CN205301991U - 一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置，包括变电站供电仿真单元、电动汽车充电仿真单元和负荷裕度检测单元；所述变电站供电仿真单元能够输出模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号，所述电动汽车充电仿真单元能够受外部指令控制模拟多种电动汽车充电负载，所述变电站供电仿真单元输出的供电波形信号向所述电动汽车充电仿真单元所模拟的电动汽车充电负载供电，所述负荷裕度检测单元检测所述变电站供电仿真单元和电动汽车充电仿真单元所组成的电力***的负荷裕度并储存。本实用新型能够实现电动汽车的负荷裕度仿真控制测试，用以研究电网负荷裕度评估和控制的效果和响应特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置。
背景技术
目前社会对环境污染治理、节能减排及可持续性发展愈加为社会所重视，国家对电动汽车产业寄予高度期望，不断出台利好的政策推动电动汽车的进步和普及。电动汽车产业也在不断发展和完善，电动汽车的发展前景非常广阔，电动汽车也将逐步实现普及。但随着电动汽车的大规模发展也将会发生电动汽车密集充电的和无序充电的情况，在此情况下区域充电负荷冲击大，负荷密度在地理上分布不均衡，对电网的安全稳定运行的问题也会显现出来。无序的电动汽车充电负荷对供电区域的变电站稳定运行有很大影响，变电站***为保证安全稳定运行会保留一定的负荷裕度，以此评估变电站安全稳定运行状况，做出应急处理预案。负荷裕度评估和控制技术也在不断发展和完善。目前电动汽车还未大规模接入电网，因此电动汽车充电负荷对电网安全影响的研究依然是停留在理论基础阶段。真实模拟电动汽车充电负荷的影响和实现电动汽车负荷的动态控制存在很多实际困难，既要考虑电网的安全因素，政策和管理的难度，也要考虑实验条件可行性，经济成本的考虑，此过程是非常耗时耗力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置包括变电站供电仿真单元、电动汽车充电仿真单元和负荷裕度检测单元；所述变电站供电仿真单元能够输出模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号，所述电动汽车充电仿真单元能够受外部指令控制模拟多种电动汽车充电负载，所述变电站供电仿真单元输出的供电波形信号向所述电动汽车充电仿真单元所模拟的电动汽车充电负载供电，所述负荷裕度检测单元检测所述变电站供电仿真单元和电动汽车充电仿真单元所组成的电力***的负荷裕度并储存。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的变电站供电仿真单元包括仿真模式切换开关、信号发生器和策略库；所述策略库设置有变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的电压、电流、有功、无功及相角数据，所述仿真模式切换开关具有三种开关切换状态，所述信号发生器的控制端连接所述仿真模式切换开关、输入端连接所述策略库、输出端为所述变电站供电仿真单元的输出端，所述信号发生器分别在仿真模式切换开关的三种开关状态下加载所述策略库中相应的变电站运行状态数据并生成输出所述模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的电动汽车充电仿真单元包括控制器组、交流接触器组和负载组；所述负载组设有至少两个用于电动汽车充电负载的负载设备，所述交流接触器组对应每一个所述负载组的负载设备设有一个交流接触器，每一个所述交流接触器的输入端均连接所述变电站供电仿真单元的输出端、输出端连接对应负载设备的供电端，所述控制器组对应所述交流接触器组的每一个交流接触器设有开关控制输出端，所述控制器组的每一个开关控制输出端连接对应交流接触器的控制端，所述控制器组的输入端接收所述外部指令并按照接收到的外部指令通过各个开关控制输出端输出相应的开关控制信号。
为了保护负载设备，作为本实用新型的一种改进，所述的电动汽车充电仿真单元还包括限流器组；所述限流器组对应于每一对相连接的所述交流接触器和负载设备设有一个限流器；每一个所述限流器连接在对应的交流接触器与负载设备之间。
为了提高仿真安全性，作为本实用新型的一种改进，所述电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括预设有最大功率值的负载保护模块；所述负载保护模块连接在所述变电站供电仿真单元的输出端与所述各个交流接触器的输入端之间，所述负载保护模块能够在所述变电站供电仿真单元输出的供电波形信号功率超过所述最大功率值时自动断路。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的负荷裕度检测单元包括数据采集终端、数据转换模块、数据采集模块组、控制采集终端、负荷裕度计算模块和负荷裕度存储模块；所述数据采集终端采集所述变电站供电仿真单元输出供电波形信号的电压、电流及相角数据并通过所述数据转换模块转换成与变电站内同步相量测量装置设备采集数据格式一致的数据文件后输入到所述负荷裕度计算模块，所述数据采集模块组分别采集每一个所述负载设备的工作电压、电流及相角数据并通过所述控制采集终端转换成与变电站内同步相量测量装置设备采集数据格式一致的数据文件后输入到所述负荷裕度计算模块，所述负荷裕度计算模块通过接收到的数据文件计算出所述负荷裕度，所述负荷裕度计算模块将计算结果存储在所述负荷裕度存储模块中。
作为本实用新型的一种实施方式，所述控制器组的输入端接收的外部指令设置在所述控制采集终端中。
为了便于了解仿真结果，作为本实用新型的一种改进，所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括控制结果展示模块；所述控制结果展示模块连接所述负荷裕度存储模块并对所述负荷裕度存储模块中存储的数据进行显示。
为了便于对外共享仿真结果，作为本实用新型的一种改进，所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括控制策略接口模块；所述控制策略接口模块连接所述负荷裕度存储模块，使得外部设备能够通过所述控制策略接口模块读取所述负荷裕度存储模块存储的数据。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
第一，本实用新型设有变电站供电仿真单元、电动汽车充电仿真单元和负荷裕度检测单元，能够模拟变电站在各种工况下(包括负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下以及多种不同的电动汽车充电负载)的电力***运行情况，并通过负荷裕度检测单元对其实现负荷裕度测量，收集测试过程中的数据，以实现电动汽车的负荷裕度仿真控制测试，用以研究电网负荷裕度评估和控制的效果和响应特性。
第二，本实用新型的整个控制模块基于变电站实际情况设计，具备很高的实用性，并且响应速度快；
第三，本实用新型通过在策略库中修改参数数据即可模拟不同变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下输出的供电波形信号，通过在控制采集终端中修改外部指令即可调整负荷裕度检测单元所模拟的电动汽车充电负载，并且，实验仿真结果能够在控制结果展示模块上实时展示，方便测试人员不断调整参数以不断完善负荷裕度评估模块的功能，达到最优效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的电动汽车负荷裕度仿真控制装置的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，包括变电站供电仿真单元、电动汽车充电仿真单元和负荷裕度检测单元；变电站供电仿真单元能够输出模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号，电动汽车充电仿真单元能够受外部指令控制模拟多种电动汽车充电负载，变电站供电仿真单元输出的供电波形信号向电动汽车充电仿真单元所模拟的电动汽车充电负载供电，负荷裕度检测单元检测变电站供电仿真单元和电动汽车充电仿真单元所组成的电力***的负荷裕度并储存。
上述变电站供电仿真单元包括仿真模式切换开关1、信号发生器2和策略库10；策略库10设置有变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的电压、电流、有功、无功及相角数据，仿真模式切换开关1具有三种开关切换状态，信号发生器2的控制端连接仿真模式切换开关1、输入端连接策略库10、输出端为变电站供电仿真单元的输出端，信号发生器2分别在仿真模式切换开关1的三种开关状态下加载策略库10中相应的变电站运行状态数据并生成输出模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号。其中，变电站的负荷裕度充足运行状态即***的正常运行状态、负荷裕度严重不足运行状态即***面临崩溃时的状态、负荷裕度不足运行状态即介于***正常运行状态与面临崩溃之间的状态，该三种运行状态下的运行状态数据即电压、电流、有功、无功及相角可依据需要进行仿真的变电站的实际情况进行设置；另外，信号发生器2生成的信号为一周期较短的信号，供电波形信号为该短周期信号循环输出组成。
上述电动汽车充电仿真单元包括控制器组12、交流接触器组13、负载组15、限流器组16；负载组15设有至少两个用于电动汽车充电负载的负载设备，交流接触器组13对应每一个负载组15的负载设备设有一个交流接触器，每一个交流接触器的输入端均连接变电站供电仿真单元的输出端、输出端连接对应负载设备的供电端，控制器组12对应交流接触器组13的每一个交流接触器设有开关控制输出端，控制器组12的每一个开关控制输出端连接对应交流接触器的控制端，控制器组12的输入端接收外部指令并按照接收到的外部指令通过各个开关控制输出端输出相应的开关控制信号，从而，通过控制交流接触器的开关来控制负载组15中的负载设备的投入和切除，使得电动汽车充电仿真单元能够受外部指令控制模拟多种电动汽车充电负载。限流器组16对应于每一对相连接的交流接触器和负载设备设有一个限流器；每一个限流器连接在对应的交流接触器与负载设备之间。
本实用新型的电动汽车负荷裕度仿真控制装置可以增设预设有最大功率值的负载保护模块3；负载保护模块3连接在变电站供电仿真单元的输出端与各个交流接触器的输入端之间，负载保护模块3能够在变电站供电仿真单元输出的供电波形信号功率超过最大功率值时自动断路，终止仿真实验过程以保护***安全。
上述负荷裕度检测单元包括数据采集终端4、数据转换模块5、数据采集模块组14、控制采集终端11、负荷裕度计算模块6和负荷裕度存储模块7；数据采集终端4采集变电站供电仿真单元输出供电波形信号的电压、电流及相角数据并通过数据转换模块5转换成与变电站内同步相量测量装置(即PMU)设备采集数据格式一致的数据文件后输入到负荷裕度计算模块6，数据采集模块组14分别采集每一个负载设备的工作电压、电流及相角数据并通过控制采集终端11转换成与变电站内同步相量测量装置(即PMU)设备采集数据格式一致的数据文件后输入到负荷裕度计算模块6，负荷裕度计算模块6通过接收到的数据文件计算出负荷裕度，负荷裕度计算模块6将计算结果存储在负荷裕度存储模块7中。其中，负荷裕度计算模块6计算该负荷裕度的公式为现有技术，在此不再赘述；另外，负荷裕度计算模块6还可用于评估当前仿真变电站的当前负荷、负荷裕度信息、负荷控制指令及响应指标。
其中，控制器组12的输入端接收的外部指令可以设置在控制采集终端11中。
本实用新型的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还可增设控制结果展示模块8；控制结果展示模块8连接负荷裕度存储模块7并对负荷裕度存储模块7中存储的数据进行显示。
本实用新型的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还可增设控制策略接口模块9；控制策略接口模块9连接负荷裕度存储模块7，使得外部设备能够通过控制策略接口模块9读取负荷裕度存储模块7存储的数据。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置包括变电站供电仿真单元、电动汽车充电仿真单元和负荷裕度检测单元；所述变电站供电仿真单元能够输出模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号，所述电动汽车充电仿真单元能够受外部指令控制模拟多种电动汽车充电负载，所述变电站供电仿真单元输出的供电波形信号向所述电动汽车充电仿真单元所模拟的电动汽车充电负载供电，所述负荷裕度检测单元检测所述变电站供电仿真单元和电动汽车充电仿真单元所组成的电力***的负荷裕度并储存。
2.根据权利要求1所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的变电站供电仿真单元包括仿真模式切换开关(1)、信号发生器(2)和策略库(10)；所述策略库(10)设置有变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的电压、电流、有功、无功及相角数据，所述仿真模式切换开关(1)具有三种开关切换状态，所述信号发生器(2)的控制端连接所述仿真模式切换开关(1)、输入端连接所述策略库(10)、输出端为所述变电站供电仿真单元的输出端，所述信号发生器(2)分别在仿真模式切换开关(1)的三种开关状态下加载所述策略库(10)中相应的变电站运行状态数据并生成输出所述模拟变电站在负荷裕度充足、不足和严重不足三种运行状态下的供电波形信号。
3.根据权利要求2所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车充电仿真单元包括控制器组(12)、交流接触器组(13)和负载组(15)；所述负载组(15)设有至少两个用于电动汽车充电负载的负载设备，所述交流接触器组(13)对应每一个所述负载组(15)的负载设备设有一个交流接触器，每一个所述交流接触器的输入端均连接所述变电站供电仿真单元的输出端、输出端连接对应负载设备的供电端，所述控制器组(12)对应所述交流接触器组(13)的每一个交流接触器设有开关控制输出端，所述控制器组(12)的每一个开关控制输出端连接对应交流接触器的控制端，所述控制器组(12)的输入端接收所述外部指令并按照接收到的外部指令通过各个开关控制输出端输出相应的开关控制信号。
4.根据权利要求3所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车充电仿真单元还包括限流器组(16)；所述限流器组(16)对应于每一对相连接的所述交流接触器和负载设备设有一个限流器；每一个所述限流器连接在对应的交流接触器与负载设备之间。
5.根据权利要求3所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括预设有最大功率值的负载保护模块(3)；所述负载保护模块(3)连接在所述变电站供电仿真单元的输出端与所述各个交流接触器的输入端之间，所述负载保护模块(3)能够在所述变电站供电仿真单元输出的供电波形信号功率超过所述最大功率值时自动断路。
6.根据权利要求3所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的负荷裕度检测单元包括数据采集终端(4)、数据转换模块(5)、数据采集模块组(14)、控制采集终端(11)、负荷裕度计算模块(6)和负荷裕度存储模块(7)；所述数据采集终端(4)采集所述变电站供电仿真单元输出供电波形信号的电压、电流及相角数据并通过所述数据转换模块(5)转换成与变电站内同步相量测量装置设备采集数据格式一致的数据文件后输入到所述负荷裕度计算模块(6)，所述数据采集模块组(14)分别采集每一个所述负载设备的工作电压、电流及相角数据并通过所述控制采集终端(11)转换成与变电站内同步相量测量装置设备采集数据格式一致的数据文件后输入到所述负荷裕度计算模块(6)，所述负荷裕度计算模块(6)通过接收到的数据文件计算出所述负荷裕度，所述负荷裕度计算模块(6)将计算结果存储在所述负荷裕度存储模块(7)中。
7.根据权利要求6所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述控制器组(12)的输入端接收的外部指令设置在所述控制采集终端(11)中。
8.根据权利要求6所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括控制结果展示模块(8)；所述控制结果展示模块(8)连接所述负荷裕度存储模块(7)并对所述负荷裕度存储模块(7)中存储的数据进行显示。
9.根据权利要求6所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置，其特征在于：所述的电动汽车负荷裕度仿真控制装置还包括控制策略接口模块(9)；所述控制策略接口模块(9)连接所述负荷裕度存储模块(7)，使得外部设备能够通过所述控制策略接口模块(9)读取所述负荷裕度存储模块(7)存储的数据。
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| CN201520983793.3U CN205301991U (zh) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 一种电动汽车负荷裕度仿真控制装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113859028A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 展宝有限公司 | 一种具有智能电网输入的电动车充电***及实现方法 |
| CN113859028B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-07-26 | 展宝有限公司 | 一种具有智能电网输入的电动车充电***及实现方法 |
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