專利名稱：智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電氣工程領域，具體為一種智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置。
背景技術：
一、電動汽車及其相關產業的是我國經濟的重要發展方向電動汽車由于其低碳節能等顯著的特點，因此成為我國發展低碳經濟、促進節能減排的重要產業發展方向。在國家相關政策導向和扶持下，包括比亞迪在內的國內眾多汽車廠商將電動汽車作為未來企業發展的重要方向，并已經推出了若干款電動汽車。目前電動汽車產業已經成為我國新能源汽車產業的重要組成部分，以電動汽車為核心的產業鏈條已經凸顯。隨著電動汽車產業的發展，制約電動汽車大規模推廣的充電設施也開始大規模規劃運行。進入2010年以來，國家電網和南方電網公司將電動汽車充電站歸為智能電網發展戰略的重要組成部分，分別開始布局國內電動汽車充電站及其相關配套設施，計劃首先在北京、上海、天津、深圳等大城市建設若干電動汽車充電站以及充電樁等充電設施。未來，電動汽車充電站將如汽車加油站一樣隨處可見，充分滿足電動汽車充電的需要。二、電動汽車充電設備功率調整目前，電動汽車充電設備的輸出功率調整主要有定時間、定功率、恒壓、恒流等方式。近期在上海世博展出的許繼智能充電機提出了充電機放電模塊，把它作為智能電網互動的重要組成部分。但是這些電動汽車充電功率的調整多是從客戶的需求和經濟性出發， 為用戶提供最優質便捷的服務和最經濟的充電成本，它們很少考慮了電網運行的安全性和穩定性。三、電力系統安全穩定分析、控制技術電網由于各種擾動，可能出現各種穩定性問題，例如頻率穩定、功角穩定、電壓穩定問題等，其中電壓穩定性就是值得重點考慮的問題之一。當電網出現重負荷、無功不足等情況下，電網的一些節點電壓會出現驟降，如不加以控制，可能會出現全網的電壓崩潰，導致大停電事故的發生。傳統的電壓控制手段，或是通過調度指令，或是通過低壓減載等安全穩定裝置，切除負荷，造成部分用戶斷電，降低了電網的供電可靠性。電動汽車充電是將電能轉換成化學能的過程，可以方便快速的進行充電功率調整。因此，本發明專利在考慮電網低電壓風險的基礎上，提出一種電動汽車充電智能響應裝置。通過本發明專利，在電網出現低電壓時，不是停止電動汽車充電，而是實時智能調整充電功率，做到主動“低壓減載”，協助電網電壓水平的恢復，提高電力系統運行的穩定性。
發明內容
本發明專利目的在于提供一種考慮電網低壓風險的電動汽車充電智能響應裝置， 在電網電壓偏低時主動響應，調整充電設施輸出功率，幫助電網的電壓水平盡快恢復到正常運行水平，保證供電可靠性。 本發明專利分為通信模塊、啟動模塊、響應控制模塊。通信模塊采用局域網技術，通過光纖網接入上一級高壓配網變電站，實現電動汽車充電站和變電站的通信。通信模塊每隔T秒獲取上一級高壓配網變電站的母線電壓信息，然后將母線電壓信息存入充電站專用數據庫，分析正常運行方式的最低電壓水平，計算響應控制模塊啟動閥值vm，并將其作為啟動模塊的輸入信號之一。啟動模塊根據通信模塊獲取的當前電壓信息V1和電壓閥值Vm，評估當前的電壓水平。若獲取的當前電壓V1小于電壓閥值Vm，則延遲t秒鐘(t<T)重新獲取電壓信息v2， 如果V2仍然小于vm，則啟動模塊輸出響應控制模塊動作信號。響應控制模塊在接收啟動模塊發出的動作信號后啟動。響應控制模塊將電壓響應區間分為η個等級。等級越高，電壓響應區間的電壓值越大，充電功率調整量越小。響應區間和幅度示例如下電壓幅值V位于區間(0.9Vm Vm]時，充電功率調整為Pm;電壓幅值V位于區間(0.8Vm 0. 9VJ時，充電功率調整為0.9Pm。電壓幅值V位于區間(0. 7Vm 0. 8Vm]時， 充電功率調整為0. 7Pm ；電壓幅值位于區間(00. 7VJ時，充電功率調整為0. 5Pm。
圖1示出了本發明專利的功能結框圖；圖2示出了本發明專利的信息流圖；圖3以4個響應等級為例示出了本發明專利的響應動作原理圖；
具體實施例方式本發明專利是一種智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，通過通信模塊、 啟動模塊、響應控制模塊完成主動“低壓減載”的功能。本發明專利在電動汽車充電站和上一級高壓配網變電站之間通過光纖通信技術， 建立信息共享的局域網。電動汽車充電站借助專用光纖網絡，通過一定的通信協議，實時與上一級高壓配網變電站通信，獲取節點母線電壓信息，然后將節點母線電壓信息傳入充電站所轄充電機、充電樁等充電設施，并將其存入專用數據庫進行處理，統計和分析正常運行方式下的歷史最低電壓水平，計算充電功率調整的節點電壓閥值。電動汽車充電設備收到充電站控制中心發出的節點電壓信息和節點電壓閥值，按照當前節點電壓幅值是否小于節點電壓閥值的判據評估當前電力系統的電壓水平，決定是否進行充電功率調整。如果進行調整，則進一步給出功率調整信號，送入響應控制模塊。 然后響應控制模塊則根據電壓幅值大小，給出功率調整量。如果電壓幅值滿足0. 9Vm ( V < Vm時，那么充電功率調整為Pm ；電壓幅值滿足0. 8Vm ^ V < 0. 9Vm時，那么充電功率調整為0. 9Pm ；電壓幅值滿足0. 7Vm ^ V < 0. 8Vm時，那么充電功率調整為0. 7Pm ；電壓幅值滿足 V < 0. 7Vm時，那么充電功率調整為0. 5Pm。
權利要求
1.一種智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于包括利用通信網絡實時獲取上一級高壓配網變電站的母線電壓信息，在線實時評估電網電壓水平，在電網電壓水平異常時，自動調整電動汽車充電設施充電功率的大小，實現充電功率的智能響應，協助電網保持安全的電壓水平。
2.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 裝置由通信模塊、啟動模塊、響應控制模塊三部分組成。
3.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 采用局域網技術，通過專用光纖通信網絡，實時獲取加密的變電站節點電壓信息。
4.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 當上一級高壓配網變電站電壓水平異常時，根據一定的判據，輸出動作信號，啟動響應控制模塊進行充電功率調整。
5.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 通信模塊對獲取的變電站節點電壓實時信息進行分析和處理，統計一定時期內電網正常運行方式下的最低電壓，用于評估當前時刻的節點電壓水平。
6.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 通信模塊根據歷史記錄的最低電壓水平Vmin，設置啟動模塊輸出動作信號的變電站母線電壓閥值 Vm = kX Vmin0
7.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 如果當前獲取的變電站節點電壓幅值義小于電壓閥值Vm，則延遲t秒之后，再次讀取變電站節點電壓幅值v2。如果V2 < Vm，啟動模塊輸出動作信號，啟動響應控制模塊調整充電功率。
8.根據權利要求1所述的智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置，其特征在于 響應控制模塊將電壓響應區間分為η個等級。等級越高，電壓響應區間的電壓值越大，充電功率調整量越小。響應區間和幅度示例如下電壓幅值V位于區間(0.9Vm Vm]時，充電功率調整為Pm ；電壓幅值V位于區間(0. 8Vm 0. 9VJ時，充電功率調整為0. 9Pm。電壓幅值V位于區間(0. 7Vm 0. 8VJ時，充電功率調整為0. 7Pm ；電壓幅值位于區間(00. 7Vm]時，充電功率調整為0. 5Pm。
全文摘要
本發明公開了一種智能響應電網電壓水平的電動汽車充電裝置。本發明專利涉及電氣工程領域，具體為電動汽車充電功率智能安全響應。它包括通信模塊、啟動模塊、控制響應模塊。所述通信模塊通過專用數據光纖通信網絡獲取上一級高壓配網變電站節點電壓信息，存入電動汽車充電站專用數據庫進行分析和統計。所述啟動模塊根據通信模塊和電動汽車充電專用數據庫里的數據，判定是否發出動作信號啟動響應控制模塊。所述響應控制模塊，接收啟動模塊發出的動作信號后，根據變電站節點電壓水平，實時調整充電功率大小。本發明專利的特點在于是由充電負荷自身根據電壓水平，進行充電功率智能調整，而非傳統電力系統意義上的拉閘限電、切負荷。本發明可以分級智能響應電網電壓水平，協助維護電網的安全穩定運行。
文檔編號H02J7/02GK102386665SQ20101026671
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者曹一家, 譚益, 黃小慶, 黎燦兵 申請人:湖南大學