專利名稱：電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全 響應(yīng)成套裝置。
背景技術(shù)：
一、電動(dòng)汽車充電設(shè)施的發(fā)展隨著低碳技術(shù)和綠色能源的大力發(fā)展，電動(dòng)汽車的推廣與應(yīng)用受到越來(lái)越廣泛的 重視。目前，我國(guó)政府大力支持電動(dòng)汽車的發(fā)展及其配套設(shè)施建設(shè)，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣電動(dòng) 汽車示范工程。隨著電動(dòng)汽車的推廣，電動(dòng)汽車充電設(shè)施將快速增長(zhǎng)。電動(dòng)汽車充電功率較大，大 量充電汽車充電負(fù)荷將是城市負(fù)荷不可小覷的一部分；充電功率的不確定性加大了電網(wǎng)負(fù) 荷預(yù)測(cè)的難度；大量充電設(shè)施的投入運(yùn)行將對(duì)配電網(wǎng)的無(wú)功平衡帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)。二、需求響應(yīng)需求響應(yīng)是用戶根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，主動(dòng)調(diào)整用電行為，參與電網(wǎng)協(xié)作的重要方 式。通過(guò)負(fù)荷的主動(dòng)調(diào)整來(lái)提高電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，是解決電力供求矛盾的有效 工具，是確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可靠資源。傳統(tǒng)的需求響應(yīng)是指根據(jù)價(jià)格信號(hào)或通過(guò)激勵(lì)影響需求的水平和時(shí)間，使得用戶 主動(dòng)參與到電力負(fù)荷調(diào)整當(dāng)中。其首要任務(wù)就是確保電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全可靠運(yùn)行，其次是通過(guò) 價(jià)格信號(hào)和激勵(lì)機(jī)制增加需求側(cè)在市場(chǎng)中的作用，從而以相對(duì)低的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)供需平衡，為 電網(wǎng)可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供更大的靈活性。利用需求響應(yīng)進(jìn)行移峰填谷，可以減少傳統(tǒng)電力系 統(tǒng)運(yùn)行需要的備用容量，降低維護(hù)電網(wǎng)可靠運(yùn)行的壓力。本發(fā)明提出“用戶主動(dòng)安全響應(yīng)”的概念。因電力系統(tǒng)需要瞬時(shí)平衡，以往總是根 據(jù)電力負(fù)荷變化情況調(diào)整發(fā)電和輸變電，以滿足負(fù)荷的要求。本專利提出，當(dāng)電網(wǎng)安全運(yùn)行 遇到困難時(shí)，電動(dòng)汽車充電機(jī)主動(dòng)調(diào)整充電負(fù)荷，以協(xié)助電網(wǎng)維持安全、穩(wěn)定。電動(dòng)汽車充電時(shí)，因沒(méi)有機(jī)械過(guò)程，充電功率可以較快調(diào)整，因此是理想的用戶主 動(dòng)安全響應(yīng)的響應(yīng)源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)的成套裝置， 在電網(wǎng)頻率發(fā)生異常時(shí)主動(dòng)響應(yīng)，調(diào)整充電設(shè)施充電功率，協(xié)助電網(wǎng)在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正 常運(yùn)行水平，保持電網(wǎng)穩(wěn)定。本發(fā)明分為頻率測(cè)量模塊、響應(yīng)控制模塊。頻率測(cè)量模塊采用專用頻率測(cè)量芯片，每隔t秒檢測(cè)一次電網(wǎng)頻率。為了使頻率 測(cè)量準(zhǔn)確可靠，測(cè)量模塊在提高可靠性和抗干擾性上做了相應(yīng)的措施接地、屏蔽、隔離、濾 波、去耦、合理布線等。響應(yīng)控制模塊通過(guò)讀取計(jì)量芯片中的測(cè)量數(shù)據(jù)，按照一定的控制策略，進(jìn)行響應(yīng)。響應(yīng)控制模塊將電網(wǎng)頻率偏離額定頻率的程度分為η個(gè)等級(jí)，并以此將裝置的響應(yīng)門檻設(shè) 置為η個(gè)等級(jí)，不同的頻率響應(yīng)門檻設(shè)置不同的功率調(diào)整幅度。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析頻率變 化。若頻率變化朝著額定頻率方向發(fā)展，響應(yīng)控制裝置不動(dòng)作；若頻率變化連續(xù)k次大于 額定頻率且變化率為正(或者連續(xù)k次小于額定頻率且變化率為負(fù))，則根據(jù)頻率偏移的 平均值，確定充電功率調(diào)整幅度，然后響應(yīng)控制裝置動(dòng)作。如果開始響應(yīng)，那么在調(diào)整充電 功率的同時(shí)，裝置蜂鳴器報(bào)警，指示燈根據(jù)不同的響應(yīng)門檻亮不同的顏色；蜂鳴器有外置開 關(guān)，可以人工關(guān)閉，但是指示燈不關(guān)閉。


圖1示出了本發(fā)明電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置的功能結(jié) 構(gòu)框圖；圖2以5個(gè)響應(yīng)級(jí)別為例示出了本發(fā)明電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng) 成套裝置的響應(yīng)控制啟動(dòng)原理圖；圖3以5個(gè)響應(yīng)級(jí)別為例示出了本發(fā)明電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng) 成套裝置的響應(yīng)控制動(dòng)作原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過(guò)專用頻率測(cè)量芯片測(cè)量頻率為50Hz左右的交流電，然后根據(jù)頻率測(cè) 量數(shù)據(jù)，按照一定的控制策略，通過(guò)單片機(jī)主程序判斷是否給出充電功率調(diào)整的主動(dòng)響應(yīng) 信號(hào)，如果進(jìn)行主動(dòng)響應(yīng)，則立刻執(zhí)行，同時(shí)給出響應(yīng)的報(bào)警、指示燈顯示等。
權(quán)利要求
一種用于電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)的成套裝置，其特征在于，包括利用頻率測(cè)量設(shè)備監(jiān)視電網(wǎng)頻率，計(jì)算頻率變化趨勢(shì)和頻率偏移大小，在電網(wǎng)頻率發(fā)生異常時(shí)主動(dòng)響應(yīng)，調(diào)整電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率的大小，實(shí)現(xiàn)充電功率的主動(dòng)響應(yīng)，以維護(hù)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置，其特征 在于裝置分為測(cè)量模塊、響應(yīng)控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置，其特征 在于測(cè)量模塊每隔t秒(可調(diào)或固定，一般為數(shù)秒)檢測(cè)一次電網(wǎng)頻率，根據(jù)電網(wǎng)頻率決 定是否調(diào)整充電功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置，其特征 在于響應(yīng)控制模塊將頻率偏離額定頻率的程度分為η個(gè)等級(jí)，將裝置的響應(yīng)門檻相應(yīng)設(shè) 置為η個(gè)等級(jí)，不同的頻率響應(yīng)門檻設(shè)置不同的功率調(diào)整幅度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置，其特征 在于，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析頻率變化。若頻率變化朝著額定頻率方向發(fā)展，響應(yīng)控制裝置不 動(dòng)作；若頻率變化連續(xù)k次大于額定頻率且變化率為正(或者連續(xù)k次小于額定頻率且變 化率為負(fù))，則根據(jù)頻率偏移的平均值，確定充電功率調(diào)整幅度，然后響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)成套裝置。本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，具體為電動(dòng)汽車充電設(shè)施充電功率主動(dòng)安全響應(yīng)。它包括頻率測(cè)量模塊和響應(yīng)控制模塊。所述頻率測(cè)量模塊采用專用頻率測(cè)量芯片對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行測(cè)量。所述響應(yīng)控制模塊根據(jù)頻率測(cè)量模塊的數(shù)據(jù)響應(yīng)動(dòng)作。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和響應(yīng)電網(wǎng)頻率的變化。本發(fā)明根據(jù)頻率變化程度設(shè)置N級(jí)響應(yīng)級(jí)別。當(dāng)頻率變化低于閥值水平時(shí)，響應(yīng)控制模塊不干涉充電機(jī)的正常充電過(guò)程；當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生異常且頻率變化達(dá)到閥值水平時(shí)，響應(yīng)控制模塊發(fā)出控制信號(hào)調(diào)整三相可控整流電路的觸發(fā)角實(shí)現(xiàn)充電機(jī)的充電功率調(diào)節(jié)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于分級(jí)主動(dòng)響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化，協(xié)助維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101951006SQ201010242859
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者劉劍, 曹一家, 曹小明, 黎燦兵 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)