電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置的製作方法

2024-03-10 04:46:15

專利名稱：電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電氣領域，具體而言，涉及一種電動汽車充電設施充電功率主動安全 響應成套裝置。
背景技術：
一、電動汽車充電設施的發展隨著低碳技術和綠色能源的大力發展，電動汽車的推廣與應用受到越來越廣泛的 重視。目前，我國政府大力支持電動汽車的發展及其配套設施建設，在全國範圍內推廣電動 汽車示範工程。隨著電動汽車的推廣，電動汽車充電設施將快速增長。電動汽車充電功率較大，大 量充電汽車充電負荷將是城市負荷不可小覷的一部分；充電功率的不確定性加大了電網負 荷預測的難度；大量充電設施的投入運行將對配電網的無功平衡帶來嚴重挑戰。二、需求響應需求響應是用戶根據電網運行情況，主動調整用電行為，參與電網協作的重要方 式。通過負荷的主動調整來提高電力系統的安全性和經濟性，是解決電力供求矛盾的有效 工具，是確保電網安全經濟運行的可靠資源。傳統的需求響應是指根據價格信號或通過激勵影響需求的水平和時間，使得用戶 主動參與到電力負荷調整當中。其首要任務就是確保電網實時安全可靠運行，其次是通過 價格信號和激勵機制增加需求側在市場中的作用，從而以相對低的費用實現供需平衡，為 電網可靠經濟運行提供更大的靈活性。利用需求響應進行移峰填谷，可以減少傳統電力系 統運行需要的備用容量，降低維護電網可靠運行的壓力。本發明提出「用戶主動安全響應」的概念。因電力系統需要瞬時平衡，以往總是根 據電力負荷變化情況調整發電和輸變電，以滿足負荷的要求。本專利提出，當電網安全運行 遇到困難時，電動汽車充電機主動調整充電負荷，以協助電網維持安全、穩定。電動汽車充電時，因沒有機械過程，充電功率可以較快調整，因此是理想的用戶主 動安全響應的響應源。

發明內容
本發明目的在於提供一種電動汽車充電設施充電功率主動安全響應的成套裝置， 在電網頻率發生異常時主動響應，調整充電設施充電功率，協助電網在最短時間內恢復正 常運行水平，保持電網穩定。本發明分為頻率測量模塊、響應控制模塊。頻率測量模塊採用專用頻率測量晶片，每隔t秒檢測一次電網頻率。為了使頻率 測量準確可靠，測量模塊在提高可靠性和抗幹擾性上做了相應的措施接地、屏蔽、隔離、濾 波、去耦、合理布線等。響應控制模塊通過讀取計量晶片中的測量數據，按照一定的控制策略，進行響應。響應控制模塊將電網頻率偏離額定頻率的程度分為η個等級，並以此將裝置的響應門檻設 置為η個等級，不同的頻率響應門檻設置不同的功率調整幅度。根據測量數據，分析頻率變 化。若頻率變化朝著額定頻率方向發展，響應控制裝置不動作；若頻率變化連續k次大於 額定頻率且變化率為正(或者連續k次小於額定頻率且變化率為負)，則根據頻率偏移的 平均值，確定充電功率調整幅度，然後響應控制裝置動作。如果開始響應，那麼在調整充電 功率的同時，裝置蜂鳴器報警，指示燈根據不同的響應門檻亮不同的顏色；蜂鳴器有外置開 關，可以人工關閉，但是指示燈不關閉。


圖1示出了本發明電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置的功能結 構框圖；圖2以5個響應級別為例示出了本發明電動汽車充電設施充電功率主動安全響應 成套裝置的響應控制啟動原理圖；圖3以5個響應級別為例示出了本發明電動汽車充電設施充電功率主動安全響應 成套裝置的響應控制動作原理圖。
具體實施例方式本發明通過專用頻率測量晶片測量頻率為50Hz左右的交流電，然後根據頻率測 量數據，按照一定的控制策略，通過單片機主程序判斷是否給出充電功率調整的主動響應 信號，如果進行主動響應，則立刻執行，同時給出響應的報警、指示燈顯示等。
權利要求
一種用於電動汽車充電設施充電功率主動安全響應的成套裝置，其特徵在於，包括利用頻率測量設備監視電網頻率，計算頻率變化趨勢和頻率偏移大小，在電網頻率發生異常時主動響應，調整電動汽車充電設施充電功率的大小，實現充電功率的主動響應，以維護電網安全、穩定。
2.根據權利要求1所述的電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置，其特徵 在於裝置分為測量模塊、響應控制模塊。
3.根據權利要求1所述的電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置，其特徵 在於測量模塊每隔t秒(可調或固定，一般為數秒)檢測一次電網頻率，根據電網頻率決 定是否調整充電功率。
4.根據權利要求1所述的電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置，其特徵 在於響應控制模塊將頻率偏離額定頻率的程度分為η個等級，將裝置的響應門檻相應設 置為η個等級，不同的頻率響應門檻設置不同的功率調整幅度。
5.根據權利要求1所述的電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置，其特徵 在於，根據測量數據，分析頻率變化。若頻率變化朝著額定頻率方向發展，響應控制裝置不 動作；若頻率變化連續k次大於額定頻率且變化率為正(或者連續k次小於額定頻率且變 化率為負)，則根據頻率偏移的平均值，確定充電功率調整幅度，然後響應。
全文摘要
本發明公開了一種電動汽車充電設施充電功率主動安全響應成套裝置。本發明涉及電氣領域，具體為電動汽車充電設施充電功率主動安全響應。它包括頻率測量模塊和響應控制模塊。所述頻率測量模塊採用專用頻率測量晶片對電網頻率進行測量。所述響應控制模塊根據頻率測量模塊的數據響應動作。本發明可以實時監控和響應電網頻率的變化。本發明根據頻率變化程度設置N級響應級別。當頻率變化低於閥值水平時，響應控制模塊不幹涉充電機的正常充電過程；當電網頻率發生異常且頻率變化達到閥值水平時，響應控制模塊發出控制信號調整三相可控整流電路的觸發角實現充電機的充電功率調節。本發明的特點在於分級主動響應電網頻率變化，協助維護電網的安全穩定運行。
文檔編號H02J3/00GK101951006SQ201010242859
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者劉劍, 曹一家, 曹小明, 黎燦兵 申請人:湖南大學