智能电网文件20240918.docx

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1、用电环节智能化内容主要包括:一、电动汽车充放电站关键技术实行国家能源发展战略，高度重视发展清洁能源，深化探讨清洁能源发电技术、清洁能源发电并网技术、清洁电力存储及运行调整技术，促进我国清洁能源的规模化发展，最大程度利用各种清洁能源，实现能源变革，为经济社会可持续发展供应更加平安、更加优质的能源供应。进行的电动汽车充放电站建设基础探讨与试点工程，探讨在风能、太阳能邓奇妙清洁能源向电网供电不稳定同时，当电动汽车数量达到肯定程度，由电动汽车充放电站进行补充；探讨摸索应用电动汽车的剩余能源进行反馈电网的技术可行性、依据电动汽车运用的须要进行能源供应模式充放电站的建站标准的探讨与样板站的建设；探讨家庭、

2、单位运用的电动汽车在低谷充电，高峰阶段进行供电，减缓电网负荷压力；探讨电动汽车电池容量下降达肯定阶段，将其重新组合，构成充新的电力能源储备。面对电动汽车的快速发展，大功率动力电池智能充电机以及充电算法的探讨显得愈加重要。本文研制了智能充电机系统，开发了恒流、恒压以、智能充电算法及电力能源转化储备。试验测试结果表明，充电机较好的实现了恒流限压、恒压限流、智能充电以及放电等功能。目前我国电动汽车探讨已取得阶段性成果，已经完成了电动轿车、电动中型客车和电动大型客车的开发工作。在我国大中城市都普遍存在着特别严峻的交通问题和汽车尾气排放污染问题，电动汽车是一种特别志向的中速和短途的日常公共交通工具，因此

3、在我国有着得天独厚的发展条件和广袤的应用前景。依据欧美和日本等先进国家的阅历，在进行电动汽车的开发和制造的同时，必需开发电动汽车公共充电站和进行电动汽车示范工程建设，为电动汽车的推广运用积累阅历。在城市繁忙地段开拓电动汽车交通线，进行电动汽车的推广示范是一项很有意义的工作，为了作好这项工作，就必需进行电动汽车充电机及其充电管理系统的开发。随着电动汽车探讨的深化，对于电动汽车用电池充电器有了肯定的需求，因为这是一个比较新的应用领域，开发者主要集中在一些科研单位或高校中。国内的生产单位主要是面对电瓶车、电动巡游车、蓄电池维护等应用场合，因此充电机功率范围有限。从上面的分析可以看出，研制电动汽车大功

4、率智能充电机具有重要意义。由武汉电动汽车示范运营在其电动汽车运行的社会线路上进行各种形式充放电站的布局、功能科学探讨，并建立实现平安、牢靠、优质、清洁、高效、互动的电力供应体系，推广智能电网技术应用的前期探讨，为推动电力行业及相关产业的技术升级，满意我国经济社会全面、协调、可持续发展要求供应战略探讨方向，建成技术先进、好用性好的充放电站的结构及功能合理、牢靠性高，覆盖范围全、接入敏捷，抵挡实力强、综合效能高的绿色环保型电动汽车的各种充放电站，保证在电动汽车充放电时电网平安、经济、高效运行；同时，通过对电动汽车放电进行前期，探讨建立符合坚毅智能电网建设和运行的电动汽车充放电站标准体系和通信网络体

5、系等探讨供应技术平台。1、电动汽车充电站充电关键技术(1)、智能充电机系统特点指示功能：状态指示：包括电池电压不足、正在充电、充电结束；故除指示：直流输出侧过电压及欠电压，温度异样，主断路器断开。蓄电池温度异样。记录功能：沟通输入：对公用充电机记录输入的电力(kWh),记录一次充电值和日累计值。温度：充电时电池温度、充电机温度、环境温度。故除记录：直流输出侧过电压及欠电压，电池或充电机温度异样；自动计费功能：充电机预留IC卡接口，开发IC卡管理系统。对充电机可以采纳IC卡充电操作，充电机能自动计费，并显示及打印计费结果或干脆用IC卡结算。监测功能：充电过程中要监测电池的温度，不能超过最大允许值

6、，否则会损害电池和削减电池的运用寿命。充电机预留CAN总线接口和485接口，一方面为了和车上设备通信，另一方面便于连接上位机，实现连接计算机视察全程充电曲线和组网微机监控。充电机具有断电时爱护数据；具有电流、电压、时间等参数超出了操作人员所设定的范围以及软件故障提示等平安爱护措施。具有完善的故障爱护和报警功能。对输入电源过压、缺相，充电机过流、过热，蓄电池短路、开路、极性接反、超温等故隙均有自动爱护并发出声光报警信号。经分析认为，对于大功率（10kW以上）充电机适合采纳相控方式，限制方法成熟，性能稳定牢靠。（2）与主电路相关的设计说明：1）路形式采纳全控整流电路，选用集成化限制模块，具有集成度

7、高、多相脉冲对称性好、线性度高、相序自动识别，无须同步变压器、软启动以及缺相爱护等功能。2）检测蓄电池电压、直流侧电流的传感器，选用1.EM模块采集电压和电流信号。3）计了自检用假负载，要求逻辑部分可以限制假负载的投入和断开，保证充电机自检。4）温度检测采纳AD590型集成温度传感器，可以长距离传输信号。微机限制系统的设计与实现限制器可以分为主控单元和执行单元，其中，执行单元具有参数采集、输出直流限制信号和放电限制信号、故障显示等功能。主控单元具有电能计量、上位机通信、状态和报警显示、键盘扫描、液晶显示限制以及向执行单元传送指令等功能。（1）微机限制器硬件设计采纳ATME1.公司的89C52,

8、该单片机片内8KF1.ASH,片内256字节RAMz32条可编程I/O口线,3个16位定时器/计数器,8级中断源,有一个通用串行接口。外围器件主要有SD2000D,内置64KbitNVSRAM,晶振、电池，时钟。选用AD574作为A/D转换器件，DAC0832用作D/A转换。液晶显示模块：自带显示驱动电路，具有字符显示功能。显示设定参数时具有提示输入参数范围功能。预留CAN总线接口电路，拟采纳Philips82c200CAN总线限制器、82c250CAN总线收发器。单机限制系统与主电路接口信号主要有：固态继电器驱动信号；限制模块有对缺相、过流的检测装置；检测蓄电池电压、直流侧电流的传感器；限制

9、模块配置移相触发电路；CAN总线通信接口。为使主电路平安牢靠的工作，增加了指令冗余和软件陷阱等软件容错功能。在硬件上采纳MAX813芯片组成系统监控电路。在抗干扰设计方面，主要采纳光耦和固态继电器实现了输入、输出信号的隔离，对温度等须要长距离传输的信号采纳电流环。考虑到现场的空间辐射干扰，本系统实行了严格的屏蔽措施，全部的输入、输出信号一律采纳屏蔽线，全部屏蔽线在机箱汇成一点接大地。(2)微机限制器软件设计该智能充电机具有恒压限流、恒流限压、智能充电、放电等限制模式。依据充电机须要具备的功能，确定软件须要实现的功能，编制流程图和代码。恒压限流充电模式采纳恒压限流充电方式，由于起先时蓄电池电压低

10、，若以大电流充电，有损电池寿命，因此可以先实行恒流充电方式，软件设定初始充电电流，例如15A,在恒定电流充电方式下，充到输出电压达到设定的电池组端电压值。然后，输出电压维持恒定不变，随着充电进行，充电电流渐渐减小，当充电电流下降到程序设定的较小的数值时，例如2A,充电机维持这个设定的小电流进行恒定电流充电，即为涓流充电，以此实现无人值守。恒流自动充电采纳恒流限压方式，须要人工设定充电电流和限定电压。充电机以恒定电流充电，电池组端电压达到限定电压时充电结束，可以无人值守。恒流限时实现方式为：人工设定分段恒流充电的电流和时间，程序设定电流转换的时刻，自动转接到下一步低档充电电流，充电终止的判据为设

11、定的总体时间。智能限制自动充电应用du/dt和di/dt技术，动态跟踪电池可接受的充电电流。充电系统由充电机和电池组成二元闭环回路，充电机依据电池的状态确定充电工艺参数，充电电流自始自终在电池的可接受充电电流曲线旁边。超过这一曲线的任何充电电流,不仅不能提高充电速率,而且会增加析气。du/dt检测就是在充电过程的后期，检测蓄电池端电压单位时间的变更量。对于铅酸蓄电池，在充电后期du/dt很小。愈是充电完全，du/dt就愈小，只要确定了du/dt值，充电深度就基本确定，以此来推断终止条件。系统依据用户设置，查找特定类型和容量的电池，对应上相应的电池充电特性曲线。智能充电机采纳了较为先进的技术，例

12、如大功率晶闸管相控自同步触发模块集成技术，IC卡实现充电计费自动化，实现智能充电和放电等先进模式等。整个系统设计时，充分考虑了系统的平安性和牢靠性，系统不但在硬件上实行了一系列的抗干扰措施，而且软件也具有较好的容错实力。由于采纳了IC卡和全汉字显示技术，使系统具有较好的人机交互界面，使操作简洁。充电设备可分为常规充电机和快速充电机。本文重点探讨开发了常规充电机样机，主要目标确保功能完善，性能牢靠，并且为二次开发预留相应的扩展接口。本文的探讨开发中，核心在于各种充电算法的开发、智能充电限制算法、无人值守和自动计费的实现等。这些也是本智能充电机的特色和关键技术。后续开发包括多台充电机组网监控以及充

13、电机同电动汽车上车辆能量管理单元通信。依据先进国家的阅历，充电设备的开发假如结合电动汽车充电站的建设和电动汽车示范运行，将具有光明发展前景。绿色充电机的技术性能要求充电机作为电动汽车能源供应系统中的关键设备，是联结能源“供”、“需”双方的纽带。其技术性能参数的确定既受制于电动汽车运营模式、电池充电模式、集中充电规模的要求，又受制于充电过程中它对电网平安性和稳定性的影响程度。其最佳技术性能参数应当既满意电动汽车高效率、低成本运营的要求，又满意国家电网系统的平安性和稳定性的要求。此外，充电电池的实际性能呈非线性、随机性和动态性特征，与电池的实际运用模式（充放电模式）及工况环境有干脆关系。这确定了充

14、电机技术参数的确定须要在电动汽车的实际运营过程中进行跟踪监测和检验。所谓绿色充电机，是指在充电过程中可以有效抑制谐波且功数因数较高的充电机，保证电池组充电时不会给电网电能质量产生不良的影响的充电设备，同时按有关充电站建设国家标准的要求，充电设备无电网污染、电磁兼容能满意国家标准。1.功率因数功率因数简洁的讲就是充电机有功功率和总功率的比值，即充电机的工作效率。那提高充电机的功率因数对我们用户又有什么好处呢？好处如下：1）通过改善功率因数，削减了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但削减了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。2）藉由良好功率因数值的确保，从

15、而削减了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。3）可以增加系统的裕度，挖掘动身供电设备的潜力。假如系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的状况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。举例而言，将100OKw变压器之功率因数从0.8提高到0.98时：补偿前：10000.8=800KW补偿后：10000.98=980KW同样一台100OKw的变压器，功率因数变更后，它就可以多担当180Kw的负载。4）削减了用户的电费支出，通过上述各元件损失的削减及功率因数的提高节约了本不必奢侈的电能。目前在我国，功率因素假如低于085将受到惩罚。因为功率因数是供电局特别在意的一

16、个系数，用户假如没有达到志向的功率因数，相对地就是在消耗供电局的电力资源。正所谓金钱是自己的，但资源是国家的。可见绿色充电机的出现绝非偶然，而是顺应了时代的潮流，节约了资源，有利于环保，符合国家走可持续发展道路的思想。绿色充电设备的特点：绿色充电机主要由PFC、DC/DC两大功能电路组成，在硬件电路、整体结构、散热模式上均采纳了新的设计方式，具有效率高、体积小、重量轻等特点。由于运用了多项新技术实现超低能耗，在牢靠性方面也有较大提高，是一款高效节能的绿色电源。目前，我公司研制建成的绿色集中式充电站的功率因数能达到0.92,较常规电动车充电机节约耗电30%以上，主要特点如下：1）充电设备采纳集中式充电方式，主要由计算机管理系统、充电模块、计量系统和馈电装置等部分构成；由计算机监控管理充电全过成，采集充电过程曲