智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統的製作方法

2024-03-10 02:17:15 2

專利名稱：智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力系統自動化領域，涉及到評價與監管系統，特別涉及一種智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統。
背景技術：
當今世界各國都處在能源危機和環境汙染的雙重壓力下，這促使各國必須改變現有的能源發展戰略。中國在近幾年也提出了建設資源節約型、環境友好型社會的發展思路。 如此也給電力系統的發展以及供電服務質量等方面提出了更高的要求。在這個背景下，國家電網公司提出了立足自主創新，加快建設以特高壓電網為骨幹網架，各級電網協調發展， 具有信息化、自動化、互動化特徵的統一的堅強智能電網的發展目標。交互式能動性是智能電網的主要特徵和發展目標，它可以實現電網公司與用戶之間的信息交互、需求交互。對於用戶而言，可以作為分布式負荷和電源接入電網，參與電網的負荷控制和管理，並可將富餘的電能用於電網調配和應急。對於電網而言，可以實時掌握電能需求，合理配置電能資源，引導用戶的用電行為，提高投資效益，增強電網穩定性。當然，要實現這個目標，不僅僅是技術層面上的事，它還涉及到用戶的節能增效意識，以及政府對用戶節能增效行為的評價與監管問題。目前中國現行的評價與監管主要集中在電氣設備本身，僅以產品的安全運行、產品本身的節能降耗、環保優化和降低成本為重點，而對用戶的節能增效行動監管方面還處於空白，僅僅以增強用戶節能意識，靠用戶的責任感、道德約束以及自律來實現民眾的自覺節能，這往往會使節能增效的口號空泛、缺乏制約。

實用新型內容本實用新型的目的是解決節能增效口號空泛、缺乏制約的問題，提出一種智能電網下的節能增效評價與監管系統，從而實現智能電網的最優化用電模式。為了實現上述目的，本實用新型採取的技術方案如下—種智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統及其方法，其特徵在於，所述系統主要由智能電錶、後臺評價與監管控制系統、身份識別裝置、雙向智能控制裝置，以及設置在物聯網中的節能增效資料庫所組成；該雙向智能控制裝置與智能電錶通過電力線路連接，該後臺評價與監管控制系統分別與智能電錶、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進行連接，設置在物聯網中的節能增效資料庫經過物聯網與後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接；智能電錶通過電力線連接到智能電網上，後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接到物聯網上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設備上。所述系統不僅對電動汽車用戶的節能增效行為進行評價與監管，還對電動汽車充電站耗能設備的運行過程進行節能增效評價與監管。採用上述技術方案，本實用新型的有益效果在於[0010]1)提出建立智能電網下的節能增效資料庫，並細化出反映電動汽車用戶及電動汽車充電站等耗能設備節能增效行為的參數，為政府的節能增效評價與監管提供有價值的量
息 ο2)提出智能電網下的電動汽車節能增效監管與物聯網相融合，系統對電動汽車用戶及電動汽車充電站等耗能設備的節能增效行為進行統一的評價與監管。電動汽車用戶可以合理的安排自己的節能增效行為，在獲取自身最低用電成本的同時節約國家資源，監管部門可以根據耗能設備的節能增效狀況，安排節能增效專項基金，促使企業進行節能增效改造和調整節能增效投入等。從而實現智能電網下的最大化節能增效以及最優化用電模式。本實用新型對其他耗能產業的節能增效評價與監管等也適用，具有很大經濟和社會效益。

圖1是智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統框圖。圖2是節能增效評價與監管系統軟體流程圖。
具體實施方式
這裡以智能電網下的電動汽車產業為例，來詳細敘述本實用新型的具體實施。本實用新型提出的智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統結構如圖1 所示，其中粗線代表電力線路，細線代表通信線路。該系統由節能增效資料庫、智能電錶、 後臺評價與監管控制系統、身份識別裝置、雙向智能控制裝置所組成；雙向智能控制裝置與智能電錶通過電力線路連接，後臺評價與監管控制系統分別與物聯網、智能電錶、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進行連接，節能增效資料庫經過物聯網與後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接；本系統中的智能電錶通過電力線連接到智能電網上， 雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上；節能增效資料庫建立在物聯網中，用於存儲節能增效意識積分、節能增效貢獻積分、節能增效綜合積分這些用戶節能增效參數信息以及電動汽車充電站的使用率、充放電效率、電網貢獻率、諧波汙染率以及節能增效綜合積分耗能設備節能增效參數信息；智能電錶用於監測電動汽車用戶的買電和賣電量；後臺評價與監管控制系統根據物聯網傳輸的節能增效資料庫中相應信息，給汽車用戶顯示當前快速充放電的電價、名額以及節能增效參數信息，並限制不節能用戶的充放電行為；身份識別裝置用來識別電動汽車用戶的身份；雙向智能控制裝置根據後臺評價與監管控制系統發出的指令信號進行電動汽車蓄電池的充放電操作及計價；本實用新型的系統中主要利用身份識別技術，構建智能化識別、監控和管理的電動汽車充放電系統，並分別與智能電網和物聯網相連接組成一個對用戶進行評價與監管的網絡。在這個網絡中，每個用戶有一張獨立的ID卡，記錄了該用戶的充電次數、賣電次數、 充電量、賣電量以及各種節能參數等信息，每次刷卡消費後採集系統都會將用電信息更新後傳輸給後臺評價與監管控制系統，後臺評價與監管系統根據這些信息進行扣費、返費計算，並且對用戶的節能意識評價參數、節能貢獻評價參數以及個體節能綜合參數等個體節能參數進行更新後傳送給節能增效ID卡及物聯網中的節能增效資料庫保存。用戶再次消費時，後臺評價與監管控制系統會根據物聯網傳輸的信息，給用戶顯示當前快速充放電的電價、名額以及節能增效參數等信息。這樣對於售電公司而言，可以隨時限制不節能用戶的頻繁充電，鼓勵用戶進行節能和負荷高峰時賣電。對於用戶而言，在明確了自己的節能參數後，就可以根據需要科學的制定自己的買電賣電計劃，在自身利益最大化的同時，節約了國家資源。另外，該系統還監管各個充電站的實際運行情況，對充電站的使用率、充放電效率、 電網貢獻率、諧波汙染率以及節能綜合參數等進行監測。這樣監管部門可以獲取各充電站節能狀況，安排節能專項基金，促使企業調整節能投入等；電網公司可以有目的的對各個充電站進行節能改造以及分配充放電指標等。本系統中的節能增效資料庫可由具有大容量存儲硬板的PC機組成，用於存儲節能增效意識積分、節能增效貢獻積分、節能增效綜合積分這些用戶節能增效參數信息以及電動汽車充電站的使用率、充放電效率、電網貢獻率、諧波汙染率以及節能增效綜合積分等耗能設備節能增效參數信息；智能電錶可採用施耐德公司的PM系列的電力參數測試儀，用於監測電動汽車用戶的買電和賣電量；後臺評價與監管控制系統可採用施耐德公司 TSXPremium系列PLC為核心控制器，它根據物聯網傳輸的信息，給用戶顯示當前快速充放電的電價、名額以及節能增效參數信息，並限制不節能用戶的充放電行為；身份識別裝置可採用恩智浦半導體公司的P5CD081等晶片為核心控制器組成，用來識別電動汽車用戶的身份；雙向智能控制裝置可由PWM整流電路和雙向隔離DC/DC電路組成，它根據後臺評價與監管控制系統發出的指令信號進行電動汽車或電動汽車充電站的充放電操作。如圖2所示是後臺評價與監管控制系統的程序流程圖，程序採用梯形圖語言編寫，主要包括初始化、採集輸入信號、採集電力參數、讀PC機數據、參數計算、電源系統控制、人機互動信息更新、PC機交互信息更新子程序。初始化子程序用來對控制系統中各類需要使用的寄存器進行初始化操作，以便控制系統能夠正常運行；採集輸入信號子程序用來採集用戶ID卡中存儲的各項節能增效參數以及用戶從人機界面中輸入的各項控制操作參數，採集電力參數子程序用來採集充電站運行過程中的各項電力參數，並將各項模擬量信號轉化為對應的數字量後存儲到控制系統內；讀PC機數據子程序用來讀取物聯網傳遞給PC機的各項信息參數；參數計算子程序根據採集到的買電次數、賣電次數、買電量、賣電量以及節能增效意識積分、節能增效貢獻積分、節能增效綜合積分用戶節能增效參數信息以及充電站設備的使用率、買電賣電效率、電網貢獻率、諧波汙染率以及節能增效綜合積分耗能設備節能增效參數信息進行扣費、返費計算；電源系統控制子程序根據輸入信號指令控制充電站的充放電操作；人機互動信息更新子程序用來向用戶顯示當前充電狀態，以及對用戶的的節能參數進行更新後傳送給節能增效ID卡；PC機交互信息更新子程序將更新好的用戶及充電站的節能增效參數傳輸給PC機存儲。上述系統不僅對電動汽車用戶的節能增效行為進行評價與監管，還對電動汽車充電站耗能設備的運行過程進行節能增效評價與監管。
權利要求1. 一種智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統，其特徵在於，所述系統主要由智能電錶、後臺評價與監管控制系統、身份識別裝置、雙向智能控制裝置，以及設置在物聯網中的節能增效資料庫所組成；該雙向智能控制裝置與智能電錶通過電力線路連接，該後臺評價與監管控制系統分別與智能電錶、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進行連接，設置在物聯網中的節能增效資料庫經過物聯網與後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接；智能電錶通過電力線連接到智能電網上，後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接到物聯網上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設備上。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電網下的電動汽車節能增效評價與監管系統，屬於電力系統自動化領域，主要由節能增效資料庫、智能電錶、後臺評價與監管控制系統、身份識別裝置、雙向智能控制裝置所組成；該雙向智能控制裝置與智能電錶通過電力線路連接，該後臺評價與監管控制系統分別與智能電錶、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進行連接，節能增效資料庫經過物聯網與後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接；智能電錶通過電力線連接到智能電網上，後臺評價與監管控制系統通過通信線路連接到物聯網上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設備上。本實用新型可實現智能電網的最優化用電模式。
文檔編號H04B3/54GK202190291SQ20112008134
公開日2012年4月11日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者於慶廣, 王昊, 趙彪 申請人:北京華廣元光電技術有限公司, 清華大學