[发明专利]一种电动汽车充电设备动态响应电网频率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其是涉及一种电动汽车充电设备动态响应电网频率的装置。

背景技术

V2G技术的诞生，实现电动汽车与电网能量和信息的双向交换，使电动汽车不再仅仅是一个电力使用者，更是一个积极的参与者。通过合理的控制策略，对电动汽车充放电进行适当调整与控制，实现电网与用户之间能量的双向互动，使得电力供应系统更稳定、更可靠，改善电网的电能质量及其运行经济性。

现有技术存在以下缺陷：

1）响应速度慢，电源机组由于机械元件寿命的影响，响应速度一般最快在秒级左右；

2）不能实现能量和信息的双向调节；

3）对用户影响较大，电动汽车充电负荷的充电时间长；

4）综合能源效率低，一般抽水蓄能电站能源效率为75%；

5）在响应频率过程中受限制的实现上调和下调的交替，调频厂为了防止损害机组物理性能，使机组安全运行，要计算出在每个自动调频周期内，机组允许的上升和下降的最大功率。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能在电网频率发生异常或即将发生异常时快速响应调整充电状态，协助电网快速恢复正常运行水平，保证电网的安全和稳定运行的电动汽车充电设备动态响应电网频率的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种电动汽车充电设备动态响应电网频率的装置，包括频率检测模块和响应控制模块，所述频率检测模块与接入电网电连接，所述响应控制模块与电动车电池组电连接；

所述频率检测模块用于检测接入电网的异常频率；

所述响应控制模块接收到频率检测模块发送的频率异常数据后，经过数据处理，按照响应的控制策略进行频率响应。

所述响应控制模块还与报警器和显示器电连接，当响应控制模块检测到并确认频率偏离额定值时，响应控制模块给出报警信号，报警器开始报警；所述显示器显示频率偏差以及频率变化率信息。

所述报警器通过按钮开关进行人为控制。

所述频率检测模块采用检测周期为T的电网频率检测芯片，当首次检测到电网异常频率时，调整检测周期为T/2继续检测，连续p次检测到频率异常，则发出信号给响应控制模块进行动作响应，以此排除误动作的可能性，增加频率响应的可靠性，直到检测到正常频率时恢复正常检测周期T。

所述响应控制模块将电网频率变化率分为n个等级，并以此将响应控制模块的响应门槛设为n个等级，不同的响应门槛对应不同的控制策略，对应不同的充电状态；根据频率检测模块发送的数据，计算频率变化率，分析频率变化趋势，若频率变化率的绝对值有趋向零的趋势，说明频率变化朝着额定频率方向发展，处于恢复过程中，此时控制装置响应幅度减小；若连续p次采样，频率变化率为正（或者连续p次采样，频率变化率为负）且保持不变或者处于增大的趋势，则根据响应控制策略，响应动作；当检测到并确认频率偏离额定值时，报警器开始报警，此时显示器可显示频率偏差以及频率变化率等信息，报警器通过按钮开关进行人为控制。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）结构简单，制造成本低；

（2）响应速度快，电动汽车充电是电磁和化学过程，无机械过程，因此充电功率调整时间常数很小，可达毫秒级；

（3）能实现能量和信息的双向调节，电网频率发生异常或有发生异常的趋势时能快速改变电动汽车充电状态（可向电网放电）或调整电动汽车充电功率，实现电动汽车频率的动态响应，采用异步控制策略减少电动汽车集体接入对电网产生大的冲击；

（4）综合能源效率高，电池充放电效率达到80%；

（5）响应频率过程中可以不受限制的实现上调和下调的交替；

（6）动作的可靠性强，频率检测模块的采样周期T是可调的，且数量级为秒级，当检测到电网频率发生异常时，检测周期由T变为T/2，动态改变电网频率检测周期。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例的原理图；

图3为本发明4个等级的动态响应电网频率的控制策略执行原理图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例