一种保障充电效率的充电桩过载保护方法及系统与流程

本技术涉及充电桩过载保护，具体涉及一种保障充电效率的充电桩过载保护方法及系统。

背景技术：

1、随着电动汽车产业的快速发展，充电桩作为关键配套设施得到了广泛应用，其运行安全性与稳定性日益受到重视。充电桩在接入电网运行时，需持续承载大电流与高功率负荷，尤其在多车同时充电的高峰时段，容易因负载过大而引发过载故障，严重时可能导致设备损坏甚至火灾事故，因此对充电桩进行及时可靠的过载保护具有重要的现实意义。

2、现有充电桩过载保护方法通常依赖于预设的固定电流阈值，当实时监测到的工作电流超出设定阈值时，即判定为过载并立即切断电源以实施保护。然而，充电桩直接挂接于电网，实际运行工况较为复杂，供电网络中存在多种复杂扰动，可能导致充电电流出现非故障性的异常波动。此类电流波动会严重干扰基于固定阈值的过载保护机制，使其难以准确实施过载保护，极易引发保护误动作，致使充电过程非必要中断，显著降低了充电效率。

技术实现思路

1、为了解决当前充电过程非必要中断，导致充电效率较低的技术问题，本技术的目的在于提供一种保障充电效率的充电桩过载保护方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，提供一种保障充电效率的充电桩过载保护方法，该方法包括：采集充电桩组网下各充电桩位的三相电流数据。根据三相电流数据中的电流幅值变化程度和相位偏移变化程度，确定第一干扰指数。根据充电桩组网下各充电桩位之间三相电流数据的一致性变化值，确定第二干扰指数。根据第一干扰指数和第二干扰指数，确定过载干扰指数。根据过载干扰指数调整过载保护电流阈值，并根据调整后的过载保护电流阈值对相应的充电桩位执行过载保护动作。

3、作为一种可能的实现方式，根据三相电流数据中的电流幅值变化程度和相位偏移变化程度，确定第一干扰指数，包括：根据三相电流数据，确定三相电流峰值序列。根据三相电流峰值序列中一阶向前差分值，确定电流幅值变化程度。根据三相电流数据，确定瞬时相位序列。根据瞬时相位序列中各相之间的相位差变化信息，确定相位偏移变化程度。根据电流幅值变化程度和相位偏移变化程度，确定第一干扰指数。

4、作为一种可能的实现方式，根据三相电流峰值序列中一阶向前差分值，确定电流幅值变化程度，包括：计算三相电流峰值序列中各相电流峰值的一阶向前差分值。根据各相电流峰值的一阶向前差分值，分别确定各相的电流净变化量。根据各相电流净变化量中的最大绝对值，对各相电流净变化量进行归一化处理。将归一化处理后的各相电流净变化量的均值，确定为电流幅值变化程度。

5、作为一种可能的实现方式，根据瞬时相位序列中各相之间的相位差变化信息，确定相位偏移变化程度，包括：计算瞬时相位序列中各相之间的原始相位差序列，并根据标准三相电额定相位差确定各相之间的相位差偏离序列；将相位差偏离序列中首次出现同一采样点下各相之间相位差偏离值的均值超过预设相位阈值时的采样点，作为相位突变点；根据相位突变点之后的相位差偏离序列，分别确定各相之间的相位差偏离均值；根据预设的最大相位偏差阈值，对各相之间的相位差偏离均值进行归一化处理；将归一化处理后的各相之间相位差偏离均值的平均值，确定为相位偏移变化程度。

6、作为一种可能的实现方式，根据充电桩组网下各充电桩位之间三相电流数据的一致性变化值，确定第二干扰指数，包括：对充电桩组网下各充电桩位处的三相电流数据分别进行归一化处理，得到各充电桩位的归一化电流数据。根据归一化电流数据，确定各充电桩位的局部峰值序列。根据各充电桩位的局部峰值序列之间的相关性指数，确定一致性变化值。对一致性变化值进行预设映射处理，得到第二干扰指数。

7、作为一种可能的实现方式，根据各充电桩位的局部峰值序列之间的相关性指数，确定一致性变化值，包括：按照同相电流数据之间的对应关系，分别计算当前充电桩位处各相电流数据的局部峰值序列与充电桩组网下除当前充电桩位以外的其他充电桩位处对应相电流数据的局部峰值序列之间的相关性指数。根据当前充电桩位与其他充电桩位之间各相电流数据的局部峰值序列的相关性指数，确定当前充电桩位与其他充电桩位之间的相关性指数均值。将相关性指数均值确定为一致性变化值。

8、作为一种可能的实现方式，根据过载干扰指数调整过载保护电流阈值，并根据调整后的过载保护电流阈值对相应的充电桩位执行过载保护动作，包括：根据过载干扰指数对预设的过载保护电流阈值初值进行调整，确定自适应过载保护电流阈值。当充电桩位的三相电流数据中任意一相电流超过自适应过载保护电流阈值时，判定充电桩位存在过载故障。对判定存在过载故障的充电桩位执行过载保护动作。

9、作为一种可能的实现方式，采集充电桩组网下各充电桩位的三相电流数据，包括：通过充电桩组网下各充电桩位处内置的电流互感器，实时采集各充电桩位处的三相电流波形信号。将采集到的三相电流波形信号按照预设采样频率进行数字化处理，得到各采样点的三相电流瞬时值序列。将数字化三相电流数据按照过载故障检测窗口的时长进行分段处理，得到各过载故障检测窗口下的三相电流波形片段。将三相电流波形片段作为待分析的三相电流数据。

10、第二方面，提供一种保障充电效率的充电桩过载保护系统，包括：数据采集单元，用于采集充电桩组网下各充电桩位的三相电流数据。第一指数确定单元，用于根据三相电流数据中的电流幅值变化程度和相位偏移变化程度，确定第一干扰指数。第二指数确定单元，用于根据充电桩组网下各充电桩位之间三相电流数据的一致性变化值，确定第二干扰指数。干扰指数融合单元，用于根据第一干扰指数和第二干扰指数，确定过载干扰指数。过载保护单元，用于根据过载干扰指数调整过载保护电流阈值，并根据调整后的过载保护电流阈值对相应的充电桩位执行过载保护动作。

11、作为一种可能的实现方式，第一指数确定单元包括：峰值检测模块，用于根据三相电流数据，确定三相电流峰值序列。幅值程度确定模块，用于根据三相电流峰值序列中一阶向前差分值，确定电流幅值变化程度。相位变换模块，用于根据三相电流数据，确定瞬时相位序列。相位偏移程度确定模块，用于根据瞬时相位序列中各相之间的相位差变化信息，确定相位偏移变化程度。指数计算模块，用于根据电流幅值变化程度和相位偏移变化程度，确定第一干扰指数。

12、本技术具有如下有益效果：通过采集充电桩组网下各充电桩位的三相电流数据，根据电流幅值变化程度和相位偏移变化程度确定第一干扰指数，以从单个充电桩位维度量化三相电流受电网冲击的影响；同时根据组网下各充电桩位之间三相电流数据的一致性变化值确定第二干扰指数，以从组网维度量化电网冲击对过载故障检测的干扰程度，进而融合第一干扰指数和第二干扰指数得到过载干扰指数，并根据过载干扰指数动态调整过载保护电流阈值，再依据调整后的阈值执行过载保护动作。这样，能够有效区分真实的持续过载故障与电网瞬时冲击干扰，在电网存在冲击扰动时自动提高保护阈值，避免因瞬时电流波动触发保护误动作而导致充电过程非必要中断，保障了充电效率；同时在发生真实过载故障时仍能及时执行保护动作，兼顾了充电安全。