題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響及有序充電系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 當(dāng)前能源形勢(shì)下，電動(dòng)汽車的普及已然成為一種趨勢(shì)?？梢韵胂?，當(dāng)前汽車保有量中30%換為電動(dòng)汽車時(shí)，其充電問題對(duì)電網(wǎng)的影響不可估量。因此，有序充電的概念便應(yīng)運(yùn)而生。本作品以“以人為本”“時(shí)空分段”“削峰填谷”為原則，根據(jù)課題的實(shí)際要求提出了整體設(shè)計(jì)方案和原理框圖。并制作了以STC89C51及STC12C5616AD單片機(jī)為核心的硬件模型，實(shí)現(xiàn)了以小區(qū)為對(duì)象的有序充電。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，國務(wù)院辦公廳公布的《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中提出，要廣泛使用新能源汽車，加快建立電動(dòng)汽車快速充電網(wǎng)絡(luò)?？梢韵胂?，住宅小區(qū)電動(dòng)汽車的保有量，有望在未來幾年達(dá)到小區(qū)車輛的10%至20%。由此帶來的電動(dòng)汽車無序充電會(huì)威脅小區(qū)的用電安全，甚至損壞小區(qū)的配電設(shè)施。本文以未來幾年內(nèi)可能發(fā)生的情形為背景，根據(jù)課題的實(shí)際要求提出了整體設(shè)計(jì)方案和原理框圖。接著從軟件和硬件設(shè)計(jì)兩方面對(duì)系設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。在軟件方面，以對(duì)時(shí)間分區(qū)為思想，闡述了程序流程圖。在硬件方面，以STC89C51及STC12C5616AD單片機(jī)為核心，綜合考慮了空間分部的實(shí)際情形，用簡單的微縮模型模擬小區(qū)的實(shí)際情況，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了整合。經(jīng)過調(diào)試后，通過有序的控制達(dá)到了既保證電動(dòng)汽車充電又保障小區(qū)用電安全的目標(biāo)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義及實(shí)用價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 當(dāng)前的能源發(fā)展形勢(shì)下，電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生，而規(guī)?；碾妱?dòng)汽車充電如何控制是其發(fā)展推廣的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 此作品，主要是為了通過評(píng)估規(guī)?；妱?dòng)汽車有序充電對(duì)電網(wǎng)的影響，提出電動(dòng)汽車有序充電控制策略，研發(fā)出有序充電控制器。 作品的基本思路：由于電網(wǎng)的覆蓋面極廣，而我們從宏觀上把握難以做到面面俱到，就選擇小區(qū)這個(gè)局部單位作為研究對(duì)象。具體思路為，首先，通過長期調(diào)研和搜集信息，獲取當(dāng)前電動(dòng)汽車未推廣的條件下用戶的用電信息以及電動(dòng)汽車的各項(xiàng)參數(shù)，包括充電功率，時(shí)間，出行規(guī)律等。然后根據(jù)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，建立模型，在兼顧電網(wǎng)負(fù)荷和用戶需求的前提下進(jìn)行排序，從中得出不同時(shí)間段最佳的允許充電額度。最后利用計(jì)算機(jī)編程，設(shè)計(jì)出一個(gè)小區(qū)有序充電的控制系統(tǒng)。 本套設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于，相對(duì)現(xiàn)有的充電模式，我們實(shí)現(xiàn)了充電的有序性，改變了電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊的情況。并能根據(jù)用戶需求，自動(dòng)進(jìn)行充電時(shí)間等參數(shù)的設(shè)置。 在整套設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵點(diǎn)在于： 數(shù)學(xué)分析過程；如何把用電量，充電時(shí)長、功率，出行時(shí)間，峰谷電價(jià)等兼顧，建立出數(shù)學(xué)的分析方法，求出各時(shí)間段允許充電負(fù)荷，進(jìn)而提出有效方案。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程：怎么根據(jù)已知量設(shè)計(jì)出車輛到達(dá)時(shí)的工作流程，并用單片機(jī)進(jìn)行簡單模擬。 主要技術(shù)指標(biāo)：1.用戶出行時(shí)間需求得到滿足的比例 2.電網(wǎng)負(fù)荷的波動(dòng)范圍 3.峰谷電價(jià)的前提下，小區(qū)用戶平均電價(jià)最低化
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 充電汽車現(xiàn)有的充電模式下，只是單純的用戶接入電網(wǎng)就開始充電，這樣很容易形成局部時(shí)間段內(nèi)電網(wǎng)負(fù)荷過大，甚至出現(xiàn)“峰上加峰”的現(xiàn)象。這樣一來，對(duì)于電網(wǎng)的沖擊是可想而知的。 而我們的設(shè)計(jì)中，相對(duì)現(xiàn)有的充電模式，我們實(shí)現(xiàn)了充電的有序性，不僅改變了電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊的情況，而且能根據(jù)用戶需求，峰谷電價(jià)，自動(dòng)進(jìn)行充電時(shí)間等參數(shù)的設(shè)置，做到既能不對(duì)電網(wǎng)過度沖擊，又能讓用戶平均電價(jià)盡量低，而且還可能在現(xiàn)在的用電低谷將多余的發(fā)電量充分利用，減少棄電，達(dá)到節(jié)能的目的。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 院校評(píng)比獲得通過
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室模型基本完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 硬件模型展示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 電動(dòng)汽車普及后，在有較為普遍充電設(shè)施的前提下。這套系統(tǒng)可以嵌入到充電樁中，以小區(qū)或是類似的區(qū)域?yàn)閱挝唬瑢?shí)現(xiàn)有序充電。而若各個(gè)區(qū)域的電動(dòng)汽車充電環(huán)節(jié)都能進(jìn)行有序充電。對(duì)電網(wǎng)造成的宏觀影響是很可觀的。 而我相信，隨著電動(dòng)汽車的不斷推廣，有序充電系統(tǒng)完全符合電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)，并契合智能電網(wǎng)的主題，必然有著廣闊的市場前景。而且，其中對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來的間接效應(yīng)無論是從經(jīng)濟(jì)上還是從能源上都是一筆可貴的財(cái)富。
同類課題研究水平概述
- 在我們的調(diào)研過程中，通過翻閱期刊文獻(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)檢索等方式來了解這個(gè)課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。然而我們得到的結(jié)論是：電動(dòng)汽車這個(gè)領(lǐng)域是一個(gè)比較新的領(lǐng)域，也是比較熱門的話題。雖然有序充電這個(gè)解決方案已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。但是其發(fā)展?fàn)顩r多是只處于研究過程，鮮有成型的作品發(fā)表?，F(xiàn)有的發(fā)表的作品中，大多是理論分析為主，通過收集的數(shù)據(jù)從理論上進(jìn)行了有序充電和無序充電的對(duì)比，一定程度上說明了其對(duì)電網(wǎng)的影響，如：IEEE上的《Load Model for Prediction of Electric Vehicle Charging Demand》。但是我們并沒有看到實(shí)際的解決方案，更不用說模型。 而我們作品的獨(dú)特之處就在于，我們以小區(qū)為研究對(duì)象，減小了限制因素。并且不僅從理論上分析了有序充電的重要性，還依據(jù)“削峰填谷”“時(shí)空分段”“以人為本”等原則，通過數(shù)學(xué)模型和流程構(gòu)想，設(shè)計(jì)出了解決方案，并能借助單片機(jī)構(gòu)建簡單模型。與當(dāng)前同類課題發(fā)展情況相比較更有實(shí)用價(jià)值和先進(jìn)性。當(dāng)然，我們?cè)诩?xì)節(jié)參數(shù)及硬件的規(guī)模上還有著亟待完善的部分。但我相信我們最終能將作品做的更好。
