充换电设施安全用电控制方法和系统

摘要

本发明属于充电技术领域，具体涉及一种充换电设施安全用电控制方法。本发明旨在解决如何实现充换电设施的用电情况与其他装备的用电情况实时匹配协调的问题。为此目的，本发明的方法包括下列步骤：获取台区的实时总电流Iin，并发送给主控制系统；主控制系统根据实时总电流Iin和台区最大允许电流Imax计算出台区电容量的实时利用率r；将台区电容量的利用状态按照台区电容量的实时利用率划分为多个用电区；主控制系统与充换电设施控制系统根据具体用电区进行通信；充换电设施控制系统读取主控制系统的当前参数，调控充换电设施的用电策略。本发明的技术方案能够实时响应线路中的用电量变化，在充分利用线路的可供用电量的同时，做到安全用电、协调用电。

说明书

技术领域

本发明属于充电管理技术领域，具体涉及一种充换电设施安全用电控制方法和系统。

背景技术

随着充换电设施的大规模推开，越来越多的充换电设施(包括但不限于充电桩、换电站、充电车、充电接口等等)不得不与其他充电设施或用电装备(以下称为“其他装备”)共同连接在一个变压器下，或者一条用电线路中，并且分享同一个表后容量，即所有设施的总用电量受线路可用容量限制。随之产生的一个问题是，如何对所控制的充换电设施设置合理的最大用电阈值。由于其他装备用电的随机性和分散性，如果以其他装备的最大用电量为依据设置充换电设施的最大用电阈值，势必造成在其他装备空闲或用电低谷期间，充换电设施也不能利用空出的用电容量，以此核算出充换电设施的可用电量明显偏小。如果依据地域其他装备最大用电量的数值来设置充换电设施的最大用电阈值，又不能保证在充换电设施高位用电运行的时候，其他装备用电不可感知的突然增加，从而造成总用电量超过线路定值而使保护装置动作，进而影响充换电设施以及整条线路的正常用电。

因此，本领域需要一种安全用电控制方法，实现充换电设施的用电情况与其他装备的用电情况的实时匹配协调。即，在其他装备用电低谷期，能够使充换电设施及时利用其他装备让出的空闲容量；在其他装备用电量快速上升期间，能够使充换电设施及时调整用电策略，压低用电量，保证线路中的总用电量不会触发保护装置动作而影响充换电设施以及整条线路的正常用电。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何实现充换电设施的用电情况与其他装备的用电情况实时匹配协调的问题，本发明提供了一种充换电设施安全用电控制方法。所述方法包括下列步骤：

获取台区的实时总电流Iin，并发送给主控制系统；

主控制系统根据实时总电流Iin和台区的最大允许电流Imax计算出台区电容量的实时利用率r；

将台区电容量的利用状态按照台区电容量的实时利用率r划分为多个用电区；

主控制系统与充换电设施控制系统根据当前所处的用电区进行通信；以及

充换电设施控制系统读取主控制系统的当前参数并根据所述当前参数调控充换电设施的用电策略。

上述充换电设施安全用电控制方法进一步包括：主控制系统根据台区电容量的实时利用率r计算台区的实时可用电量。

在上述充换电设施安全用电控制方法中，所述多个用电区包括舒适区、警惕区和危险区。

进一步地，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率高于80％。

在上述充换电设施安全用电控制方法中，所述多个用电区包括舒适区、警惕区、危险区和紧急区。

进一步地，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；

所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；

所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率在80％～95％之间；

所述紧急区设置为黑色，表示台区电容量的利用率高于95％。

进一步地，主控制系统根据台区电容量的实时利用率r，将台区电容量的实时用电状态标记为所述绿色、黄色、红色和黑色中的一种。

进一步地，主控制系统根据台区电容量的实时用电状态设置与充换电设施控制系统的通信频率。

上述充换电设施安全用电控制方法进一步包括：

当台区电容量的实时用电状态的颜色发生变化时，主控制系统与充换电设施控制系统进行通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色保持不变时，主控制系统根据当前台区电容量的实时利用率r的变化或者根据与充换电设施控制系统的通信时间间隔设定与充换电设施控制系统通信的频率；

在上述充换电设施安全用电控制方法中，当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于绿色时，台区电容量的实时利用率每变化10％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过1分钟，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黄色时，当台区电容量的实时利用率每变化5％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过30秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于红色时，当台区电容量的实时利用率每变化1％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过10秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黑色时，主控制系统与充换电设施控制系统进行即时通信或者每一秒进行一次通信。

进一步地，充换电设施控制系统通过与主控制系统通信来读取主控制系统的当前参数，所述当前参数包括台区电容量的实时用电状态和实时可用容量。

进一步地，充换电设施控制系统根据当前参数调控用电策略：

当台区电容量的用电状态为绿色舒适区时，可以增加用电量，也可一次性投入多台用电装备；

当台区电容量的用电状态为黄色警惕区时，保持用电水平，若需投入新用电装备，则需同步压低在用用电装备的用电量或切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为红色危险区时，降低用电水平，不再投入新用电装备，同时压低在用用电装备的用电量或逐步切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为黑色紧急区时，立即依次或全部切除在用用电装备。

上述充换电设施安全用电控制方法进一步包括，所述实时总电流Iin的获取方式包括：从变压器低压侧已有的电流测量模块中获取实时总电流Iin的数值；或者在变压器低压侧安装电流测量模块，测量实时总电流Iin的数值；或者从充换电设施和其他装备所在的各条线路上已有的电流测量模块中获取各条线路的实时电流I及其相角θ，进而根据所述实时电流I及其相角θ来计算实时总电流Iin；或者在所述充换电设施和所述其他装备所在的各条线路上安装电流量测模块，测量各条线路的实时电流I及其相角θ，进而根据所述实时电流I及其相角θ来计算实时总电流Iin。

上述充换电设施安全用电控制方法进一步包括：所述台区电容量的实时利用率的计算公式为：r＝Iin/Imax，

其中，r为台区电容量的实时利用率，Iin为台区的实时总电流，Imax为台区的最大允许电流。

上述充换电设施安全用电控制方法进一步包括：所述最大允许电流取决于台区最大用电容量，台区最大用电容量的计算公式为：kVAmax＝k1*kVArated；

其中，kVAmax为台区的最大用电容量，k1为过负荷系数，kVArated为额定用电量

所述实时可用电量计算公式为：

kVAavail＝α*(1-r)*kVAmax；

其中，kVAavail为台区的实时可用电量，α为安全系数，r为台区电容量的实时利用率，kVAmax为台区最大用电容量。

进一步地，主控制系统与充换电控制系统通过光纤、电缆或无线进行通信；或者主控制系统与充换电控制系统通过总线或通讯线进行通信；或者主控制系统与充换电控制系统集成在一台机器或一块板卡上，通过机内或板内方式通信。

进一步地，台区的线路上设置有保护装置，当线路中的电流超过预设电流值时，所述保护装置用以切断电路中的用电装备。

进一步地，所述保护装置为继电器、熔断器和/或断路器。

另一方面，本发明还提供了一种用于执行上述方法的充换电设施安全用电控制系统，该系统包括所述主控制系统和所述充换电设施控制系统。

综上所述，在本发明的技术方案中，通过对流经台区保护装置的电流进行测量来获取台区实时总电流，进而计算出台区电容量的实时利用率以及实时可用电量，根据台区电流的实时利用率将台区的用电状态划分为多个用电区，然后主控制系统与充换电设施控制系统根据当前所处的用电区进行通信，换电设施控制系统读取台区电容量的实时用电状态以及实时可用电量，相应地设置自身的最大用电量，在可用电量范围内做到最大化利用。还能够根据实时用电状态及时调整自身的用电策略，实时响应线路中的用电量变化，保证线路中的总用电量不会触发保护装置动作，能够在充分利用线路的可供用电量的同时，做到安全用电、协调用电。

方案1、一种充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

获取台区的实时总电流(Iin)，并发送给主控制系统；

主控制系统根据实时总电流(Iin)和台区的最大允许电流(Imax)计算出台区电容量的实时利用率(r)；

将台区电容量的利用状态按照台区电容量的实时利用率(r)划分为多个用电区；

主控制系统与充换电设施控制系统根据当前所处的用电区进行通信；以及

充换电设施控制系统读取主控制系统的当前参数并根据所述当前参数调控充换电设施的用电策略。

方案2、根据方案1所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于进一步包括：主控制系统根据台区电容量的实时利用率(r)计算台区电容量的实时可用电量。

方案3、根据方案2所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述多个用电区包括舒适区、警惕区和危险区。

方案4、根据方案2所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述多个用电区还包括舒适区、警惕区、危险区和紧急区。

方案5、根据方案3所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；

所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；

所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率高于80％。

方案6、根据方案4所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；

所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；

所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率在80％～95％之间；

所述紧急区设置为黑色，表示台区电容量的利用率高于95％。

方案7、根据方案5或6所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，主控制系统根据台区电容量的实时利用率(r)，将台区电容量的实时用电状态标记为所述绿色、黄色、红色和黑色中的一种。

方案8、根据方案7所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，主控制系统根据台区电容量的实时用电状态设置与充换电设施控制系统的通信频率。

方案9、根据方案8所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于：

当台区电容量的实时用电状态的颜色发生变化时，主控制系统与充换电设施控制系统进行通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色保持不变时，主控制系统根据当前台区电容量的实时利用率(r)的变化或者根据与充换电设施控制系统的通信时间间隔设定与充换电设施控制系统通信的频率。

方案10、根据方案9所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于：

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于绿色时，台区电容量的实时利用率每变化10％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过1分钟，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黄色时，台区电容量的实时利用率每变化5％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过30秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于红色时，台区电容量的实时利用率每变化1％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过10秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黑色时，主控制系统与充换电设施控制系统进行即时通信或者每一秒进行一次通信。

方案11、根据方案8所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，充换电设施控制系统通过与主控制系统通信来读取主控制系统的当前参数，所述当前参数包括台区电容量的实时用电状态和实时可用容量。

方案12、根据方案11所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，充换电设施控制系统根据所述当前参数调控用电策略：

当台区电容量的用电状态为绿色舒适区时，可以增加用电量，也可一次性投入多台用电装备；

当台区电容量的用电状态为黄色警惕区时，保持用电水平，若需投入新用电装备，则需同步压低在用用电装备的用电量或切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为红色危险区时，降低用电水平，不再投入新用电装备，同时压低在用用电装备的用电量或逐步切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为黑色紧急区时，立即依次或全部切除在用用电装备。

方案13、根据方案2至12中任一项所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述实时总电流(Iin)的获取方式包括：

从变压器低压侧已有的电流测量模块中获取实时总电流(Iin)的数值；或者

在变压器低压侧安装电流测量模块，测量实时总电流(Iin)的数值；或者

从充换电设施和其他装备所在的各条线路上已有的电流测量模块中获取各条线路的实时电流(I)及其相角(θ)，进而根据所述实时电流(I)及其相角(θ)来计算实时总电流(Iin)；或者

在所述充换电设施和所述其他装备所在的各条线路上安装电流测量模块，测量各条线路的实时电流(I)及其相角(θ)，进而根据所述实时电流(I)及其相角(θ)来计算实时总电流(Iin)。

方案14、根据方案13所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述台区电容量的实时利用率的计算公式为：r＝Iin/Imax，

其中，r为台区电容量的实时利用率，Iin为台区的实时总电流，Imax为台区的最大允许电流。

方案15、根据方案14所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述最大允许电流取决于台区最大用电容量，台区最大用电容量的计算公式为：

kVAmax＝k1*kVArated；

其中，kVAmax为台区最大用电容量，k1为过负荷系数，kVArated为额定用电量。

方案16、根据方案15所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述实时可用电量的计算公式为：

kVAavail＝α*(1-r)*kVAmax；

其中，kVAavail为台区的实时可用电量，α为安全系数，r为台区电容量的实时利用率，kVAmax为台区最大用电容量。

方案17、根据方案16所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，主控制系统与充换电控制系统通过光纤、电缆或无线进行通信；或者

主控制系统与充换电控制系统通过总线或通讯线进行通信；或者

主控制系统与充换电控制系统集成在一台机器或一块板卡上，通过机内或板内方式通信。

方案18、根据方案17所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，台区的线路上设置有保护装置，当线路中的电流超过预设电流值时，所述保护装置用以切断电路中的用电装备。

方案19、根据方案18所述的充换电设施安全用电控制方法，其特征在于，所述保护装置为继电器、熔断器和/或断路器。

方案20、一种充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述系统包括主控制系统和充换电设施控制系统，所述主控制系统配置成：获取台区的实时总电流(Iin)；根据台区的实时总电流(Iin)和最大允许电流(Imax)计算台区电容量的实时利用率(r)；将台区电容量的利用状态按照台区电容量的实时利用率(r)划分为多个用电区；

所述充换电设施控制系统配置成：根据当前所处的用电区与所述主控制系统进行通信；读取所述主控制系统的当前参数并根据所述当前参数调控充换电设施的用电策略。

方案21、根据方案20所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述主控制系统还配置成根据台区电容量的实时利用率(r)计算台区电容量的实时可用电量。

方案22、根据方案21所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述多个用电区包括舒适区、警惕区和危险区。

方案23、根据方案21所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述多个用电区包括舒适区、警惕区、危险区和紧急区。

方案24、根据方案22所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；

所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；

所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率高于80％。

方案25、根据方案23所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述舒适区设置为绿色，表示台区电容量的利用率低于60％；

所述警惕区设置为黄色，表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；

所述危险区设置为红色，表示台区电容量的利用率在80％～95％之间；

所述紧急区设置为黑色，表示台区电容量的利用率高于95％。

方案26、根据方案24或25所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述主控制系统配置成根据台区电容量的实时利用率(r)将台区电容量的实时用电状态标记为所述绿色、黄色、红色和黑色中的一种。

方案27、根据方案26所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述主控制系统配置成根据台区电容量的实时用电状态设置与所述充换电设施控制系统的通信频率。

方案28、根据方案27所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于：

当台区电容量的实时用电状态的颜色发生变化时，主控制系统与充换电设施控制系统进行通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色保持不变时，主控制系统根据当前台区电容量的实时利用率(r)的变化或者根据与充换电设施控制系统的通信时间间隔设定与充换电设施控制系统通信的频率。

方案29、根据方案28所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于：

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于绿色时，台区电容量的实时利用率每变化10％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过1分钟，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黄色时，台区电容量的实时利用率每变化5％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过30秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于红色时，台区电容量的实时利用率每变化1％，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过10秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；

当台区电容量的实时用电状态的颜色持续处于黑色时，主控制系统与充换电设施控制系统进行即时通信或者每一秒进行一次通信。

方案30、根据方案29所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述充换电设施控制系统配置成通过与所述主控制系统通信来读取所述主控制系统的当前参数，所述当前参数包括台区电容量的实时用电状态和实时可用容量。

方案31、根据方案30所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述充换电设施控制系统根据所述当前参数调控用电策略：

当台区电容量的用电状态为绿色舒适区时，可以增加用电量，也可一次性投入多台用电装备；

当台区电容量的用电状态为黄色警惕区时，保持用电水平，若需投入新用电装备，则需同步压低在用用电装备的用电量或切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为红色危险区时，降低用电水平，不再投入新用电装备，同时压低在用用电装备的用电量或逐步切除在用用电装备；

当台区电容量的用电状态为黑色紧急区时，立即依次或全部切除在用用电装备。

方案32、根据方案21至31中任一项所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述实时总电流(Iin)的获取方式包括：

从变压器低压侧已有的电流测量模块中获取实时总电流(Iin)的数值；或者

在变压器低压侧安装电流测量模块，测量实时总电流(Iin)的数值；或者

从充换电设施和其他装备所在的各条线路上已有的电流测量模块中获取各条线路的实时电流(I)及其相角(θ)，进而根据所述实时电流(I)及其相角(θ)来计算实时总电流(Iin)；或者

在所述充换电设施和所述其他装备所在的各条线路上安装电流测量模块，测量各条线路的实时电流(I)及其相角(θ)，进而根据所述实时电流(I)及其相角(θ)来计算实时总电流(Iin)。

方案33、根据方案32所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述台区电容量的实时利用率的计算公式为：r＝Iin/Imax，

其中，r为台区电容量的实时利用率，Iin为台区的实时总电流，Imax为台区的最大允许电流。

方案34、根据方案33所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述最大允许电流取决于台区最大用电容量，台区最大用电容量的计算公式为：

kVAmax＝k1*kVArated；

其中，kVAmax为台区最大用电容量，k1为过负荷系数，kVArated为额定用电量。

方案35、根据方案34所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述实时可用电量的计算公式为：

kVAavail＝α*(1-r)*kVAmax；

其中，kVAavail为台区的实时可用电量，α为安全系数，r为台区电容量的实时利用率，kVAmax为台区最大用电容量。

方案36、根据方案35所述的充换电设施安全用电控制系统，其特征在于，所述主控制系统与所述充换电控制系统通过光纤、电缆或无线进行通信；或者

所述主控制系统与所述充换电控制系统通过总线或通讯线进行通信；或者

所述主控制系统与所述充换电控制系统集成在一台机器或一块板卡上，通过机内或板内方式通信。

附图说明

图1是采用本发明的充换电设施安全用电控制方法的一种台区结构示意图；

图2是采用本发明的充换电设施安全用电控制方法的另一种台区结构示意图；

图3是本发明的充换电设施安全用电控制方法的用电区划分示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

目前，充换电设施(包括但不限于充电桩、换电站、充电车、充电接口等等)与其他充电设施或用电装备(以下称为“其他装备”)共同连接在一个变压器下，或者一条用电线路中，并且分享同一个表后容量，即，所有设施的总用电量受线路可用容量限制。因此，本发明旨在提供一种能够提高线路中的电量利用率的方法，并且保证线路中的总用电量不会触发保护装置动作而切断用电设备。需要指出的是，本申请中的术语“台区”意指共同连接在一个变压器下或者在一条用电线路中的所有用电设备构成的区域，该区域既可以是实际的区域，也可以是虚拟的空间，这些用电设备可以物理上邻近，也可以彼此相距很远。

参照图1和图2，图1是采用本发明的充换电设施安全用电控制方法的一种台区结构示意图；图2是采用本发明的充换电设施安全用电控制方法的另一种台区结构示意图。如图1和图2所示，台区的用电设备包括充换电设施和其他装备(充换电设施以外的共同连接在同一个变压器下的用电设备)，充换电设施和其他装备处在同一条母线(如图1所示)或馈线(如图2所示)上，其上游设置有保护装置，该保护装置用于限制和保护充换电设施和其他装备的总用电量。具体地，保护装置可以是继电器、熔断器或者断路器，电网输送的高电压电能经过变压器转换为400V电压的电能，然后电能通过该保护装置分送到各个用电设备。同时在充换电设施和其他装备的各个支路上也设置有各个支路的保护装置。该台区还设置有主控制系统、其他设备控制系统和充换电设施控制系统，其中，主控制系统用于监控台区内的用电情况，其他设备控制系统和充换电设施控制系统用于监控台区内各用电设备的用电情况。并且，主控制系统能够与其他设备控制系统和充换电设施控制系统进行通信。具体地，当主控制系统与其他设备控制系统和充换电设施控制系统处于较远的位置时，可以通过光纤、电缆、无线等方式通信；当主控制系统与其他设备控制系统和充换电设施控制系统处于同一位置时，可以通过总线或通讯线等方式通信；此外，主控制系统与其他设备控制系统和充换电设施控制系统还可以集成在一台机器或一块板卡上，然后通过机内或板内方式通信。

关于主控制系统、其他设备控制系统和充换电设施控制系统，本领域技术人员熟知的是，实际应用中它们之间没有本质上的区别，不同之处仅在于控制对象，它们可以采用任何适当的形式，既可以是硬件也可以是软件，既可以是离散设置的多个功能模块，也可以是集成到一个硬件上的多个功能单元。作为最简单的形式，所述三种控制系统中的每一种都可以是控制器，例如组合逻辑控制器、微程序控制器等，只要能够实现对被监测对象的相关参数的监测和调节即可。当然，主控制系统、其他设备控制系统和充换电设施控制系统也可以作为不同的模块集成到一个物理设备上，这些都不偏离本发明的基本原理和保护范围。

本发明的充换电设施安全用电控制方法包括下列步骤：获取台区的总电流Iin，并发送给主控制系统；主控制系统根据总电流Iin和台区的最大允许电流Imax计算出台区电容量的实时利用率r；将台区电容量的利用状态按照台区电容量的实时利用率r划分为多个用电区；主控制系统与充换电设施控制系统根据当前所处的用电区进行通信；充换电设施控制系统读取主控制系统的当前参数，调控充换电设施的用电策略。进一步，主控制系统根据台区电容量的实时利用率r计算出台区的实时可用电量。具体而言，参照图3，图3是本发明的充换电设施安全用电控制方法的用电区划分示意图。如图3所示，台区电容量的利用状态按照台区电容量的利用率划分为四个用电区，分别为绿色舒适区、黄色警惕区、红色危险区和黑色紧急区。作为示例，绿色舒适区表示台区电容量的利用率低于60％；黄色警惕区表示台区电容量的利用率在60％～80％之间；红色危险区表示台区电容量的利用率在80％～95％之间；黑色紧急区表示台区电容量的利用率高于95％。

台区的实时总电流Iin可以通过测量流经保护装置的电流获取。由于台区设置的保护装置用于限制和保护充换电设施和其他装备的总用电量，因此，只要测出流经上游保护装置的电流，即是该台区此时的总电流Iin，或者测出流经其他各支路上的保护装置的电流通过计算获得台区此时的总电流Iin。获取台区总电流Iin包括以下方式：(1)变压器低压侧(即电网输送的高压电经变压器转换为400V电压的一侧)有电流测量模块时，直接从该电流测量模块中获取Iin的实时数值，并输入主控制系统；(2)变压器低压侧没有电流测量模块时，在变压器低压侧安装电流测量模块，测量获取总电流Iin的实时数值，并输入主控制系统；(3)从充换电设施和其他装备所在的各条线路上已有的电流测量模块中获取各条线路的实时电流I及其相角θ；或者在充换电设施和其他装备所在的各条线路上安装电流测量模块，测量各条线路的实时电流I及其相角θ。将测量的实时电流I及其相角θ输入到主控制系统，由主控制系对所有实时电流I矢量求和，得到台区实时总电流Iin的数值。

主控制系统根据实时总电流Iin和台区的最大允许电流Imax计算出台区电容量的实时利用率r。由于台区内设置有保护装置，因此，台区内的最大流经电流由保护装置的保护定值决定，无论是继电器、熔断器还是断路器，其对过负荷保护的设定电流为台区的最大允许电流Imax。此时，对应的台区最大用电量为：kVAmax＝k1*kVArated，k1为过负荷系数(一般在1.1～1.3之间)，kVArated为额定电量。计算台区电容量的实时利用率r时，可以认为电量与电流成正比，因此，台区的电量实时利用率可以计算为：r＝Iin/Imax。进而，台区的实时可用电量可计算为：kVAavail＝α*(1-r)*kVAmax；其中，kVAavail为台区的实时可用电量，α为安全系数，r为台区电容量的实时利用率，kVAmax为台区最大用电容量。主控制系统根据台区电容量的实时利用率r，判断此时台区电容量的实时用电状态属于哪个用电区，然后将台区电容量的实时用电状态标记为对应用电区的颜色，即标记为绿色、黄色、红色或者黑色。

充换电设施控制系统通过与主控制系统进行通信，进而读取主控制系统的当前参数，当前参数包括台区的实时用电状态和实时可用容量kVAavail，然后调控充换电设施的用电策略。具体地，充换电控制系统根据当前台区的实时可用容量kVAavail和当前台区的实时用电状态来调整充换电设施的用电量。更具体地，当台区的用电状态为绿色舒适区时，可以增加用电量，也可一次性投入多台用电装备；当台区的用电状态为黄色警惕区时，保持用电水平，若需投入新用电装备，则需同步压低在用用电装备的用电量或切除在用用电装备；当台区的用电状态为红色危险区时，降低用电水平，不再投入新用电装备，同时压低在用用电装备的用电量或逐步切除在用用电装备；当台区的用电状态为黑色紧急区时，立即依次或全部切除在用用电装备。需要说明的是，当用电状态处于黑色区域时，主控制系在设定时间内如果没有检测到实时用电量下降，将启动紧急安全对策，控制充换电设施的线路或支路上的保护装置或开关动作，切除充换电设施。

主控制系统与充换电设施控制系统的通信频率可以根据实际情况进行设定。例如，主控制系统可以根据台区的实时用电状态设置不同的与充换电设施控制系统进行通信的频率。具体而言，当台区的实时用电状态的颜色发生变化时，主控制系统与充换电设施控制系统进行通信；当台区的实时用电状态的颜色保持不变时，主控制系统根据当前台区电容量的实时利用率r的变化来设定与充换电设施控制系统通信的频率或者根据与充换电设施控制系统的通信时间间隔来设定与充换电设施控制系统通信的频率。具体地，如果台区的实时用电状态的颜色持续处于绿色时，可以设定台区电容量的实时利用率每变化10％，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过1分钟，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；如果台区的实时用电状态的颜色持续处于黄色时，可以设定台区电容量的实时利用率每变化5％，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过30秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；如果台区的实时用电状态的颜色持续处于红色时，可以设定台区电容量的实时利用率每变化1％，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信，或者主控制系统与充换电设施控制系统的通信时间间隔每超过10秒，主控制系统与充换电设施控制系统进行一次通信；如果台区的实时用电状态的颜色持续处于黑色时，可以设定主控制系统与充换电设施控制系统进行即时通信或者每一秒进行一次通信。需要说明的是，上述主控系统与充换电站控制系统的通信频率仅为示意，具体的设定值须根据实际情况考虑设置。

主控制系统与充换电控制系统的通信方式不受限定。两者可分处两处，此时可以通过光纤、电缆或无线进行通信。两者也可以同处一地，此时可以通过总线或通讯线进行通信。主控制系统与充换电控制系统还可以集成在一台机器或一块板卡上，通过机内或板内方式通信。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。