(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211199621.8 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 湖南工程学院 地址 411104 湖南省湘潭市岳塘区福星东 路88号 (72)发明人 黄伟　李伊康　万琴　汪超　 刘海桥　罗科颖　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 专利代理师 张举 (51)Int.Cl. H02J 3/14(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于小区级别的智能充/放电微网系统 及控制方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于小区级别的智能充/ 放电微网系统及其控制方法， 涉及小区级微电网 智能充/放电技术领域， 系统包括微网管理模块、 负荷监控模块、 用电管理模块、 供电管理模块及 用户终端模块。 系统对用户充/放/电需求及其他 负荷情况进行 实时监控， 并通过对用电负荷优先 级进行动态调整， 分时分级制定电价， 通过价格 机制引导用户参与削峰填谷， 实现了小区级电网 电动车有序充/放电管理， 大幅提升小区级电网 电动车充/放电承载力， 显著提高小区级电网的 可靠性和安全性。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115459286 A 2022.12.09 CN 115459286 A 1.一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特 征在于， 包括： 微网管理模块， 根据负荷监控模块上传的用电负荷、 用电管理模块上传的不同用电端 口电动车的SOC状态与负荷种类以及用户终端的交互信息， 对微网内的负荷进 行分级管理， 并通过用总体实时用电负荷指数 Kp分时分级制定电价； 负荷监控模块， 安装于外网与小区内网、 小区内网和微网之间， 实时监控小区总体的用 电负荷情况， 并根据小区总体的用电负荷情况获得微网的总体实时用电负荷指数 Kp； 用电管理模块， 对当前电动车充电、 储能电池充电以及其他负荷的用电情况进行实时 监控， 通过总体实时用电负荷指数Kp对用电负荷功率进行限制或实现负荷的投切控制， 同 时上传不同用电端口电动车的SOC状态及负荷种类至微网管理模块； 供电管理模块， 用于对当前微网内的储能电池的放电管理、 分布式能源的接入管理、 电 动车以V2G模式向微电网供电管理以及外网的供电管理； 用户终端模块， 与微网管理模块通信连接， 为用户提供来自微网管理模块的充/放电价 格参数、 用户充电负荷的优先级信息， 以及提供向微网管理模块 发送用户充/放电功率及相 应的充/放电时段的请求 参数。 2.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特征在于， 所述 微网的总体实时用电负荷指数 Kp计算公式如下： 其中， Pr为实时用电负荷功率， Pc可用功率， Pe为供电模块功率， ηe为供电模块输出效率。 3.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特征在于， 所述 微网管理模块还 对电动车用电负荷进行分级管理， 具体包括： 根据充电 电动车电量SOC和充电模式的不同对充电 电动车的负荷等级 进行分级； 通过价格机制调节充电时的负荷等级。 4.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特征在于， 所述 微网管理模块与负荷之间设置有智能开关， 且所述微网管理模块与智能开关之间通信连 接， 所述微网管理模块 通过智能开关对相关负荷进行远程控制。 5.如权利要求4所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特征在于， 所述 用电管理模块包括电动车慢充管理子模块、 电动车快充管理子模块、 储能电池充电管理子 模块以及其 他负荷用电管理子模块； 所述电动车慢充管理子模块 通过智能开关与内网相连接， 用于交流慢充； 所述电动车 快充管理子模块 通过具有双向功能的PCS整流器将电动车与内网相连； 所述储能电池管理子模块通过双向DC/DC与电动车快充管理子模块并联， 共同为快充 电动车提供充电服 务需求； 所述其他负荷用电管理子模块与小区外网连接， 同时通过智能开关与微网连接， 用于 停电或紧急情况 下保证小区负荷的供电。 6.如权利要求1所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网系统， 其特征在于， 所述 用户终端模块为手机APP端， 通过网络与微网管理模块通信连接， 对每个充电桩的充电状态 以及小区智能微电网用电负荷 及能量流情况查看。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115459286 A 27.如权利要求1 ‑2任一项所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法， 其特 征在于， 具体方法包括如下步骤： 负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据， 得到可用电量与实 际用电量， 并计算总 体实时用电指数 Kp； 微网管理模块对负荷进行分级以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级 进行动态分级； 对实际用电量与可用电量大小 进行判断， 对小区进行正常运行 供电； 若实际用电量大于可用电量， 用电管理模块按负荷的优先级从低到高依次切除负荷， 并通过微网管理模块启动储能电池进行 供电， 否则对 储能电池进行充电； 若储能电池的电量状态S OC低于80 ％时， 微网管理模块发布V2G供电需求于用户终端模 块， 供电管理模块利用电动车通过V 2G的方式对小区进行 供电； 若储能电池SOC低于 60％， 供电管理模块启动分布式电源供电； 若储能电池SOC低于40％， 储能电池停止供电， 供电管理模块启动外网供电。 8.如权利要求7所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法， 其特征在于， 所述若储能电池SOC低于40％时， 则判断小区是否停电； 若小区停电， 微网管理模块启动离网模式， 用电管理模块保障最高优先级负荷用电。 9.如权利要求7所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法， 其特征在于， 所述微网管理模块对负荷分级以及通过总体实时用电负荷指数Kp对电动车充电优先级的 动态分级为： 按照电动车初始的SOC和充电模式对充电负荷进行动态分级。 10.如权利要求7所述的一种基于小区级别的智能充/放电微网控制方法， 其特征在于， 所述负荷监控模块监测小区总体的用电负荷数据， 并计算总体实时用电指 数Kp具体包括如 下步骤： 负荷监控 模块监测微网与外网之间的用电负荷数据， 获得 可用功率Pc； 负荷监控 模块监测微网与小区内网的用电负荷数据， 获得实时用电负荷功率Pr； 通过实时用电负荷功率Pr和可用功率Pc计算微网的总体实时用电负荷指数 Kp。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115459286 A 3