阅读说明：本技术 一种充电站及供电方法 (Charging station and power supply method ) 是由 任发 王昊月 王昊明 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种充电站及供电方法,充电站包括：箱式变压器、双向变流装置、蓄电池组以及充电功率柜；所述箱式变压器连接电网电源点；所述箱式变压器连接所述充电功率柜,从而为所述充电功率柜供电；所述箱式变压器通过所述双向变流装置连接所述蓄电池组,从而为所述蓄电池组充电；所述蓄电池组通过所述双向变流装置连接所述充电功率柜,从而通过所述蓄电池组向所述充电功率柜供电。本发明实施例提供的方案,能够通过蓄电池组来对充电站进行增容。(The embodiment of the invention provides a charging station and a power supply method, wherein the charging station comprises: the charging system comprises a box type transformer, a bidirectional converter, a storage battery pack and a charging power cabinet; the box-type transformer is connected with a power supply point of a power grid; the box type transformer is connected with the charging power cabinet so as to supply power to the charging power cabinet; the box type transformer is connected with the storage battery pack through the bidirectional converter device so as to charge the storage battery pack; the storage battery pack is connected with the charging power cabinet through the bidirectional converter device, so that power is supplied to the charging power cabinet through the storage battery pack. According to the scheme provided by the embodiment of the invention, the capacity of the charging station can be increased through the storage battery pack.)

一种充电站及供电方法

技术领域

本发明涉及电气技术领域，特别是涉及一种充电站及供电方法。

背景技术

随着新能源汽车的保有量增加，用于对新能源汽车进行充电的充电站的需求日益加剧。现阶段充电站通常采用不增容的建站方式，现有电网电源点有多少容量，就按照现有容量配置充电桩建站。

然而，现有不增容的建站方式，充电站中充电桩的数量是固定的，导致充电桩的数量不能够满足新能源汽车的日益增长速度。

发明内容

本发明实施例提供了一种充电站及供电方法，以达到通过蓄电池组来达到增容的技术效果。

本发明实施的一方面，提供了一种充电站，包括：箱式变压器、双向变流装置、蓄电池组以及充电功率柜；其中，

所述箱式变压器连接电网电源点；

所述箱式变压器连接所述充电功率柜，从而为所述充电功率柜供电；

所述箱式变压器通过所述双向变流装置连接所述蓄电池组，从而为所述蓄电池组充电；

所述蓄电池组通过所述双向变流装置连接所述充电功率柜，从而通过所述蓄电池组向所述充电功率柜供电。

可选的，所述充电站还包括云服务器；

所述云服务器与所述箱式变压器通信连接，以监控所述箱式变压器的运行数据；

所述云服务器与所述双向变流装置通信连接，以控制所述蓄电池组充放电和检测运行数据；

所述云服务器与所述充电功率柜通信连接，以监控所述充电功率柜的运行数据。

可选的，所述箱式变压器包括：高压配电设备、变压器、无功补偿设备、有源滤波设备以及低压配电设备，所述高压配电设备与所述变压器连接，所述变压器与所述低压配电设备连接，所述无功补偿设备以及有源滤波设备均连接所述变压器的低压侧；

所述低压配电设备连接所述双向变流装置和所述充电功率柜。

可选的，所述云服务器通过485通讯与所述箱式变压器通信连接。

可选的，所述云服务器通过485通讯与所述双向变流装置通信连接。

可选的，所述云服务器通过CAN总线与所述充电功率柜通信连接。

可选的，所述变压器的容量为500KVA；

所述蓄电池组的容量为15MW.h；

所述充电功率柜的功率为400KW。

可选的，所述箱式变压器通过供电线路连接所述充电功率柜，所述双向变流装置的交流测连接所述供电线路，所述双向变流装置的直流测连接所述蓄电池组。

本发明实施的又一方面，还提供了一种供电方法，应用于充电站中的云服务器，所述充电站还包括：箱式变压器、双向变流装置、蓄电池组以及充电功率柜；其中，所述箱式变压器连接电网电源点；所述箱式变压器连接所述充电功率柜；所述箱式变压器通过所述双向变流装置连接所述蓄电池组；所述蓄电池组通过所述双向变流装置连接所述充电功率柜；所述云服务器与所述箱式变压器、所述双向变流装置以及所述充电功率柜通信连接；所述供电方法包括：

所述云服务器采集所述充电功率柜的负载信息；

所述云服务器在所述负载信息高于第一预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器和蓄电池组同时向所述充电功率柜供电；

所述云服务器在所述负载信息低于所述第一预设阈值且高于第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器向所述充电功率柜供电；

所述云服务器在所述负载信息低于所述第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器同时向所述蓄电池组和充电功率柜供电。

本发明实施的又一方面，还提供了一种服务器，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放处理器可执行指令；

处理器，用于执行存储器上所存放的指令时，实现上述供电方法。

本发明实施例提供的方案，能够通过蓄电池组来对充电站进行增容，并且能够根据充电功率柜的负载状态来控制蓄电池组充电或放电，如在充电高峰期通过箱式变压器和蓄电池组同时向充电功率柜供电，在充电低谷期通过箱式变压器向充电功率柜供电，由于充电低谷期通常在夜间时段，而夜间时段的用电成本要低于白天时段的用电成本，从而能够节省充电桩的运营成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种充电站的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种箱式变压器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种充电站一次回路拓扑图；

图4为本发明实施例提供的一种供电方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见图1，为本发明实施例提供的一种充电站的结构示意图，包括：箱式变压器100、双向变流装置110、蓄电池组120，充电功率柜130以及云服务器140。

箱式变压器100连接电网电源点(图1中未画出)，箱式变压器100用于将电网的高强电压转化为常用电压。

箱式变压器100连接充电功率柜130，从而为充电功率柜130供电。其中，箱式变压器100可以通过框架断路器与充电功率柜130连接。充电功率柜130连接充电桩140，充电桩150用于向需要充电的设备供电，例如用于向电动汽车供电。

箱式变压器100通过双向变流装置110连接蓄电池组120，从而为蓄电池组120充电；其中，箱式变压器100可以通过塑壳断路器与双向变流装置110连接。

蓄电池组120通过双向变流装置110连接充电功率柜130，从而通过蓄电池组120向充电功率柜130供电。

云服务器140与箱式变压器100通信连接，以监控箱式变压器100的运行数据。

云服务器140与双向变流装置110通信连接，以控制蓄电池组120充放电和检测运行数据。

云服务器140与充电功率柜130通信连接，以监控充电功率柜130的运行数据。

在实施中，箱式变压器100通过供电线路连接充电功率柜130，双向变流装置110的交流测连接该供电线路，双向变流装置110的直流测连接蓄电池组120。

箱式变压器100输出交流电至充电功率柜130，充电功率柜130可以将交流电转化为直流电以向充电桩150供电。箱式变压器100还可以输出交流电至双向变流装置110的交流测，然后双向变流装置110将交流电转化为直流电，通过直流测将直流电输出至蓄电池组120。蓄电池组120可以输出直流电至双向变流装置110的直流测，双向变流装置110将直流电转化为交流电，通过交流测将交流电输出至电功率柜130，以向电功率柜130供电。云服务器140可以通过控制双向变流装置110，实现对蓄电池组120的充放电。

如图2所示，箱式变压器100包括：高压配电设备101、变压器102、低压配电设备103、无功补偿设备104以及有源滤波设备105，高压配电设备101与变压器102连接，变压器102与低压配电设备103连接，无功补偿设备104以及有源滤波设备105均连接变压器102的低压侧。

低压配电设备103连接双向变流装置110和充电功率柜130。其中，低压配电设备103可以通过塑壳断路器连接双向变流装置110的交流侧连接。低压配电设备103可以通过框架断路器与充电功率柜130连接。

在实施中，云服务器140可以通过485通讯与箱式变压器100通信连接。云服务器140通过485通讯与双向变流装置110通信连接。云服务器140通过CAN总线与充电功率柜130通信连接。

在实施中，高压配电设备101可以接入10KV电网，经变压器102变压后转化为380V，用以向充电功率柜130供电。云服务器140能够实时监控箱式变压器100、双向变流装置110以及充电功率柜的运行数据。并且，云服务器140还能够根据充电功率柜的负载信息，来实时调整双向变流装置110进而改变蓄电池组120的充放电状态。

具体的，云服务器140可以在负载信息高于第一预设阈值的情况下，通过控制双向变流装置110使得箱式变压器100和蓄电池组120同时向充电功率柜130供电；

云服务器140在负载信息低于第一预设阈值且高于第二预设阈值的情况下，通过控制双向变流装置110使得箱式变压器100向充电功率柜130供电；

云服务器140在负载信息低于第二预设阈值的情况下，通过控制双向变流装置110使得箱式变压器100同时向蓄电池组120和充电功率柜130供电。

以图3所示的充电站一次回路拓扑图为例，进行举例说明。图3所示充电站包括：5台500kVA的箱式变压器100，一组15MW.h的蓄电池组120，蓄电池组120带有5路双向变流装置110，每路300kW，每台箱式变压器100通过供电线路连接2台400kW的充电功率柜，5路双向变流装置110分别连接至1条供电线路。

将连接同一台箱式变压器100的充电功率柜归为一组充电功率柜。在实际应用中，充电高峰时段，即每组充电功率柜的用电负载在60％～100％额定功率时，由箱式变压器100和蓄电池组120同时供电，箱式变压器100满负荷运行，蓄电池组提供剩余需求电量。充电普通时段，即每组充电功率柜的用电负载在30％～60％时，由箱式变压器100单独供电。充电低谷时段，即所有充电功率柜的用电负载10％～30％时，部分充电功率柜处于闲置状态，此时由闲置充电功率柜的箱式变压器100给蓄电池组120充电储能。充当超低谷时段，即整站用电负载小于10％，此时由闲置充电功率柜的箱式变压器100给蓄电池组120充电储能。

而根据充电站的实际使用情况，首日7:00到次日7:00为一个周期(24小时)，得出首日7:00～15:00为充电高峰时段(8小时)，假如整站充电状态为100％额定功率，此阶段内，共消耗蓄电池组12MW.h电量。首日15:00～19:00(4小时)为充电普通时段，此阶段内不消耗蓄电池组电能。首日19:00～次日1:00为充电低谷时段(6小时)，假如整站充电状态为30％额定功率，此阶段箱式变压器100可通过3路双向变流装置110给蓄电池组最少充电5.4MW.h。次日1:00～次日7:00为充电超低谷时段(6小时)，假如整站充电状态为10％额定功率，此阶段箱式变压器100可通过4路双向变流装置110给电池组最少充电7.2MW.h。由此可见一个周期之内5.4+7.2＝12.6MW.h，大于12MW.h，蓄电池组120充电电能完全可以补充蓄电池放电电能。

并且根据国家电网区域复费率时段区分，在蓄电池组充电时，为电网的波谷电价，在蓄电池组放电时，为电网的波峰电价，从而降低了供电成本，大大增加了充电站的运营收益。

本发明实施例提供的方案，能够通过蓄电池组来对充电站进行增容，并且云服务器能够根据充电功率柜的负载状态来控制蓄电池组充电或放电，如在充电高峰期通过箱式变压器和蓄电池组同时向充电功率柜供电，在充电低谷期通过箱式变压器向充电功率柜供电，由于充电低谷期通常在夜间时段，而夜间时段的用电成本要低于白天时段的用电成本，从而能够节省充电桩的运营成本。

参见图4，为本发明实施例提供的一种供电方法的流程示意图，应用于充电站中的云服务器，所述充电站还包括：箱式变压器、双向变流装置、蓄电池组以及充电功率柜；其中，所述箱式变压器连接电网电源点；所述箱式变压器连接所述充电功率柜；所述箱式变压器通过所述双向变流装置连接所述蓄电池组；所述蓄电池组通过所述双向变流装置连接所述充电功率柜；所述云服务器与所述箱式变压器、所述双向变流装置以及所述充电功率柜通信连接；该供电方法包括：

S400，所述云服务器采集所述充电功率柜的负载信息；

S410，所述云服务器在所述负载信息高于第一预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器和蓄电池组同时向所述充电功率柜供电；

S420，所述云服务器在所述负载信息低于所述第一预设阈值且高于第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器向所述充电功率柜供电；

S430，所述云服务器在所述负载信息低于所述第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器同时向所述蓄电池组和充电功率柜供电。

本发明实施例提供的方案，能够通过蓄电池组来对充电站进行增容，并且云服务器能够根据充电功率柜的负载状态来控制蓄电池组充电或放电，如在充电高峰期通过箱式变压器和蓄电池组同时向充电功率柜供电，在充电低谷期通过箱式变压器向充电功率柜供电，由于充电低谷期通常在夜间时段，而夜间时段的用电成本要低于白天时段的用电成本，从而能够节省充电桩的运营成本。

本发明实施例还提供了一种服务器，如图5所示，包括处理器001、通信接口002、存储器003和通信总线004，其中，处理器001，通信接口002，存储器003通过通信总线004完成相互间的通信，

存储器003，用于存放计算机程序；

处理器001，用于执行存储器003上所存放的程序时，实现应用于充电站中云服务器的供电方法，该方法包括：

所述云服务器采集所述充电功率柜的负载信息；

所述云服务器在所述负载信息高于第一预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器和蓄电池组同时向所述充电功率柜供电；

所述云服务器在所述负载信息低于所述第一预设阈值且高于第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器向所述充电功率柜供电；

所述云服务器在所述负载信息低于所述第二预设阈值的情况下，通过控制所述双向变流装置使得所述箱式变压器同时向所述蓄电池组和充电功率柜供电。

本发明实施例提供的方案，能够通过蓄电池组来对充电站进行增容，并且云服务器能够根据充电功率柜的负载状态来控制蓄电池组充电或放电，如在充电高峰期通过箱式变压器和蓄电池组同时向充电功率柜供电，在充电低谷期通过箱式变压器向充电功率柜供电，由于充电低谷期通常在夜间时段，而夜间时段的用电成本要低于白天时段的用电成本，从而能够节省充电桩的运营成本。

上述服务器提到的通信总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended IndustryStandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述服务器与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于供电方法、服务器实施例而言，由于其基本相似于充电桩实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。