率，加入分布式发电和储能； 公式(9)供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)<0 公式(10)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0093] 供电调节功率计算:if(SAPi?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(11)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0094] 需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP<0；公式(12)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0095] 需量调节功率计算:if(DAPi?RSAPi)*KDAP>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(13)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0096] 线路实时功率计算：RLAP＝RSAPi，单组充电负荷；公式(14)线路实时功率计算：[0097] RLAP＝∑RSAPi，多组充电负荷在同一线路时，加入充电负荷迁移； 公式(15)线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)<0 公式(16)按设柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0098] 线路调节功率计算:if(LAP?RLAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(17)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0099] 台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD； 公式(18)台区实时功率计算：RTAP＝RLAP+LAD+∑TLADj，加入负荷迁移； 公式(19)台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)<0 公式(20)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0100] 台区调节功率计算:if(TAP?RTAP)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(21)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0101] 变电站需求响应调节功率计算:if(SUB?RSAPi)<0公式(22)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0102] 变电站需求响应调节功率计算：[0103] if(SUB?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(23)[0104] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0105] 区县需求响应调节功率计算:if(ARE?RSAPi)<0公式(24)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0106] 区县需求响应调节功率计算:[0107] if(ARE?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(25)[0108] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0109] 城市需求响应调节功率计算:if(CTY?RSAPi)<0公式(26)按柔性有序充电的功率分配调节控制策略降低充电桩的充电功率；[0110] 城市需求响应调节功率计算:[0111] if(CTY?RSAPi)>0&if(DACSAPi+DDCSAPi?CSAPi)>0公式(27)[0112] 按柔性有序充电的功率分配调节控制策略增加充电桩的充电功率；[0113] 其中，供电平衡功率SAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；[0114] 供电实时功率RSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；[0115] 充电实时功率CSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的充电功率；[0116] 交流充电桩实时功率ACSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的交流充电功率；[0117] 直流充电桩实时功率DCSAPi，i＝1,2……,表示多组不同的直流充电功率；[0118] 需量平衡功率DAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；[0119] 需量实时功率RDAP，i＝1,2……,表示多组不同的供电功率；[0120] 需量时间因子KDAP；线路平衡功率LAP；线路实时功率RLAP；[0121] 台区平衡功率TAP；台区实时功率RTAP；变电站需求响应功率SUB；[0122] 区县需求响应功率ARE；城市需求响应功率CTY；[0123] 柔性交流充电需求功率DFAC1,DFAC2,……DFACn；[0124] 柔性交流充电总需求功率DACSAP；柔性交流充电负荷功率FAC1,FAC2,……FACn；[0125] 柔性直流充电需求功率DFDC1,DFDC2,……DFDCm；[0126] 柔性直流流充电总需求功率DDCSAP；[0127] 柔性直流充电负荷功率FDC1,FDC2,……FDCm；刚性用电负荷功率LAD；[0128] 刚性迁移负荷功率TLAD1,TLAD2,……,TLADj；[0129] 分布式电源功率DGN1,DGN2,……DGNy；[0130] 分布式电源功率DGN；分布式储能功率DES1,DES2,……DESz；[0131] 分布式储能功率DES。[0132] 上述公式的运行时按周期运行计算，周期时长可以根据预设的性能指标设定；其中，公式(7)、(8)、(9)分别用于区分只有充电负荷、充电负荷+分布式发电、充电负荷+分布式发电+分布式储能三种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算；公式(14)、(15)分别用于区分充电负荷、负荷迁移型充电负荷两种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算；公式(18)、(19)分别用于区分固定用电负荷、负荷迁移型用电负荷两种情况模式下的功率计算，在使用计算结果时，需要按对应的模式计算。[0133] 本发明实施例中，柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：由多个交流充电桩，多个直流充电桩构成的单一供电系统遵循的柔性有序充电的功率分配调节控制策略为：1)平均分配制?按调节的功率值的百分比值，平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；2)均分直流桩加权制?按调节的功率值的百分比值，直流充电桩加权后平均分配到每一个充电桩进行功率升降的调节；3)先来权重优先制?按先来优先的加权分配系数，分配每个充电桩的功率调节值；4)VIP服务权重优先制?按充电价格比值决定分配每一个充电桩的充电功率调节值。[0134] 其中，柔性有序充电控制终端包括减充电功率调节控制策略和加充电功率调节控制策略；其中，减充电功率调节控制策略的顺序为：1)进行充电负荷迁移、2)进行用电负荷迁移、3)投用分布式储能、4)调节充电负荷；加充电功率调节控制策略的顺序为：1)调节充电负荷、2)退出分布式储能、3)进行用电负荷迁移、4)进行充电负荷迁移。[0135] 本发明实现让每一个充电桩成为电网的“柔性负荷”，让每一次充电成为电网削峰填谷的“帮手”，适用大规模、大范围建设和使用充电桩，通过该技术建设的柔性有序智慧充电站，在其供电区域内，通过对商业、居民用电负荷的迁移调配与电动汽车充电负荷的功率控制，融合屋顶光伏、分布式储能作为调节补充，既保障了“刚性”的商业和居民用电，又满足了“柔性”的充电需求，还帮助电网实现“削峰填谷”的高效运营，构筑一个“源网荷储充”多端供需平衡的新型数字供电生态系统；尤其是在空间和用电负荷密集的区域，采用柔性有序充电技术，可以开展大规模充电站的建设，但能做到供电网络不增容或少增容的情况下，保证电网安全稳定的运行。[0136] 本发明基于柔性有序充电控制系统推广应用充电桩，既兼顾了城市电网投资经济性和规模化需求，也更好的满足个人充电桩报装需求，并促进城市建设更多的公共充电桩，让老百姓充电更方便，让城市供电更安全、更稳定。无需电网“增容”，让每一个车位都能充电。[0137] 本发明公开的这种柔性有序充电控制系统技术，实现区域自治实现供电台区范围内刚性用电与柔性充电的自适应调节控制；实现网桩互联互动，分层分级响应变电站、区县地域、城市范围的电网需求侧响应指令，柔性化每一个充电桩的充电负荷，通过云端平台将离散的充电柔性负荷按地域属性进行能源聚合，并赋能为电网可以进行调控的区域虚拟电厂；通过新型低压数字配电网实现“网源荷储充”协同柔性有序充电控制。[0138] 本发明公开的这种柔性有序充电控制系统技术，实现“网源荷储充”协同柔性有序充电控制：充电边缘计算控制终端在供电台区范围内基于供电容量、供电需量、线路容量、配变容量约束条件下自主识别、判断区域内的负荷分配状态和数据，按照自适应控制策略对每一个充电桩的充电功率和充电时间进行控制调节，实现区域内的用电、充电功率平衡的分配，在最大化满足充电需求的模式下，确保供电不超容，线路和变压器不过载。[0139] 本发明基于云边端的物联网架构、数字能源聚合和虚拟电厂调控技术，赋能每一个充电桩响应所在区域的变电站、区县地域、城市范围的需求侧负荷控制指令，由充电控制终端依据设定的策略对每一个充电桩进行控制调节，实现电网大区域范围的需求侧响应负荷控制，解决电网削峰限电、拉电，低谷无法消纳的运营困境。[0140] 本发明基于数字孪生+AI云平台的新型数字化的低压配电网技术，根据两个或多个配电变压器电网侧负荷、分布式屋顶光伏发电功率、离散的充电桩功率、分布式储能容量，通过在不同供电台区迁移用电和充电负荷、投退储能装置、调节充电功率的协同控制，实现供电区域内的“网源荷储充”的供电和用电平衡。[0141] 其中，交直流充电桩控制终端可以依据中国、北美、欧洲等标准的接口和协议，选择并适用于全世界大部分地区的电动汽车充电应用。[0142] 柔性有序充电控制系统包括按充电桩数量配置的交流FAC和直流FDC柔性有序充电桩控制终端，按照分布式电源DGN和储能DES装置数量配置的控制模块，按充电站户数配置的柔性有序充电控制终端和充电负荷迁移控制终端，并包括在供电自治区域内的用电负荷迁移控制终端，配电台区控制终端等，并通过通信网络接入的新型负荷管理系统和柔性有序充电运营商管理平台。[0143] 以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

专利地区：新疆

专利申请日期：2023-10-13

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN117498307B