專利名稱：智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，涉及到評價與監(jiān)管系統(tǒng)，特別涉及一種智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界各國都處在能源危機(jī)和環(huán)境污染的雙重壓力下，這促使各國必須改變現(xiàn)有的能源發(fā)展戰(zhàn)略。中國在近幾年也提出了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的發(fā)展思路。 如此也給電力系統(tǒng)的發(fā)展以及供電服務(wù)質(zhì)量等方面提出了更高的要求。在這個背景下，國家電網(wǎng)公司提出了立足自主創(chuàng)新，加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展， 具有信息化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。交互式能動性是智能電網(wǎng)的主要特征和發(fā)展目標(biāo)，它可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司與用戶之間的信息交互、需求交互。對于用戶而言，可以作為分布式負(fù)荷和電源接入電網(wǎng)，參與電網(wǎng)的負(fù)荷控制和管理，并可將富余的電能用于電網(wǎng)調(diào)配和應(yīng)急。對于電網(wǎng)而言，可以實(shí)時掌握電能需求，合理配置電能資源，引導(dǎo)用戶的用電行為，提高投資效益，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，不僅僅是技術(shù)層面上的事，它還涉及到用戶的節(jié)能增效意識，以及政府對用戶節(jié)能增效行為的評價與監(jiān)管問題。目前中國現(xiàn)行的評價與監(jiān)管主要集中在電氣設(shè)備本身，僅以產(chǎn)品的安全運(yùn)行、產(chǎn)品本身的節(jié)能降耗、環(huán)保優(yōu)化和降低成本為重點(diǎn)，而對用戶的節(jié)能增效行動監(jiān)管方面還處于空白，僅僅以增強(qiáng)用戶節(jié)能意識，靠用戶的責(zé)任感、道德約束以及自律來實(shí)現(xiàn)民眾的自覺節(jié)能，這往往會使節(jié)能增效的口號空泛、缺乏制約。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決節(jié)能增效口號空泛、缺乏制約的問題，提出一種智能電網(wǎng)下的節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的最優(yōu)化用電模式。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下—種智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)及其方法，其特征在于，所述系統(tǒng)主要由智能電表、后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)、身份識別裝置、雙向智能控制裝置，以及設(shè)置在物聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫所組成；該雙向智能控制裝置與智能電表通過電力線路連接，該后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)分別與智能電表、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進(jìn)行連接，設(shè)置在物聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)與后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接；智能電表通過電力線連接到智能電網(wǎng)上，后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接到物聯(lián)網(wǎng)上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設(shè)備上。所述系統(tǒng)不僅對電動汽車用戶的節(jié)能增效行為進(jìn)行評價與監(jiān)管，還對電動汽車充電站耗能設(shè)備的運(yùn)行過程進(jìn)行節(jié)能增效評價與監(jiān)管。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果在于[0010]1)提出建立智能電網(wǎng)下的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫，并細(xì)化出反映電動汽車用戶及電動汽車充電站等耗能設(shè)備節(jié)能增效行為的參數(shù)，為政府的節(jié)能增效評價與監(jiān)管提供有價值的量
息 ο2)提出智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效監(jiān)管與物聯(lián)網(wǎng)相融合，系統(tǒng)對電動汽車用戶及電動汽車充電站等耗能設(shè)備的節(jié)能增效行為進(jìn)行統(tǒng)一的評價與監(jiān)管。電動汽車用戶可以合理的安排自己的節(jié)能增效行為，在獲取自身最低用電成本的同時節(jié)約國家資源，監(jiān)管部門可以根據(jù)耗能設(shè)備的節(jié)能增效狀況，安排節(jié)能增效專項(xiàng)基金，促使企業(yè)進(jìn)行節(jié)能增效改造和調(diào)整節(jié)能增效投入等。從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)下的最大化節(jié)能增效以及最優(yōu)化用電模式。本實(shí)用新型對其他耗能產(chǎn)業(yè)的節(jié)能增效評價與監(jiān)管等也適用，具有很大經(jīng)濟(jì)和社會效益。

圖1是智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)框圖。圖2是節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
這里以智能電網(wǎng)下的電動汽車產(chǎn)業(yè)為例，來詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施。本實(shí)用新型提出的智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其中粗線代表電力線路，細(xì)線代表通信線路。該系統(tǒng)由節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫、智能電表、 后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)、身份識別裝置、雙向智能控制裝置所組成；雙向智能控制裝置與智能電表通過電力線路連接，后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)分別與物聯(lián)網(wǎng)、智能電表、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進(jìn)行連接，節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)與后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接；本系統(tǒng)中的智能電表通過電力線連接到智能電網(wǎng)上， 雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上；節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫建立在物聯(lián)網(wǎng)中，用于存儲節(jié)能增效意識積分、節(jié)能增效貢獻(xiàn)積分、節(jié)能增效綜合積分這些用戶節(jié)能增效參數(shù)信息以及電動汽車充電站的使用率、充放電效率、電網(wǎng)貢獻(xiàn)率、諧波污染率以及節(jié)能增效綜合積分耗能設(shè)備節(jié)能增效參數(shù)信息；智能電表用于監(jiān)測電動汽車用戶的買電和賣電量；后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)墓?jié)能增效數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)信息，給汽車用戶顯示當(dāng)前快速充放電的電價、名額以及節(jié)能增效參數(shù)信息，并限制不節(jié)能用戶的充放電行為；身份識別裝置用來識別電動汽車用戶的身份；雙向智能控制裝置根據(jù)后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號進(jìn)行電動汽車蓄電池的充放電操作及計價；本實(shí)用新型的系統(tǒng)中主要利用身份識別技術(shù)，構(gòu)建智能化識別、監(jiān)控和管理的電動汽車充放電系統(tǒng)，并分別與智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)相連接組成一個對用戶進(jìn)行評價與監(jiān)管的網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，每個用戶有一張獨(dú)立的ID卡，記錄了該用戶的充電次數(shù)、賣電次數(shù)、 充電量、賣電量以及各種節(jié)能參數(shù)等信息，每次刷卡消費(fèi)后采集系統(tǒng)都會將用電信息更新后傳輸給后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)，后臺評價與監(jiān)管系統(tǒng)根據(jù)這些信息進(jìn)行扣費(fèi)、返費(fèi)計算，并且對用戶的節(jié)能意識評價參數(shù)、節(jié)能貢獻(xiàn)評價參數(shù)以及個體節(jié)能綜合參數(shù)等個體節(jié)能參數(shù)進(jìn)行更新后傳送給節(jié)能增效ID卡及物聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫保存。用戶再次消費(fèi)時，后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)會根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)男畔?，給用戶顯示當(dāng)前快速充放電的電價、名額以及節(jié)能增效參數(shù)等信息。這樣對于售電公司而言，可以隨時限制不節(jié)能用戶的頻繁充電，鼓勵用戶進(jìn)行節(jié)能和負(fù)荷高峰時賣電。對于用戶而言，在明確了自己的節(jié)能參數(shù)后，就可以根據(jù)需要科學(xué)的制定自己的買電賣電計劃，在自身利益最大化的同時，節(jié)約了國家資源。另外，該系統(tǒng)還監(jiān)管各個充電站的實(shí)際運(yùn)行情況，對充電站的使用率、充放電效率、 電網(wǎng)貢獻(xiàn)率、諧波污染率以及節(jié)能綜合參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測。這樣監(jiān)管部門可以獲取各充電站節(jié)能狀況，安排節(jié)能專項(xiàng)基金，促使企業(yè)調(diào)整節(jié)能投入等；電網(wǎng)公司可以有目的的對各個充電站進(jìn)行節(jié)能改造以及分配充放電指標(biāo)等。本系統(tǒng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫可由具有大容量存儲硬板的PC機(jī)組成，用于存儲節(jié)能增效意識積分、節(jié)能增效貢獻(xiàn)積分、節(jié)能增效綜合積分這些用戶節(jié)能增效參數(shù)信息以及電動汽車充電站的使用率、充放電效率、電網(wǎng)貢獻(xiàn)率、諧波污染率以及節(jié)能增效綜合積分等耗能設(shè)備節(jié)能增效參數(shù)信息；智能電表可采用施耐德公司的PM系列的電力參數(shù)測試儀，用于監(jiān)測電動汽車用戶的買電和賣電量；后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)可采用施耐德公司 TSXPremium系列PLC為核心控制器，它根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)男畔ⅲo用戶顯示當(dāng)前快速充放電的電價、名額以及節(jié)能增效參數(shù)信息，并限制不節(jié)能用戶的充放電行為；身份識別裝置可采用恩智浦半導(dǎo)體公司的P5CD081等芯片為核心控制器組成，用來識別電動汽車用戶的身份；雙向智能控制裝置可由PWM整流電路和雙向隔離DC/DC電路組成，它根據(jù)后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號進(jìn)行電動汽車或電動汽車充電站的充放電操作。如圖2所示是后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)的程序流程圖，程序采用梯形圖語言編寫，主要包括初始化、采集輸入信號、采集電力參數(shù)、讀PC機(jī)數(shù)據(jù)、參數(shù)計算、電源系統(tǒng)控制、人機(jī)交互信息更新、PC機(jī)交互信息更新子程序。初始化子程序用來對控制系統(tǒng)中各類需要使用的寄存器進(jìn)行初始化操作，以便控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；采集輸入信號子程序用來采集用戶ID卡中存儲的各項(xiàng)節(jié)能增效參數(shù)以及用戶從人機(jī)界面中輸入的各項(xiàng)控制操作參數(shù)，采集電力參數(shù)子程序用來采集充電站運(yùn)行過程中的各項(xiàng)電力參數(shù)，并將各項(xiàng)模擬量信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的數(shù)字量后存儲到控制系統(tǒng)內(nèi)；讀PC機(jī)數(shù)據(jù)子程序用來讀取物聯(lián)網(wǎng)傳遞給PC機(jī)的各項(xiàng)信息參數(shù)；參數(shù)計算子程序根據(jù)采集到的買電次數(shù)、賣電次數(shù)、買電量、賣電量以及節(jié)能增效意識積分、節(jié)能增效貢獻(xiàn)積分、節(jié)能增效綜合積分用戶節(jié)能增效參數(shù)信息以及充電站設(shè)備的使用率、買電賣電效率、電網(wǎng)貢獻(xiàn)率、諧波污染率以及節(jié)能增效綜合積分耗能設(shè)備節(jié)能增效參數(shù)信息進(jìn)行扣費(fèi)、返費(fèi)計算；電源系統(tǒng)控制子程序根據(jù)輸入信號指令控制充電站的充放電操作；人機(jī)交互信息更新子程序用來向用戶顯示當(dāng)前充電狀態(tài)，以及對用戶的的節(jié)能參數(shù)進(jìn)行更新后傳送給節(jié)能增效ID卡；PC機(jī)交互信息更新子程序?qū)⒏潞玫挠脩艏俺潆娬镜墓?jié)能增效參數(shù)傳輸給PC機(jī)存儲。上述系統(tǒng)不僅對電動汽車用戶的節(jié)能增效行為進(jìn)行評價與監(jiān)管，還對電動汽車充電站耗能設(shè)備的運(yùn)行過程進(jìn)行節(jié)能增效評價與監(jiān)管。
權(quán)利要求1. 一種智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)主要由智能電表、后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)、身份識別裝置、雙向智能控制裝置，以及設(shè)置在物聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫所組成；該雙向智能控制裝置與智能電表通過電力線路連接，該后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)分別與智能電表、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進(jìn)行連接，設(shè)置在物聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)與后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接；智能電表通過電力線連接到智能電網(wǎng)上，后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接到物聯(lián)網(wǎng)上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設(shè)備上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能電網(wǎng)下的電動汽車節(jié)能增效評價與監(jiān)管系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，主要由節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫、智能電表、后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)、身份識別裝置、雙向智能控制裝置所組成；該雙向智能控制裝置與智能電表通過電力線路連接，該后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)分別與智能電表、雙向智能控制裝置和身份識別裝置通過通信線路進(jìn)行連接，節(jié)能增效數(shù)據(jù)庫經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)與后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接；智能電表通過電力線連接到智能電網(wǎng)上，后臺評價與監(jiān)管控制系統(tǒng)通過通信線路連接到物聯(lián)網(wǎng)上，雙向智能控制裝置通過電力線連接到電動汽車的蓄電池上或電動汽車充電站的耗能設(shè)備上。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的最優(yōu)化用電模式。
文檔編號H04B3/54GK202190291SQ20112008134
公開日2012年4月11日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者于慶廣, 王昊, 趙彪 申請人:北京華廣元光電技術(shù)有限公司, 清華大學(xué)