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基于时空约束的城市交流充电桩优化布局

电力系统自动化 2016年第4期40卷 66-70,104页

作者：赵明宇吴峻张卫国谷小川吾喻明国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 国网南京供电公司江苏省南京市210019

针对电动汽车充电需求增加,通过分析电动汽车充电量总体需求、多场景运行模式及商业运营模式等因素的影响,建立以交流充电桩建设和管理费用、电动汽车路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的交流充电桩建设模式,并给出该模式的仿... 详细信息

针对电动汽车充电需求增加,通过分析电动汽车充电量总体需求、多场景运行模式及商业运营模式等因素的影响,建立以交流充电桩建设和管理费用、电动汽车路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的交流充电桩建设模式,并给出该模式的仿真求解过程。通过算例求解验证了该交流充电桩建设模式的可行性,可根据区域内电动汽车数量预先计算交流充电桩的建设数量及位置。该研究可有效降低交流充电桩的建设费用,快速、健康、高效地推动电动汽车产业的发展。

关键词：电动汽车交流充电桩优化规划商业运营模式时空约束

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电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究

电力系统保护与控制 2017年第5期45卷 18-25页

作者：周娟任国影魏琛樊晨毛海港中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影... 详细信息

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影响。针对充电桩的谐波问题,将有源电力滤波技术应用到交流充电桩中。在所搭建的仿真模型中,针对单相车载式充电机的负载特性,采用传统PI控制与重复控制相结合的复合控制方法,新型交流充电桩有效地抑制了车载式充电器谐波,提高电网侧电能质量。

关键词：交流充电桩单相有源电力滤波器谐波电动汽车重复控制 PI控制

基于Wiener级数的交流充电桩电能计量方法研究

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电力系统保护与控制 2018年第9期46卷 155-162页

作者：房国志李昂张晓冰哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080

针对矩阵式交流充电桩充电时会产生具有冲击性和强时变性的随机扰动,导致其在电能计量周期内计量不准确的问题,提出了基于Wiener泛函级数建立的交流充电桩侧的电网电能计量数学模型。利用该模型可以优化输出的电压、电流同步采样值。同... 详细信息

针对矩阵式交流充电桩充电时会产生具有冲击性和强时变性的随机扰动,导致其在电能计量周期内计量不准确的问题,提出了基于Wiener泛函级数建立的交流充电桩侧的电网电能计量数学模型。利用该模型可以优化输出的电压、电流同步采样值。同时采用小波算法对电压、电流信号分解与重构,以求得功率潮流分析所需的基波分量与畸变分量,并结合IEEE-Std1459-2010定义,对电压、电流突变的功率潮流进行分析实验。通过Matlab仿真验证了该模型的正确性。实验结果表明,所用的方法在交流充电桩电能计量时误差达到了0.001数量级,提高了交流充电桩的计量精度,有效地解决了在随机扰动情况下交流充电桩电能计量不准的问题。

关键词：交流充电桩随机干扰 Wiener级数电能计量

交流充电桩PWM波形参数典型问题统计与分析

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电测与仪表 2017年第23期54卷 118-122页

作者：孙远但富中桑林张萱国网电力科学研究院实验验证中心南京210061

PWM信号是交流充电桩与电动汽车之间的通信方式,电动汽车通过检测PWM信号的状态实现充电开始、充电结束、以及调整充电电流。PWM信号的正确性、精准性直接影响整个充电过程。GB/T 18487.1对交流充电桩的PWM波形参数提出了详细要求,在实... 详细信息

PWM信号是交流充电桩与电动汽车之间的通信方式,电动汽车通过检测PWM信号的状态实现充电开始、充电结束、以及调整充电电流。PWM信号的正确性、精准性直接影响整个充电过程。GB/T 18487.1对交流充电桩的PWM波形参数提出了详细要求,在实际测试过程中,各充电桩厂家普遍存在PWM信号不准确的现象。文章从PWM信号产生的原理出发,分析造成PWM波形参数不达标的主要原因,对交流充电桩的设计及生产制造具有指导意义。

关键词： PWM信号交流充电桩电动汽车

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交流充电桩的状态监测与故障预警

交流充电桩的状态监测与故障预警

作者：徐胜彬福建工程学院

学位级别：硕士

近年来,国家倡导节能低碳、绿色环保的出行方式,新能源汽车迎来汽车行业发展的风口,年保有量逐年增加,充电桩也进入高速发展阶段。目前国内大部分地区都有大量的电动汽车充电桩接入电网,为用户的电动汽车提供安全、可靠的充电服务。但是... 详细信息

近年来,国家倡导节能低碳、绿色环保的出行方式,新能源汽车迎来汽车行业发展的风口,年保有量逐年增加,充电桩也进入高速发展阶段。目前国内大部分地区都有大量的电动汽车充电桩接入电网,为用户的电动汽车提供安全、可靠的充电服务。但是,每年都有许多充电自燃事故发生,严重危害人民生命财产安全。当下,充电安全隐患已成为制约电动汽车全产业链发展的重要因素之一,急需更进一步研究充电桩的充电状态以降低充电中的安全隐患。为实现实时监控充电桩充电状态,设计了以STM32为下位机主控制器的充电桩监控装置。该装置通过监测充电设备温度、湿度、电流、电压等参数来判断充电状态是否正常,并根据故障情况及时报警,降低安全事故发生概率。该系统分为下位机硬件与上位机软件两部分。硬件部分采用STM32作为主控系统,并采用各类传感器采集数据;软件部分包含了LabVIEW环境下的上位机界面,针对用户端开发了微信小程序,并采用鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)优化门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)以判断充电状态是否正常。本文的具体设计方案如下:(1)首先,对国内外充电桩监测与故障预警相关工作进行了深入研究,对充电桩的内部结构进行了深度解析,根据充电过程中电气特征,设计了下位机数据采集装置。下位机硬件主要有主控芯片最小系统、采集电压电流的电能计量模块、485通信电路、温湿度传感器、上下位机通信电路RS232、继电器控制交流接触器的通断电路等。下位机,除了进行数据采集与处理外,还接收对应控制指令进行充电通断控制。(2)其次,为了更好的监测充电桩,设计了相应的软件,主要包括下位机硬件驱动程序、上位机的显示界面与微信小程序等。上位机界面管理模块是在LabVIEW的开发环境下编写的。利用串口通信控件接收数据,通过字符串、数组、波形图表以及其他控件进行数据解析和显示,并通过ODBC为介质间接运行My SQL数据库进行数据的存储与管理。此外,用户端则是通过微信小程序实现充电状态观察、充电费用支付。(3)通过监测装置采集到的各种物理量数据,可以对充电桩工作状态进行故障诊断,以降低充电自燃事故发生率。此外,通过对长短时记忆网络进行结构改进,得到门控循环单元(GRU),并利用GRU进行预测,发现预测结果并不理想,因此本文引入鲸鱼优化算法对超参数进行寻优,并将其带入GRU网络模型,以提高充电故障预测精确度。最后,本文对所搭建的监测装置开展了整机测试,包括下位机进行数据采集、上位机界面显示以及小程序查询等功能的实现,证明该监测装置能满足设计要求。

关键词：交流充电桩 LabVIEW 状态监测故障预警

交流充电桩的抗电快速瞬变脉冲群干扰研究分析

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电气应用 2013年第S2期32卷 193-194页

作者：刘秀兰孟颖国网北京市电力公司

电动汽车充电站中交流充电桩工作环境中存在严重的电快速脉冲群干扰和辐射信号,在干扰下容易产生故障,本文分析了交流充电桩工作环境中电快速脉冲群的产生原因及其对交流充电桩计费系统的影响,介绍了交流充电桩在抗电快速脉冲群干扰方... 详细信息

电动汽车充电站中交流充电桩工作环境中存在严重的电快速脉冲群干扰和辐射信号,在干扰下容易产生故障,本文分析了交流充电桩工作环境中电快速脉冲群的产生原因及其对交流充电桩计费系统的影响,介绍了交流充电桩在抗电快速脉冲群干扰方面的要求,详细阐述了交流充电桩改善抗电快速脉冲群干扰的具体方法。

关键词：电动汽车交流充电桩电磁兼容电快速脉冲群

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交流充电桩计费管理系统的设计与实现

交流充电桩计费管理系统的设计与实现

作者：方鸣郑州大学

学位级别：硕士

当代中国社会,大气污染问题愈发严重。作为大气污染的重要污染源之一,燃油汽车为人类社会生活带来方便的同时,其尾气排放也导致了日益严重的大气污染。电动汽车具有零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小等优点,已经成为汽车产业发展... 详细信息

当代中国社会,大气污染问题愈发严重。作为大气污染的重要污染源之一,燃油汽车为人类社会生活带来方便的同时,其尾气排放也导致了日益严重的大气污染。电动汽车具有零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小等优点,已经成为汽车产业发展的重点。“兵马未动,粮草先行”。作为电动汽车的主要充电设备,充电桩相关技术的研究是电动汽车普及化的前提条件。本文在以嵌入式系统为模型的基础上设计并实现了电动汽车交流充电桩控制管理系统。该系统主要由嵌入式控制中心模块、计量计费模块、人机交互模块部分构成,主要应用嵌入式系统控制、数据传输、人机交互等技术实现可以通过LCD完成为电动汽车充电的控制监测以及显示功能。首先搭建交流充电桩计费管理系统整体方案框架;根据交流充电桩功能需求确定了以嵌入式系统为中心,应用嵌入式控制技术,从软硬件结合角度实现对交流充电桩控制系统的统一调度控制;参照国家电网标准,设计并实现了嵌入式控制中心对当前电网状态的实时监控;从实际用户角度考虑,选择合适的支付方式并实现与嵌入式控制中心的通信;利用人机交互技术,从应用程序角度设计并实现能够满足用户操作的GUI交互界面,能够通过触摸屏实现对交流充电桩的操作控制;最后在实现主要部分功能后,组装交流充电桩的样机并进行整机调试,对交流充电桩的基本工作性能进行了测试。本文设计和实现的交流充电桩样机可满足目前充电桩的基本功能需求,所设计的人机交互GUI显示正确且运行稳定可靠,还为以后其它功能扩展预留了空间。

关键词：交流充电桩嵌入式系统控制 GUI

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交流充电桩控制系统的研究与设计

交流充电桩控制系统的研究与设计

作者：姚士元西南石油大学

学位级别：硕士

随着不可再生能源日益匮乏以及环境污染的不断加深,燃油汽车的大量使用带来的能源消耗和尾气排放等问题给社会带来巨大压力。近年来,以电能为主要能源的电动汽车发展迅速,交流充电桩作为电动汽车的主要充电设备,其发展速度将限制电动汽... 详细信息

随着不可再生能源日益匮乏以及环境污染的不断加深,燃油汽车的大量使用带来的能源消耗和尾气排放等问题给社会带来巨大压力。近年来,以电能为主要能源的电动汽车发展迅速,交流充电桩作为电动汽车的主要充电设备,其发展速度将限制电动汽车产业的发展。本文围绕如何提供快捷,可通信的充电服务以及如何为电网创造绿色用电环境等问题,对交流充电桩控制系统进行研究,提出一种可实现绿色用电,带有有源滤波功能的交流充电桩控制系统的设计方案。为了实现绿色用电,减少车载充电机工作时产生的谐波与无功电流对电网的危害,本文研究并设计了交流充电桩控制系统下的有源滤波系统。首先根据瞬时无功功率理论,将ip-iq检测算法改进并用于单相电路,设计出有源滤波系统的谐波检测环节,然后结合PI控制加滞环比较控制、PI控制加三角波比较控制两种方法,设计出有源滤波系统的电流追踪环节。最后将设计出的有源滤波系统在MATLAB软件中的SIMULINK平台上进行仿真,分析谐波和无功电流的补偿效果。按照交流充电桩国家标准,根据交流充电桩的需求,采用模块化的设计方法对交流充电桩控制系统进行总体设计,分别对微控制器模块,人机交互模块,电能计量模块,GPRS通信模块,控制导引模块等进行硬件与软件设计。结合交流充电桩有源滤波系统的设计方案对有源滤波系统进行了硬件选型,对交流充电桩有源滤波系统软件进行设计。设计出上位监控平台,与交流充电桩控制系统硬件平台进行通信测试与功能测试。论文提出一种带有有源滤波功能的交流充电桩控制系统的设计方案,为今后可实现绿色用电的新型交流充电桩的设计提供了理论基础。对交流充电桩控制系统的改进研究具备一定现实意义。

关键词：电动汽车交流充电桩有源滤波系统 GPRS通信

基于产品系统思维的交流充电桩设计研究与实践

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基于产品系统思维的交流充电桩设计研究与实践

作者：谢长宇湖南大学

学位级别：硕士

随着传统能源造成的污染问题日益严峻,发展清洁高效的新能源势在必行,同时,得益于动力电池技术的突破,以及国家不断出台鼓励帮扶政策,电动汽车产业近年来得到迅猛发展。我国电动汽车保有量从2015年的42万辆上升至2019年的381万辆。然而... 详细信息

随着传统能源造成的污染问题日益严峻,发展清洁高效的新能源势在必行,同时,得益于动力电池技术的突破,以及国家不断出台鼓励帮扶政策,电动汽车产业近年来得到迅猛发展。我国电动汽车保有量从2015年的42万辆上升至2019年的381万辆。然而,电动汽车的配套充电设施的建设却相对滞后,车桩比不足3:1,且分布地域不均,偏远地区充电桩建设较少,充电困难。此外,市场上现有的电动汽车充电桩在设计上也存在使用不便、不美观等问题。预计,未来国家将不断加大充电桩建设力度。改善我国充电桩的设计质量,成为我们设计师的的责任。本课题是笔者依托实际项目,对交流充电桩产品进行的设计研究与实践。本文主要运用产品系统的思维对交流充电桩进行了分析研究。产品系统思维是将产品置于一个系统中进行考虑,分析产品与系统要素及相关事物的物质、信息和能量的交换关系,从而全面、整体的对产品进行把握。运用产品系统思维进行分析时,首先要界定研究对象的系统范围,再对其进行系统分析。主要包括对产品系统功能、结构、形态、色彩、材料、人因、环境等要素的分析。对于简单产品,可以将研究对象缩小为一个子系统,而研究其在大系统中与其它组成部分之间的关系,从而在设计中达到最优解。在设计中,运用系统化的设计方法,如系统综合分析法。遵循系统化的产品开发流程,从前期调研、产品企划到产品设计,再到产品验证。本课题来源于笔者在北京洛可可科技有限公司实习期间的项目。项目委托方为北京双杰电气有限公司,笔者作为项目组成员之一。委托方要求为其公司设计一款公共交流充电桩,要求具有识别性和差异化,做到造型新颖美观、尺寸合理、使用方便。支付方式为刷卡或APP扫码的方式。笔者从产品系统的角度,研究了在相互关联性原则下交流充电桩的视觉系统与电动汽车以及城市环境之间的关系,并得出了家居化、景观化的设计方向。并对市场上现有的交流充电桩产品进行了调查分析和总结。发现了现有市场上交流充电桩存在几个集中性的问题,包括人机尺寸设计不合理、交互流程过于复杂、视觉上与周围环境不融合、造型风格落后、指示灯信号传达不明确等。进而,笔者对交流充电桩进行了人机工程学分析,并将前期研究的意向结论应用于造型设计,之后进行二维方案输出、三维方案对比。最后,根据工程师的意见进行调整,制作出产品样机进行了设计检验。经过三轮设计与改进,完成了最终方案。

关键词：产品系统交流充电桩产品设计