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电动汽车充电桩集中式电能规划技术研究

来源:维思自动化 发布时间:2016-06-16 17:53:14

        世界一次性能源的消耗趋势凸显了电动汽车在汽车行业的潜在价值。针对EV的充电设施建设是电动汽车普及的重要前提。多用户电动汽车充电桩可以同时提供多个充电接口,但是大规模的接入电网会对其造成一定的影响,对多用户充电桩进行集中式能量监测与规划具有研究意义。
       通过对电动汽车充电模式和充电接口性能的分析,建立了基于三相电压不平衡度调整和功率最大流的协作规划模型。结合国内外对于规划的算法及智能电网规划方法,提出了一种新的多级规划方法,并设计了基于LabWindows/CVI的上位机控制。该模型解决了停车场型充电站内部的功率规划与电压不平衡问题,减轻了对电网的冲击。
       为防止电动汽车充电过程出现异常,提高充电安全性,建立了充电桩充电状态实时监控系统。在分析充电过程参数的基础上,选择瞬时电流、瞬时电压、瞬时有功功率功率因数和电压裕度为监测对象;设计了电参数测量模块、实时存储和通信模块、处理器和电源模块。通过试验对非系统误差进行了软件修正,验证了检测数据的正确性。试验表明:监控系统的计量精度达到了国家数字化电表测试一级精度。
       为降低电磁干扰,优化设计了壳体结构和过零启停模块。该多用户充电桩集中式电能规划与监测模块具有功能齐全、可扩展性强的优点,在充电系统建设中有广阔的应用前景。
 
        关键词:多用户充电桩,协作智能规划,实时监测,过零启动,软件校正
 
目录
1绪论
1.1电动汽车发展与充电系统建设现状
1.1.1汽车能源消费现状和发展趋势
1.1.2电动汽车产业发展现状
1.1.3充电系统建设国内外现状
1.2多用户充电桩电能管理的研究意义
1.2.1传统用电电能分析
1.2.2电动汽车充电对电网影响
1.2.3智能电网的电能管理意义
1.3本论文的主要工作
1.4本文主要行文结构
2充电桩智能规划模型
2.1电动汽车充电过程与模式分析
2.1.1电动汽车充电过程分析
2.1.2电动汽车充电模式分析
2.1.3充电接口及通信
2.2模型协作行为总体设计分析
2.3协同型三相平衡规划
2.3.1电压相位分解计算
2.3.2三相不平衡度计算
2.3.3基于三相不平衡度检测的协同型规划
2.4基于网络流算法的功率划分
2.4.1基本节点模型建立
2.4.2模型增量设计
2.4.3充电站最大功率流求解算法
2.5智能规划系统的框架构建
2.6本章小结
3多用户充电桩集中式电能管理模块硬件设计
3.1多通道充电参数分析
3.1.1充电电压参数
3.1.2充电功率相关参数
3.2集中式电能管理模块总体设计
3.3电能参数采集硬件设计与实现
3.3.1电参数测量硬件设计
3.3.2实时存储与通信硬件设计
3.3.3处理器与电源电路设计
3.4基于过零开关的充电桩启停硬件设计
3.4.1非零点电压启动关断对电网污染分析
3.4.2零电压启动方案设计
3.4.3过零启动硬件电路设计
3.4.4零电流关断硬件设计
3.5充电桩内电缆福射与隔禺设施
3.5.1电缆辐射计算
3.5.2隔离辐射尺寸计算
3.6充电桩电气模块电磁抗干扰设计
3.6.1通用电子设备电磁兼容标准
3.6.2充电桩与电网的兼容性设计
3.6.3充电桩与电网的抗千扰设计
3.7本章小结
4多用户充电桩集中式电能规划管理软件设计
4.1上位机电能规划软件设计
4.1.1后台管理系统功能设计与数据管理
4.1.2界面和程序设计要求分析
4.1.3界面面板设计
4.1.4电能规划管理算法实现
4.2监控系统软件总体框架与可靠性设计
4.2.1程序可靠性设计
4.2.2软件框架设计
4.3监控系统电气模块软件设计
4.3.1电能计量部分软件设计
4.3.2数据存储部分软件设计
4.3.3实时时钟与通信调控软件设计
4.4本章小结
5电能规划主要模块性能测试与数据分析
5.1功率调控输出检测
5.1.1试验可行性分析
 


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