一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置制造方法
【專利摘要】一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，包括頻率檢測(cè)模塊和響應(yīng)控制模塊，所述頻率檢測(cè)模塊與接入電網(wǎng)電連接，所述響應(yīng)控制模塊與電動(dòng)車電池組電連接；所述頻率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)接入電網(wǎng)的異常頻率；所述響應(yīng)控制模塊接收到頻率檢測(cè)模塊發(fā)送的頻率異常數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，按照響應(yīng)的控制策略進(jìn)行頻率響應(yīng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；響應(yīng)速度快；能實(shí)現(xiàn)能量和信息的雙向調(diào)節(jié)；綜合能源效率高，電池充放電效率達(dá)到80%；響應(yīng)頻率過(guò)程中可以不受限制的實(shí)現(xiàn)上調(diào)和下調(diào)的交替；動(dòng)作的可靠性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]V2G技術(shù)的誕生，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)能量和信息的雙向交換，使電動(dòng)汽車不再僅僅是一個(gè)電力使用者，更是一個(gè)積極的參與者。通過(guò)合理的控制策略，對(duì)電動(dòng)汽車充放電進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間能量的雙向互動(dòng)，使得電力供應(yīng)系統(tǒng)更穩(wěn)定、更可靠，改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量及其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷:
[0004]I)響應(yīng)速度慢，電源機(jī)組由于機(jī)械元件壽命的影響，響應(yīng)速度一般最快在秒級(jí)左右；
[0005]2)不能實(shí)現(xiàn)能量和信息的雙向調(diào)節(jié)；
[0006]3)對(duì)用戶影響較大，電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的充電時(shí)間長(zhǎng)；
[0007]4)綜合能源效率低，一般抽水蓄能電站能源效率為75% ；
[0008]5)在響應(yīng)頻率過(guò)程中受限制的實(shí)現(xiàn)上調(diào)和下調(diào)的交替，調(diào)頻廠為了防止損害機(jī)組物理性能，使機(jī)組安全運(yùn)行，要計(jì)算出在每個(gè)自動(dòng)調(diào)頻周期內(nèi)，機(jī)組允許的上升和下降的最大功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種能在電網(wǎng)頻率發(fā)生異?；蚣磳l(fā)生異常時(shí)快速響應(yīng)調(diào)整充電狀態(tài)，協(xié)助電網(wǎng)快速恢復(fù)正常運(yùn)行水平，保證電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行的電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，包括頻率檢測(cè)模塊和響應(yīng)控制模塊，所述頻率檢測(cè)模塊與接入電網(wǎng)電連接，所述響應(yīng)控制模塊與電動(dòng)車電池組電連接；
[0011]所述頻率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)接入電網(wǎng)的異常頻率；
[0012]所述響應(yīng)控制模塊接收到頻率檢測(cè)模塊發(fā)送的頻率異常數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，按照響應(yīng)的控制策略進(jìn)行頻率響應(yīng)。
[0013]所述響應(yīng)控制模塊還與報(bào)警器和顯示器電連接，當(dāng)響應(yīng)控制模塊檢測(cè)到并確認(rèn)頻率偏離額定值時(shí)，響應(yīng)控制模塊給出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警；所述顯示器顯示頻率偏差以及頻率變化率信息。
[0014]所述報(bào)警器通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制。
[0015]所述頻率檢測(cè)模塊采用檢測(cè)周期為T的電網(wǎng)頻率檢測(cè)芯片，當(dāng)首次檢測(cè)到電網(wǎng)異常頻率時(shí)，調(diào)整檢測(cè)周期為T/2繼續(xù)檢測(cè)，連續(xù)P次檢測(cè)到頻率異常，則發(fā)出信號(hào)給響應(yīng)控制模塊進(jìn)行動(dòng)作響應(yīng)，以此排除誤動(dòng)作的可能性，增加頻率響應(yīng)的可靠性，直到檢測(cè)到正常頻率時(shí)恢復(fù)正常檢測(cè)周期T。
[0016]所述響應(yīng)控制模塊將電網(wǎng)頻率變化率分為η個(gè)等級(jí)，并以此將響應(yīng)控制模塊的響應(yīng)門檻設(shè)為η個(gè)等級(jí)，不同的響應(yīng)門檻對(duì)應(yīng)不同的控制策略，對(duì)應(yīng)不同的充電狀態(tài)；根據(jù)頻率檢測(cè)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，計(jì)算頻率變化率，分析頻率變化趨勢(shì)，若頻率變化率的絕對(duì)值有趨向零的趨勢(shì)，說(shuō)明頻率變化朝著額定頻率方向發(fā)展，處于恢復(fù)過(guò)程中，此時(shí)控制裝置響應(yīng)幅度減小；若連續(xù)P次采樣，頻率變化率為正(或者連續(xù)P次采樣，頻率變化率為負(fù))且保持不變或者處于增大的趨勢(shì)，則根據(jù)響應(yīng)控制策略，響應(yīng)動(dòng)作；當(dāng)檢測(cè)到并確認(rèn)頻率偏離額定值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，此時(shí)顯示器可顯示頻率偏差以及頻率變化率等信息，報(bào)警器通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；
[0019](2)響應(yīng)速度快，電動(dòng)汽車充電是電磁和化學(xué)過(guò)程，無(wú)機(jī)械過(guò)程，因此充電功率調(diào)整時(shí)間常數(shù)很小，可達(dá)毫秒級(jí)；
[0020](3)能實(shí)現(xiàn)能量和信息的雙向調(diào)節(jié)，電網(wǎng)頻率發(fā)生異常或有發(fā)生異常的趨勢(shì)時(shí)能快速改變電動(dòng)汽車充電狀態(tài)(可向電網(wǎng)放電)或調(diào)整電動(dòng)汽車充電功率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車頻率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，采用異步控制策略減少電動(dòng)汽車集體接入對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生大的沖擊；
[0021](4)綜合能源效率高，電池充放電效率達(dá)到80% ；
[0022](5)響應(yīng)頻率過(guò)程中可以不受限制的實(shí)現(xiàn)上調(diào)和下調(diào)的交替；
[0023](6)動(dòng)作的可靠性強(qiáng)，頻率檢測(cè)模塊的采樣周期T是可調(diào)的，且數(shù)量級(jí)為秒級(jí)，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)頻率發(fā)生異常時(shí)，檢測(cè)周期由T變?yōu)棣?2，動(dòng)態(tài)改變電網(wǎng)頻率檢測(cè)周期。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的原理圖；
[0026]圖3為本發(fā)明4個(gè)等級(jí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的控制策略執(zhí)行原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例
[0029]參照附圖1，圖2，本實(shí)施例包括頻率檢測(cè)模塊2和響應(yīng)控制模塊3，頻率檢測(cè)模塊2與接入電網(wǎng)I電連接，響應(yīng)控制模塊3與電動(dòng)車電池組4電連接；頻率檢測(cè)模塊2用于檢測(cè)接入電網(wǎng)I的異常頻率；響應(yīng)控制模塊3接收到頻率檢測(cè)模塊2發(fā)送的頻率異常數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，按照響應(yīng)的控制策略進(jìn)行頻率響應(yīng)；響應(yīng)控制模塊3與報(bào)警器4和顯示器5電連接，當(dāng)響應(yīng)控制模塊3檢測(cè)到并確認(rèn)頻率偏離額定值時(shí)，響應(yīng)控制模塊給出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器4開(kāi)始報(bào)警；顯示器5顯示頻率偏差以及頻率變化率信息。報(bào)警器4通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制。
[0030]參照附圖2，頻率檢測(cè)模塊2采用檢測(cè)周期為T的電網(wǎng)頻率檢測(cè)芯片，當(dāng)首次檢測(cè)到電網(wǎng)異常頻率時(shí)，調(diào)整檢測(cè)周期為Τ/2繼續(xù)檢測(cè)，連續(xù)P次檢測(cè)到頻率異常，則發(fā)出信號(hào)給響應(yīng)控制模塊3進(jìn)行動(dòng)作響應(yīng)，以此排除誤動(dòng)作的可能性，增加頻率響應(yīng)的可靠性，直到檢測(cè)到正常頻率時(shí)恢復(fù)正常檢測(cè)周期T ;響應(yīng)控制模塊3接收到頻率檢測(cè)模塊2發(fā)送的頻率異常數(shù)據(jù)后，且檢測(cè)到頻率的偏離達(dá)到EV (電動(dòng)車輛)的頻率響應(yīng)門檻時(shí)，這時(shí)EV (電動(dòng)車輛)根據(jù)自身的SOC (荷電狀態(tài))判斷是否適合參與到電網(wǎng)的頻率響應(yīng)，若適合參與則按照響應(yīng)的控制策略進(jìn)行頻率響應(yīng)，若SOC (荷電狀態(tài))不適合當(dāng)前的響應(yīng)動(dòng)作，則處于閑置狀態(tài)，直到下一個(gè)檢測(cè)周期T，重復(fù)上一輪控制動(dòng)作；若未出現(xiàn)頻率異常時(shí)，EV則保持正常的充電狀態(tài)；每隔一定周期T檢測(cè)一次電網(wǎng)頻率，根據(jù)電網(wǎng)頻率的變化率，判斷頻率的變化趨勢(shì)，決定電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)或充電功率大小，提前采取抑制措施，快速調(diào)整電網(wǎng)頻率。
[0031]參照附圖2，圖3，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)異常頻率并確認(rèn)響應(yīng)控制模塊3動(dòng)作的可靠性后，響應(yīng)控制模塊3根據(jù)電網(wǎng)頻率的不同變化率判斷EV (電動(dòng)車輛)的響應(yīng)等級(jí)，響應(yīng)控制模塊3將電網(wǎng)頻率變化率分為4個(gè)等級(jí)，并以此將響應(yīng)控制模塊3的響應(yīng)門檻設(shè)為4個(gè)等級(jí)，不同的響應(yīng)門檻對(duì)應(yīng)不同的控制策略，對(duì)應(yīng)不同的充電狀態(tài)，即，若根據(jù)相關(guān)計(jì)算判斷響應(yīng)等級(jí)n=l，則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制策略，否則程序繼續(xù)執(zhí)行，判斷是否為其他3個(gè)響應(yīng)等級(jí)中的一個(gè)，如果都不是則執(zhí)行系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)功能；根據(jù)頻率檢測(cè)模塊2發(fā)送的數(shù)據(jù)，計(jì)算頻率變化率，分析頻率變化趨勢(shì)；若頻率變化率的絕對(duì)值有趨向零的趨勢(shì)，說(shuō)明頻率變化朝著額定頻率方向發(fā)展，處于恢復(fù)過(guò)程中，此時(shí)控制裝置響應(yīng)幅度減小；若連續(xù)P次采樣，頻率變化率為正(或者連續(xù)P次采樣，頻率變化率為負(fù))且保持不變或者處于增大的趨勢(shì)，則根據(jù)響應(yīng)控制策略，響應(yīng)動(dòng)作；當(dāng)響應(yīng)控制模塊3檢測(cè)到并確認(rèn)頻率偏離額定值時(shí)，報(bào)警器4開(kāi)始報(bào)警，此時(shí)顯示器5顯示頻率偏差以及頻率變化率信息，報(bào)警器4通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，其特征在于，包括頻率檢測(cè)模塊和響應(yīng)控制模塊，所述頻率檢測(cè)模塊與接入電網(wǎng)電連接，所述響應(yīng)控制模塊與電動(dòng)車電池組電連接； 所述頻率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)接入電網(wǎng)的異常頻率； 所述響應(yīng)控制模塊接收到頻率檢測(cè)模塊發(fā)送的頻率異常數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，按照響應(yīng)的控制策略進(jìn)行頻率響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，其特征在于，所述響應(yīng)控制模塊還與報(bào)警器和顯示器電連接，當(dāng)響應(yīng)控制模塊檢測(cè)到并確認(rèn)頻率偏離額定值時(shí)，響應(yīng)控制模塊給出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警；所述顯示器顯示頻率偏差以及頻率變化率信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，其特征在于，所述報(bào)警器通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，其特征在于，所述頻率檢測(cè)模塊采用檢測(cè)周期為T的電網(wǎng)頻率檢測(cè)芯片，當(dāng)首次檢測(cè)到電網(wǎng)異常頻率時(shí)，調(diào)整檢測(cè)周期為T/2繼續(xù)檢測(cè)，連續(xù)P次檢測(cè)到頻率異常，則發(fā)出信號(hào)給響應(yīng)控制模塊進(jìn)行動(dòng)作響應(yīng)，以此排除誤動(dòng)作的可能性，增加動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)的可靠性，直到檢測(cè)到正常頻率時(shí)恢復(fù)正常檢測(cè)周期T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車充電設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)電網(wǎng)頻率的裝置，其特征在于，所述響應(yīng)控制模塊將電網(wǎng)頻率變化率分為η個(gè)等級(jí)，并以此將響應(yīng)控制模塊的響應(yīng)門檻設(shè)為η個(gè)等級(jí)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103762688SQ201410033554
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】蘇凱, 魏靖, 馬坤隆, 黎燦兵, 周瓏, 耿英會(huì) 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)