[發明專利]一種基于電網保護的電動汽車充電站控制系統

有效

• 申請號: 201510976719.3
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105553057B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 石晶;張立暉;劉洋;唐躍進;任麗;嚴思念;楊張偉;夏仲;梁思源
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

本發明設計了一種基于電網保護的電動汽車充電站控制系統。恒功率負荷比例的提高將會導致電網靜態電壓穩定下的功率極限值下降，即靜態電壓穩定裕度降低；負荷功率變化率將會對電網頻率造成很大的影響。因此在電動汽車大力推廣的過程中，大規模接入電動車或修建大型電動汽車充電站，采用快速充電技術(電動汽車負荷滲透率增大)，將會對電網的穩定性(靜態穩定性、動態穩定性)造成極大的影響。本發明針對上述影響，提出新型充電站控制系統，能夠實時檢測電動汽車充電站與配電網的運行狀況，協調控制充電負荷的占比以及充電功率變化率的大小，以降低大規模電動汽車接入微電網對配電網的影響，在未來大力推廣電動汽車的過程中具有非常好的應用價值。

技術領域

本發明屬于電動汽車充電站控制技術領域，更具體地，涉及一種基于電網保護的電動汽車充電站控制系統。

背景技術

傳統電動汽車充電技術，特別是快速充電技術，在充電初期有功功率快速增大，也即當dP/dt很大時，電網的頻率會發生很大的波動。并且，隨著電動汽車滲透率的提高以及快速充電的普及，以快充為主的恒功率負荷將對電網靜態電壓穩定性產生較大的負面影響。

因此，隨著電動汽車的普及，必須要解決電動汽車充電機dP/dt對電網頻率的影響以及恒功率負荷比例增大對電網靜態電壓穩定性的影響這兩個問題。而目前已有的解決方案只有：在電動汽車充電站與電網之間加裝充電保護裝置。該種方案屬于被動式的保護，即電動汽車充電站對電網的影響超過了預先設定值后才啟動保護，并沒有達到預先降低影響的作用。

目前快速充電已逐步發展成為電動汽車的主要充電方式。快速充電，即以較大的電流(一般為150-400A)對動力電池進行充電，充電時長在20min到1h之間。但是由于快速充電所采取的充電功率較大，會對電網的頻率以及靜態電壓穩定性產生影響：當快速充電功率變化率達到10MW/s時，電網頻率波動達到4％；當快速充電功率比例達到電網負荷的50％，將會對電網的靜態電壓穩定性產生較大負面影響。因此需要結合電網保護制定電動汽車充電機的控制策略。

發明內容

針對現有技術中沒有達到預先降低影響的作用，本發明的目的在于解決以上技術的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于電網保護的電動汽車充電站控制系統，其特征在于，所述控制系統包括充電站的充電機以及控制單元；

所述充電機主電路，依次由LCL濾波電路模塊、AC/DC整流/逆變模塊和DC/DC直流斬波模塊串聯組成，當所述充電機工作在放電模式，所述AC/DC整流模塊工作在整流狀態，維持恒定的中間電壓；所述DC/DC直流斬波模塊工作在降壓斬波狀態，保持動力電池端電壓和電流的穩定；當所述充電機工作在放電模式時，所述DC/DC直流斬波模塊工作在升壓斬波狀態，輸出恒定的中間電壓；所述AC/DC整流/逆變模塊工作在逆變狀態，根據不同的控制模式實現恒定的有功和無功或者恒定的電壓頻率控制；

所述控制單元，當所述充電站的功率低于或等于所述充電站的安全工作功率，則控制每個所述充電機的功率為額定充電功率；當所述充電站的功率高于所述充電站的安全工作功率，則控制每個所述充電機照以下公式的功率分配策略對動力充電電池進行充電，

其中，i＝1,2,…,n為待求功率指令的充電機編號；j＝1,2,…,n為處于運行狀態的充電機編號；P_i為第i臺充電機充電功率指令值；P_m為充電站安全功率值。

根據本發明的另一個方面，提供了一種基于電網保護的電動汽車充電站控制方法，其特征在于：