[發明專利]基于永磁切換開關的有序平衡充電系統

在審

• 申請號: 202011305660.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112659941A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 曾祥龍;陳慶峰;俞靖;朱遵義
• 申請（專利權）人: 南京鼎牌電器有限公司
• 主分類號: B60L53/31
• 分類號: B60L53/31;B60L53/60;B60L53/62;B60L53/64
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

本發明公開了一種基于永磁切換開關的有序平衡充電系統，所述有序平衡充電系統包括控制終端、第一通訊模塊、第二通訊模塊、監測主站和N個永磁切換開關；所述控制終端計算變壓器低壓側三相負荷不平衡率，在不平衡率越限的情況下，對用電負荷和用戶需求進行權衡，根據切換控制策略，以配電線路負荷趨向平衡為約束條件，最大化用戶需求為優化目標，遙控相應的永磁切換開關進行換相操作；所述用戶需求包括充電時間需求和充電價格需求。本發明以住宅小區的慢速充電、常規充電模式為對象，研究了基于永磁切換開關的電動汽車的負荷平衡、有序充電控制系統，可有效解決電動汽車大規模接入導致的三相負荷不平衡造成的不良現象。

技術領域

本發明涉及充電樁控制技術領域，具體而言涉及一種基于永磁切換開關的有序平衡充電系統。

背景技術

充電樁建設是國家基礎設施“新基建”項目之一。由于電力負荷的不確定性和汽車充電的隨機性，大規模充電樁負荷造成的線路過載、三相負荷不平衡、電壓下降等問題十分加突出。

無序充電為即插即充，車輛到家插上插頭就開始充電，顯然這樣充電時間與家庭用電負荷的晚間高峰時間段大致重合，從而可能導致負荷峰值的進一步疊加，威脅到供電設備的安全。但如果大家都通過充電樁設定為谷價電費時段充電，很可能造成谷價時段開始時刻成為供電負荷尖峰，同樣威脅到供電設備的安全。

住宅小區中汽車充電一般選用P1慢充模式和P2-1模式。充電電流為16～32A，充電功率為3.5～7.0kW。可見電動汽車充電樁，在民用供電中屬于大功率電器，它的不平衡接入會導致單相負載過重，造成三相負荷不平衡，會使中性線發熱，損耗增加，變壓器銅損鐵損增大，降低供電效率。

在有序充電控制策略方面，國內外學者已有許多相關研究。例如，針對隨機充電會和日常用電高峰形成疊加，推高的負荷高峰，使配電臺區設備難以承受這一問題，采用低谷時段充電方法，可以移峰填谷，電費價格低，但在大規模充電樁接入狀態，同時在進入谷時段投入會變谷段為負荷尖峰，影響電網的安全運行。因此有部分學者提出運用分時電價政策，考慮用電負荷的移峰填谷與客戶電費價格建立數學模型，以達到有效地降低峰谷差，達到供電與用戶雙贏的目標。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種基于永磁切換開關的有序平衡充電系統，以住宅小區的慢速充電、常規充電模式為對象，研究了基于永磁切換開關的電動汽車的負荷平衡、有序充電控制系統，可有效解決電動汽車大規模接入導致的上述不良現象。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于永磁切換開關的有序平衡充電系統，所述有序平衡充電系統包括控制終端、第一通訊模塊、第二通訊模塊、監測主站和N個永磁切換開關；

所述控制終端安裝在配電臺區出線處；所述N個永磁切換開關一一對應地安裝在充電樁接入點處，用于實時采集所屬充電樁負荷電流和相序實時數據，并且通過第一通訊模塊發送至控制終端；所述控制終端實時采集配電臺區出線處的三相電流，連同接收到的充電樁負荷電流和相序實時數據一起，通過第二通訊模塊發送至監測主站；監測主站進行設備安全運行監控，分析數據，找出配電臺區的運行規律，為控制終端策略調整提供依據；

所述監控終端對接收到的數據進行分析，計算得到配電臺區的運行規律，調整控制終端的切換控制策略；

所述控制終端計算變壓器低壓側三相負荷不平衡率，在不平衡率越限的情況下，對用電負荷和用戶需求進行權衡，根據切換控制策略，以配電線路負荷趨向平衡為約束條件，最大化用戶需求為優化目標，遙控相應的永磁切換開關進行換相操作；所述用戶需求包括充電時間需求和充電價格需求。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

進一步地，所述充電樁的安裝方式包括落地式和壁掛式兩種。