电动汽车动态无线供电系统电能计量及状态监测

发布时间：2020-06-11 20:02

【摘要】：无线电能传输技术与传统接触式充电方式相比,具备高安全性,高便捷性和强环境适应性等特点,更加适用于未来自动驾驶电动车和智慧交通的发展趋势,具有巨大的研究价值和应用前景。相较于较为成熟的静态无线充电技术而言,动态无线供电技术引领电动车的革命化发展,不仅能够减少车载动力电池组使用量,而且能够最大限度提高车辆续驶里程。随着动态无线供电技术研究的不断深入,系统状态监测与人机交互的重要性与日俱增。一方面,完善的系统状态监测直接关系到系统整体运行的可靠性与稳定性以及系统性能参数记录;另一方面,良好的人机交互界面提高操作者的舒适度与体验度以及充电过程中的自动化。因此,系统状态监测与人机交互界面的研究对于动态无线供电系统的发展至关重要。首先,针对系统状态监测的系统效率、系统功率及电能计量等关键参数,分析系统偏移和速度对于关键参数的影响以及研究系统各部分功率损耗情况,明确系统状态监测的合理性与必要性。在此基础上,完成电能计量部分电路设计,主要包括工频电能计量,磁耦合机构电能计量和系统输出电能计量。针对动态无线供电系统的高频谐振特性导致的电压信号与电流信号测量困难问题,研究应用于高频电压信号和电流信号的采集与调理电路,并将其应用于系统状态监测的过压、过流保护。其次,人机交互界面主要包括地面端部分和车载端部分。通过WiFi模块将车载端电池管理系统信息传输到地面端,以便进行直观的地面人员对系统的操作。同时,系统工作信息通过WiFi模块传输到车载端,以便驾驶员查看且操作系统。最后,为验证系统状态监测与人机交互界面的合理性,在搭建的电动车动态无线供电系统上进行电能计量的静态和动态测试,实验结果表明监控系统的可靠性以及操作界面的稳定性。
【图文】：

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图 1-2 无接触式 AMR 传感器的一般操作：低频（左）和高频（右）的磁场产生印度电机工程部门政府工程学院 R.B. Sharma 等人针对于保证电力系统稳定性，提出了一种新的电压电流的同步测量技术。为了可靠的运行系统，必须能够自行或者在特殊保护方案或补救措施方案的帮助下，承受突发事件。传统的 SCADA 测量一直向系统运营商提供电力系统信息。通常采用这些测量每 4到 10 秒一次，提供电力系统行为的稳态视图。然而，对于这种大型电网的监测和控制，只有稳态信息不够。同步测量技术（广域测量）被认为是电力系统未来最重要的技术之一，由于其独特的能力与 GPS 时钟同步采样模拟电压和电流波形数据，同时还能从广泛分散的位置计算相应的频率分量[7]。美国北卡罗莱纳州 ABB 公司 M. Munday 等人介绍了计算系统中 VAR 的各种方法。在谐波存在的情况下，不同的方法导致不同的 VAR（无功功率），因此导致 PF（功率因数）值。因此，必须查看每种方法来确定哪种方法最能反映系统中发生的实际物理条件。仅使用基本量或向量求和的方法的主要缺点之一是结果是引入谐波的客户不受影响，并且该成本被扩散到基础中的其他用户。此外，客户的实际功耗（包括非理想条件）并不反映在计算中。这些意见早已得到认可。当需要精确的具有失真波形的负载的伏安测量时，“真有效值

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提出了一种新的电压电流的同步测量技术。为了可靠的运行系统，必须自行或者在特殊保护方案或补救措施方案的帮助下，，承受突发事件。传统CADA 测量一直向系统运营商提供电力系统信息。通常采用这些测量每 0 秒一次，提供电力系统行为的稳态视图。然而，对于这种大型电网的监控制，只有稳态信息不够。同步测量技术（广域测量）被认为是电力系统最重要的技术之一，由于其独特的能力与 GPS 时钟同步采样模拟电压和波形数据，同时还能从广泛分散的位置计算相应的频率分量[7]。美国北卡罗莱纳州 ABB 公司 M. Munday 等人介绍了计算系统中 VAR 的方法。在谐波存在的情况下，不同的方法导致不同的 VAR（无功功率），导致 PF（功率因数）值。因此，必须查看每种方法来确定哪种方法最能系统中发生的实际物理条件。仅使用基本量或向量求和的方法的主要缺点是结果是引入谐波的客户不受影响，并且该成本被扩散到基础中的其他用此外，客户的实际功耗（包括非理想条件）并不反映在计算中。这些意见得到认可。当需要精确的具有失真波形的负载的伏安测量时，“真有效值很重要”，并且当电压，功率因数或不平衡负载存在时，“算术求和导致比求和更精确的测量[8]。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】