電動汽車入網技術

智能電網的核心價值是提高能效,利用各種高科技手段提升發、輸、配、用電各環節的運行管理水平,節約資源,保護環境;智能電網更加適應多種能量單元發電、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(Vehicle to Grid,簡稱V2G)技術就是電動車輛的能量在受控狀態下實現與電網之間的雙向互動和交換,是“智能電網技術”的重要組成部分,應用V2G和智能電網技術,電動汽車電池的充放電被統一部署,根據既定的充放電策略,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。

　　1 　V2G系統信息流程

　　V2G體現的是能量雙向、實時、可控、在車輛和電網之間流動,充放電控制裝置既有與電網的交互,又有與車輛的交互,交互的內容包括能量轉換信息、客戶需求信息、電網狀態、車輛信息、計量計費信息等。因此,V2G是電力電子、通信、調度和計量、需求側管理等眾多技術的高端綜合應用。

　　圖1所示為V2G系統信息圖

　　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,用于實現車輛和電網之間的雙向能量交互,是V2G系統的關鍵裝置;

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

　　BMS:電池管理系統,用于車輛電池數據的采集與傳輸,電池運行狀態的監控,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,對上與電網調度系統通訊,獲取電網負荷信息并執行電網調度指令,對下與EV2PCS通信,獲取車輛狀態信息,分配并下發電網調度指令。

　　2 　V2G系統各部件

　　2. 1　雙向智能充放電裝置

　　雙向智能控制裝置作為V2G技術中的關鍵功率部件,用于實現電網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;如果選擇V2G工作模式,裝置根據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,后臺管理系統下發充放電控制指令,裝置根據車輛電池當前SOC進行充、放電操作,實現能量的雙向流動。

　　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) 電網交流與電動汽車電池側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) 交流側和直流側配置過載過流斷路器;

　　(5) 交流直流側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

　　人機交互終端系統結構如圖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、票據打印、數據管理和查詢、個性化參數設置、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結構圖