電動汽車入網(wǎng)技術(shù)

智能電網(wǎng)的核心價值是提高能效,利用各種高科技手段提升發(fā)、輸、配、用電各環(huán)節(jié)的運行管理水平,節(jié)約資源,保護環(huán)境;智能電網(wǎng)更加適應多種能量單元發(fā)電、配電、用電方式的需要,更加適應市場化的電力交易的需要,更加適應客戶的自主選擇需要。

　　電動汽車入網(wǎng)(Vehicle to Grid,簡稱V2G)技術(shù)就是電動車輛的能量在受控狀態(tài)下實現(xiàn)與電網(wǎng)之間的雙向互動和交換,是“智能電網(wǎng)技術(shù)”的重要組成部分,應用V2G和智能電網(wǎng)技術(shù),電動汽車電池的充放電被統(tǒng)一部署,根據(jù)既定的充放電策略,在滿足電動汽車用戶行駛需求的前提下,將剩余電能雙向可控回饋到電網(wǎng)。

　　1 　V2G系統(tǒng)信息流程

　　V2G體現(xiàn)的是能量雙向、實時、可控、在車輛和電網(wǎng)之間流動,充放電控制裝置既有與電網(wǎng)的交互,又有與車輛的交互,交互的內(nèi)容包括能量轉(zhuǎn)換信息、客戶需求信息、電網(wǎng)狀態(tài)、車輛信息、計量計費信息等。因此,V2G是電力電子、通信、調(diào)度和計量、需求側(cè)管理等眾多技術(shù)的高端綜合應用。

　　圖1所示為V2G系統(tǒng)信息圖

　　SM:智能電表,雙向計量、本地信息存儲,以RS485與EV2PCS通信,通過EV2PCS向UT傳送電量信息;

　　EV2PCS:雙向智能充放電裝置,由低壓控制器和本地管理機組成,用于實現(xiàn)車輛和電網(wǎng)之間的雙向能量交互,是V2G系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置;

　　UT:人機交互終端,是電動汽車用戶與電網(wǎng)交流的界面,用戶從中獲取用電量和電費信息;

　　BMS:電池管理系統(tǒng),用于車輛電池數(shù)據(jù)的采集與傳輸,電池運行狀態(tài)的監(jiān)控,以CAN總線與EV2PCS通信,通過EV2PCS向后臺傳輸車輛信息;

　　EMS:后臺管理系統(tǒng),對上與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通訊,獲取電網(wǎng)負荷信息并執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度指令,對下與EV2PCS通信,獲取車輛狀態(tài)信息,分配并下發(fā)電網(wǎng)調(diào)度指令。

　　2 　V2G系統(tǒng)各部件

　　2. 1　雙向智能充放電裝置

　　雙向智能控制裝置作為V2G技術(shù)中的關(guān)鍵功率部件,用于實現(xiàn)電網(wǎng)與電動汽車間的能量雙向流動,可工作在充電模式和V2G模式:如果選擇充電工作模式,即只是對車輛進行充電操作,不將車輛電池能量回饋至電網(wǎng);如果選擇V2G工作模式,裝置根據(jù)用戶在人機交互終端上選擇的車輛SOC上下限門限值,或裝置默認的SOC上下限門限值,將連接車輛可充放電的實時容量、受控時間等信息提供給后臺管理系統(tǒng),后臺管理系統(tǒng)下發(fā)充放電控制指令,裝置根據(jù)車輛電池當前SOC進行充、放電操作,實現(xiàn)能量的雙向流動。

　　圖2所示為雙向智能控制裝置主回路拓撲

　　其拓撲特點如下:

　　(1) 采用三相全橋雙向PWM變換,能對電池進行充放電;

　　(2) 電網(wǎng)交流與電動汽車電池側(cè)采用隔離變壓器進行電氣隔離

　　(3) 同時隔離變壓器可進行交直流之間的電壓匹配;

　　(4) 交流側(cè)和直流側(cè)配置過載過流斷路器;

　　(5) 交流直流側(cè)均配置有預充電回路,啟動方式靈活;

　　(6) 采用一級變換器,拓撲簡單,可靠性高。

　　2. 2　人機交互終端

　　人機交互終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示,主要由嵌入式控制器、觸摸顯示屏、射頻卡讀卡器、CAN通信卡、遠程監(jiān)控通信擴展卡、微型打印機等部分組成。主要功能有:界面顯示、身份識別、EV2PCS控制模式、票據(jù)打印、數(shù)據(jù)管理和查詢、個性化參數(shù)設(shè)置、語言切換、以及用戶操作幫助和異常信息提示等。

　　圖3所示為人機交互終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖