本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法及電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統。

背景技術：

當今由于在緩解能源危機與環境污染等問題方面的重要作用，電動汽車在世界許多國家得到大力發展。自2015年以來，為了緩解電動車主的“里程焦慮”、促進電動車的廣泛普及，中國開始加快當地電動車充電設施建設的步伐。中國計劃在2020年前建設480萬個充電器，中國還計劃在2020年前將該國的電動車保有量增加至500萬輛，這意味著到2020年，中國電動車與充電設施的比例將接近1:1。

目前，電動汽車充電負荷對電網的影響主要集中在配電設施容量對電動汽車充電負荷需求的承載能力方面。由于電動汽車充電行為與用戶的行駛、泊車規律關系密切，使充電負荷在時間和空間上均具有較強的隨機性，使得這種矛盾日趨突出。當配電設施無法滿足電動汽車充電負荷需求的情況下，容易導致配電系統的安全出現問題。

因此，當電動汽車充電負荷較大時如何降低系統峰值負荷以確保配電系統安全可靠的運行成為亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法及電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統，以解決現有技術中的問題。

作為本發明的第一個方面，提供一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法，其中，所述電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法包括：

實時監測變壓器當前出力以及通過該變壓器進行充電的每個電動汽車充電設備的當前充電負荷；

通過計算所述變壓器當前出力中減去通過該變壓器進行供電的所有電動汽車充電設備的當前充電負荷后得到通過所述變壓器供電的非充電負荷；

通過計算所述變壓器的額定負荷減去所述變壓器供電的非充電負荷得到所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷；

通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷；

當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷不小于該電動汽車充電設備的額定充電負荷時，控制該電動汽車充電設備正常充電。

優選地，當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷小于0時，控制所述變壓器停止向每個所述電動汽車充電設備充電。

優選地，所述通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷包括：

其中，所述pev為能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷，所述tr為所述變壓器的額定負荷，所述ts為所述變壓器供電的非充電負荷，n為所述當前充電的所有電動汽車充電設備的數量。

優選地，所述變壓器供電的非充電負荷的計算公式為：

ts＝t0-∑pi，

其中，所述ts為所述變壓器當前供電的非充電負荷，t0為所述變壓器當前出力，所述pi為第i個所述電動汽車充電設備的當前充電負荷，所述∑pi為通過該變壓器進行供電的所有所述電動汽車充電設備的當前充電負荷。

作為本發明的第二個方面，提供一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統，其中，所述電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統包括：

實時監測單元，所述實時監測單元用于實時監測變壓器當前出力以及通過該變壓器進行充電的每個電動汽車充電設備的當前充電負荷；

第一計算單元，所述計算單元與所述實時監測單元連接，用于計算所述變壓器當前出力中減去所有通過該變壓器進行供電的所有充電設備的當前總負荷后得到的所述變壓器的非充電負荷；

第二計算單元，所述第二計算單元與所述第一計算單元連接，用于通過計算所述變壓器的額定負荷減去所述變壓器供電的非充電負荷得到所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷；

第三計算單元，所述第三計算單元與所述第二計算單元連接，用于通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷；

控制單元，所述控制單元與所述第三計算單元連接，用于當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷不小于該電動汽車充電設備的額定充電負荷時，控制該電動汽車充電設備正常充電。

本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法，通過對連接多個電動汽車充電設備的變壓器當前出力進行實時監測，計算出非充電負荷，通過將變壓器的當前出力減去非充電負荷得到能夠用于電動汽車充電設備的可用充電負荷，最后將該用于電動汽車充電設備的可用充電負荷進行分攤，比較確定是否能夠對電動汽車充電設備進行充電，保證配電系統安全可靠的運行。

本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統，通過采用監測單元對連接多個充電設備的變壓器當前出力進行實時監測，計算單元實時計算出所述變壓器的非充電負荷，判斷單元以及充電負荷分攤確定單元將變壓器的可用于電動汽車充電的可用容量對所有充電設備進行分攤并決定其能否繼續充電運行，不僅能夠在高峰負荷期間有效降低峰值負荷，同時保證變壓器的安全可靠運行。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法的流程圖。

圖2為本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統的結構示意圖。

圖3為本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統的一種具體實施方式場景示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

作為本發明的第一個方面，如圖1所示，提供一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法，其中，所述電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法包括：

s110、實時監測變壓器當前出力以及通過該變壓器進行充電的每個電動汽車充電設備的當前充電負荷；

具體地，所述變壓器能夠為多個充電設備供電以及充電，因此，所述變壓器的當前出力包括所有所述電動汽車充電設備的充電負荷及其他設備的非充電負荷，為了得到該變壓器除了為除去電動汽車充電設備之外的其他設備的非充電負荷，且由于電動汽車的充電數量實時變化，所以需要實時監測所述變壓器的當前出力以及通過該變壓器進行充電的每個電動汽車充電設備的當前充電負荷。

需要說明的是，為了描述以及計算方便，此處將手機等充電設備的充電負荷計算在所述其他設備的非充電負荷內。

s120、通過計算所述變壓器當前出力中減去通過該變壓器進行供電的所有電動汽車充電設備的當前充電負荷后得到通過所述變壓器供電的非充電負荷；

具體地，通過上述實時監測得到所述變壓器當前出力，該變壓器當前出力中減去通過該變壓器所供電的所有電動汽車充電設備的總負荷后剩余的即為通過所述變壓器供電的非充電負荷。

s130、通過計算所述變壓器的額定負荷減去所述變壓器供電的非充電負荷得到所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷；

具體地，所述變壓器的額定負荷是已知的，通過所述變壓器的額定負荷減去所述變壓器的非充電負荷得到的即為可以用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷，所述可用充電負荷能夠用于所述電動汽車充電設備的電荷分攤。

s140、通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷。

具體地，為了得到每個所述電動汽車充電設備的分攤充電電荷，只需將上述得到的所述可用充電負荷除以總的電動汽車充電設備的數量即可。

s150、當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷不小于該電動汽車充電設備的額定充電功率時，控制該電動汽車充電設備正常充電。

具體地，每個所述電動汽車充電設備的額定功率已知，通過將所述分攤充電負荷與每個所述電動汽車充電設備的額定充電功率進行比較，只有當所述分攤充電負荷不小于每個所述充電設備的額定充電功率時，才可以控制該電動汽車充電設備正常充電。

本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法，通過對連接多個電動汽車充電設備的變壓器當前出力進行實時監測，計算出非充電負荷，通過將變壓器的當前出力減去非充電負荷得到能夠用于電動汽車充電設備的可用充電負荷，最后將該用于電動汽車充電設備的可用充電負荷進行分攤，比較確定是否能夠對電動汽車充電設備進行充電，保證配電系統安全可靠的運行。

作為所述變壓器余量分攤方法的一種具體實施方式，所述變壓器電動汽車的充電負荷分攤方法還包括：當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷大于該電動汽車充電設備的額定充電功率時，分攤給該電動汽車充電設備的分攤充電負荷為該電動汽車充電設備的額定充電功率。

可以理解的是，當所述分攤充電負荷不小于每個所述電動汽車充電設備的額定充電功率時，所述分攤充電負荷可能恰好等于每個所述電動汽車充電設備的額定充電功率，也可能大于每個所述電動汽車充電設備的額定充電功率，當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷大于該電動汽車充電設備的額定充電功率時，分攤給該電動汽車充電設備的分攤充電負荷為該電動汽車充電設備的額定充電功率。這樣能夠最大限度發揮變壓器效率。

作為所述電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法的另一種具體地實施方式，當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷小于0時，控制所述變壓器停止向每個所述電動汽車充電設備充電。

可以理解的是，當所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷小于0時，此時所述變壓器不能為所述電動汽車充電設備供電，因此應當控制所述變壓器停止向所述電動汽車充電設備充電。

具體地，為了獲得所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷，所述通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷包括：

其中，所述pev為能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷，所述tr為所述變壓器的額定負荷，所述ts為所述變壓器供電的非充電負荷，n為所述當前充電的所有電動汽車充電設備的數量。

進一步具體地，所述變壓器供電的非充電負荷的計算公式為：

ts＝t0-∑pi，

其中，所述ts為所述變壓器當前供電的非充電負荷，t0為所述變壓器當前出力，所述pi為第i個所述電動汽車充電設備的當前充電負荷，所述∑pi為通過該變壓器進行供電的所有所述電動汽車充電設備的當前充電負荷。

可以理解的是，在判斷所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷是否能夠用于作為所述電動汽車充電設備的充電負荷時，可以通過下述關系式：

本發明提供的電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法，通過對連接多個電動汽車充電設備的變壓器當前出力進行實時監測，計算出非充電負荷，通過將變壓器的當前出力減去非充電負荷得到能夠用于電動汽車充電設備的可用充電負荷，最后將該用于電動汽車充電設備的可用充電負荷進行分攤，比較確定是否能夠對電動汽車充電設備進行充電，保證配電系統安全可靠的運行。

作為本發明的第二個方面，如圖2所示，提供一種電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統10，其中，所述電動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統10包括：

實時監測單元100，所述實時監測單元100用于實時監測變壓器當前出力以及通過該變壓器進行充電的每個電動汽車充電設備的當前充電負荷；

第一計算單元200，所述第一計算單元200與所述實時監測單元100連接，用于計算所述變壓器當前出力中減去所有通過該變壓器進行供電的所有充電設備的當前總負荷后得到的所述變壓器的非充電負荷；

第二計算單元300，所述第二計算單元300與所述第一計算單元200連接，用于通過計算所述變壓器的額定負荷減去所述變壓器供電的非充電負荷得到所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷；

第三計算單元400，所述第三計算單元400與所述第二計算單元300連接，用于通過計算所述變壓器能夠用于所述電動汽車充電設備的可用充電負荷除以當前充電的所有電動汽車充電設備的數量得到能夠分攤給當前充電的每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷；

控制單元500，所述控制單元500與所述第三計算單元400連接，用于當每個所述電動汽車充電設備的分攤充電負荷不小于該電動汽車充電設備的額定充電功率時，控制該電動汽車充電設備正常充電。

本發明提供的變壓器用于電動汽車的充電負荷分攤系統，通過采用監測單元對連接多個充電設備的變壓器當前出力進行實時監測，計算單元實時計算出所述變壓器的非充電負荷，判斷單元以及充電負荷分攤確定單元將變壓器的可用于電動汽車充電的可用容量對所有充電設備進行分攤并決定其能否繼續充電運行，不僅能夠在高峰負荷期間有效降低峰值負荷，同時保證變壓器的安全可靠運行。

作為一種具體地實施方式，如圖3所示，所述變壓器帶有四個電動汽車充電機，每個電動汽車充電機的額定容量為直流500伏、250安，則所述變壓器余量分攤系統配置1臺變壓器的監測單元，4臺電動汽車出力的監測單元，根據下式

實現各充電設施運行狀態及變壓器負載率的有效控制。

需要說明的是，圖3中的vt(voltagetransformer，電壓互感器)，ct(currenttransformer，電流互感器)，ev(electricalvehicle，電動汽車)。

關于所述動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤系統的具體工作過程可以參照前文的所述動汽車充電設備供電用變壓器負荷分攤方法的描述，此處不再贅述。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。