一种电动汽车与电网互动模拟负载系统及其电气保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车与电网互动模拟负载系统，包括电池系统、双向AC/DC模块、并网控制保护模块和监控终端；电池系统包括电池以及与电池连接的电池管理系统，监控终端分别与电池管理系统、双向AC/DC模块和并网控制保护模块连接，电池管理系统还与双向AC/DC模块连接，双向AC/DC模块通过断路器与电网连接，双向AC/DC模块还与并网控制保护模块连接，并网控制保护模块通过断路器与电网连接。同时也公开了该系统的电气保护方法。本发明专利技术解决了模拟负载工作过程中设备自身的电气安全问题和接入电网时的并网安全问题，提高设备自身的安全性。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种电动汽车与电网互动模拟负载系统及其电气保护方法，属于电动汽车与电网互动领域。

技术介绍

V2G(VehicletoGrid)理论就是电动汽车充电站与电网之间能量的双向流动即电动汽车作为移动储能元件在受控状态下实现与电网之间能量和信息的双向交换。V2G技术可以实现功率因数校正、能量双向流动，这不但可以滤除谐波污染，还可以提高电网的稳定性和可靠性。电动汽车的发展使电池储能方式得到了快速的发展。目前基于V2G的充放电设施还存在安全可靠性低，功能单一，价格较高等问题。

技术实现思路

为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动汽车与电网互动模拟负载系统及其电气保护方法。
为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
一种电动汽车与电网互动模拟负载系统，包括电池系统、双向AC/DC模块、并网控制保护模块和监控终端；所述电池系统包括电池以及与电池连接的电池管理系统，所述监控终端分别与电池管理系统、双向AC/DC模块和并网控制保护模块连接，所述电池管理系统还与双向AC/DC模块连接，所述双向AC/DC模块通过断路器与电网连接，所述双向AC/DC模块还与并网控制保护模块连接，所述并网控制保护模块通过断路器与电网连接。
一种电动汽车与电网互动模拟负载系统的电气保护方法的电气保护方法，包括以下步骤，
步骤1，电池管理系统对充电总电流和SOC状况进行测量，并将测量值发送给监控终端；
步骤2，监控终端判断充电总电流是否超过预设的过流保护阈值，如果是，判定为内部故障，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，退出流程；否则转至步骤3；
步骤3，监控终端判断SOC状况是否超过预设的SOC工作区间，如果是，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，退出流程；否则转至步骤4；
步骤4，双向AC/DC模块对输入的三相电压进行测量，并将测量值发送给监控终端；
步骤5，监控终端测量单相功率的大小，判断三相电压是否发送畸变，如果是，则转至步骤6，否则进行外部保护，即监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，并发出孤岛信号，退出流程；
步骤6，判断是否采用复合电压起动过电流保护，如果是，则转至步骤7，否则退出流程；
步骤7，判断是否出现电流突变或者负序地电流，如果是，并网控制保护模块电压互感器断线，退出流程；否则转至步骤8；
步骤8，判断是否出现有功功率减小或者超限，如果是，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，并发出孤岛信号。
跳闸命令延时若干秒后发出。
本专利技术所达到的有益效果：本专利技术解决了模拟负载工作过程中设备自身的电气安全问题和接入电网时的并网安全问题，提高设备自身的安全性，同时，对电池SOC状态的监控有利于提高电池的寿命，有利于V2G过程中储能系统的推广应用。
附图说明
图1为V2G模拟负载系统框图。
图2为电气保护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
如图1所示，一种电动汽车与电网互动模拟负载系统，包括电池系统（PACK）、双向AC/DC模块、并网控制保护模块和监控终端；其中，电池系统包括电池以及与电池连接的电池管理系统（BMS），并网控制保护模块主要负责过流保护、过压保护和孤岛保护。
各部件连接关系如下：
监控终端分别与电池管理系统、双向AC/DC模块和并网控制保护模块连接，电池管理系统还与双向AC/DC模块连接，双向AC/DC模块通过断路器与电网连接，双向AC/DC模块还与并网控制保护模块连接，并网控制保护模块通过断路器与电网连接。
上述系统的电气保护方法，具体如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，电池管理系统对充电总电流和SOC状况进行测量，并将测量值发送给监控终端。
步骤2，监控终端判断充电总电流是否超过预设的过流保护阈值，如果是，判定为内部故障，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，退出流程；否则转至步骤3。
步骤3，监控终端判断SOC状况是否超过预设的SOC工作区间，如果是，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，退出流程；否则转至步骤4。
步骤4，双向AC/DC模块对输入的三相电压进行测量，并将测量值发送给监控终端。
步骤5，监控终端测量单相功率的大小，判断三相电压是否发送畸变，如果是，则转至步骤6，否则进行外部保护，即监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，并发出孤岛信号，退出流程。
步骤6，判断是否采用复合电压起动过电流保护，如果是，则转至步骤7，否则退出流程。
步骤7，判断是否出现电流突变或者负序地电流，如果是，并网控制保护模块电压互感器断线，退出流程；否则转至步骤8。
步骤8，判断是否出现有功功率减小或者超限，如果是，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，并发出孤岛信号。
上述电气保护过程中，跳闸命令延时若干秒后发出，避免保护误动作，出现内、外部故障时会发出告警。
本专利技术解决了模拟负载工作过程中设备自身的电气安全问题和接入电网时的并网安全问题，提高设备自身的安全性，同时，对电池SOC状态的监控有利于提高电池的寿命，有利于V2G过程中储能系统的推广应用。
以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】
一种电动汽车与电网互动模拟负载系统，其特征在于：包括电池系统、双向AC/DC模块、并网控制保护模块和监控终端；所述电池系统包括电池以及与电池连接的电池管理系统，所述监控终端分别与电池管理系统、双向AC/DC模块和并网控制保护模块连接，所述电池管理系统还与双向AC/DC模块连接，所述双向AC/DC模块通过断路器与电网连接，所述双向AC/DC模块还与并网控制保护模块连接，所述并网控制保护模块通过断路器与电网连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车与电网互动模拟负载系统，其特征在于：包括电池系统、双向AC/DC模块、并网控制保护模块和监控终端；
所述电池系统包括电池以及与电池连接的电池管理系统，所述监控终端分别与电池管理系统、双向AC/DC模块和并网控制保护模块连接，所述电池管理系统还与双向AC/DC模块连接，所述双向AC/DC模块通过断路器与电网连接，所述双向AC/DC模块还与并网控制保护模块连接，所述并网控制保护模块通过断路器与电网连接。
2.基于权利要求1所述的一种电动汽车与电网互动模拟负载系统的电气保护方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1，电池管理系统对充电总电流和SOC状况进行测量，并将测量值发送给监控终端；
步骤2，监控终端判断充电总电流是否超过预设的过流保护阈值，如果是，判定为内部故障，监控终端向并网保护模块发出跳闸命令，切断断路器，退出流程；否则转至步骤3；
步骤3，监控终端判断SOC状况是否超过...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺一之，赵明宇，储毅，张卫国，庞松岭，林道鸿，谢振超，邓育强，李香龙，刘秀兰，曾爽，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司，国电南瑞科技股份有限公司，国网北京市电力公司，南京南瑞集团公司，国家电网公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32