一种功率可调控的交流充电桩系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种功率可调控的交流充电桩系统，包括配电变压器监测终端和多台交流充电桩，其技术特点是：多台交流充电桩通过ZigBee网络连接在一起并通过电力载波方式与配电变压器监测终端相连接。本实用新型专利技术设计合理，其将交流充电桩与配电变压器监测终端通过电力线载波方式连接在一起，各个交流充电桩能够接收配电变压器监测终端的变压器负荷数据，自动调节输出功率，其性能稳定、安全可靠；其将同一变压器供电的交流充电桩进行智能组网，无需其它控制或数据终端设备即可共同合理调节输出功率，其使用维护方便。

A power adjustable AC charging pile system

The utility model relates to a power adjustable AC charging system, including power distribution transformer monitoring terminal and multiple AC charging pile, which is characterized in that a plurality of alternating current charging pile connected together through the power line carrier and distribution transformer monitoring terminal through ZigBee network connection. The utility model has the advantages of reasonable design, the AC charging and power distribution transformer monitoring terminal through the power line carrier connected together, each capable of receiving AC charging monitoring terminal of the distribution transformer load data, automatically adjust the output power, its performance is stable, safe and reliable; it will be the same power supply transformer intelligent AC charging network, without any control or data terminal equipment can be shared reasonably adjust the output power, the use of easy maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种功率可调控的交流充电桩系统
本技术属于充电桩
，尤其是一种功率可调控的交流充电桩系统。
技术介绍
目前，国家正在加快建设居民区电动汽车充电基础设施。大力推进居民区充电桩建设，有助于私人使用新能源汽车，调动私人购买新能源汽车的积极性，促进新能源汽车在私人领域车辆销售。但是，随着电动汽车保有量和交流充电桩的增加，一些居民区的配电变压器在用电高峰期会出现过负荷运行的情况，存在重大安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、性能稳定且安全可靠的功率可调控的交流充电桩系统。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种功率可调控的交流充电桩系统，包括配电变压器监测终端和多台交流充电桩，多台交流充电桩通过ZigBee网络连接在一起并通过电力载波方式与配电变压器监测终端相连接。所述配电变压器监测终端由主控单元、配变电源负荷采样单元和电力线载波单元构成，所述主控单元与配变电源负荷采样单元相连接对配电变压器的负荷情况进行采样，所述电力线载波单元由载波耦合电路、信号发送电路、滤波接收单元、电力线载波扩频单元构成，所述信号发送电路由信号功率放大电路和输出功率控制电路构成，所述滤波接收单元由接收滤波电路和解调电路构成，所述输出功率控制电路输入端与主控单元相连接，输出功率控制电路的输出端与信号功率放大电路相连接，所述信号功率放大电路的另一输入端与电力线载波扩频单元相连接，该信号功率放大电路的输出端与载波耦合电路相连接，该载波耦合电路分别与电力线及载波接收单元相连接，该载波接收单元的输出端与主控单元相连接。所述交流充电桩包括一台协调者交流充电桩和多台终端交流充电桩。所述协调者交流充电桩包括监控主板、人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块、PLC载波接口和ZigBee无线模块，所述监控主板分别与人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块、PLC载波接口和ZigBee无线模块相连接；所述监控主板包括ARM主处理器和PWM控制发生器，ARM主控制器通过PWM控制发生器与充电端子相连接。所述终端交流充电桩包括监控主板、人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块和ZigBee无线模块，所述监控主板分别与人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块和ZigBee无线模块相连接；所述监控主板包括ARM主处理器和PWM控制发生器，ARM主控制器通过PWM控制发生器与充电端子相连接。所述PWM控制发生器包括计数器、数据比较器、分频系数寄存器和占空比寄存器，分频系数寄存器和占空比寄存器的输入控制端与ARM主处理器相连接，该分频系数寄存器输入端与时钟信号相连接，该分频系数寄存器输出端与计数器相连接，计数器的输出端及占空比寄存器的输出端连接数据比较器，数据比较器的输出端输出PWM信号。所述PWM控制发生器由FPGA来实现。所述多台交流充电桩通过ZigBee网络连接在一起构成的网络为星型网络结构，该ZigBee网络的中心为协调者交流充电桩，该ZigBee网络的终端为终端交流充电桩。本技术的优点和积极效果是：1、本技术是一种面向配电变压器负荷的智能电动汽车非车载充电桩系统，其充分借鉴了先进的交流充电桩设计理念和变电站综合自动化系统保护的设计思想，应用可靠电力线载波通讯技术和嵌入式控制技术，融合无线局域网科技，以未来智能电网应用为可持续发展目标设计的，是目前先进的电动汽车非车载充电方式的优良解决方案，本技术将交流充电桩与配电变压器监测终端通过电力线载波方式连接在一起，各个交流充电桩能够接收配电变压器监测终端的变压器负荷数据，自动调节输出功率，其性能稳定、安全可靠。2、本技术采用面向配电变压器的分布式结构，由交流充电桩和配电变压器监测终端组成，交流充电桩无需通信线与配电变压器监测连接，与传统交流充电桩相比，实现了根据变压器实时负荷而智能调控交流充电桩的输出功率，而且面向同一变压器的交流充电桩通过功率增强的符合IEEE802.15.4a标准的ZigBee无线通讯智能组网，无需其它控制或数据终端设备，联网的交流充电桩即可根据为其供电的配电变压器运行数据以及每台交流充电桩的实际情况，对每台交流充电桩输出功率进行合理的优化调节，有效解决了配电网变压器过负荷的问题，提升了电网的可靠性。附图说明图1为本技术的系统连接关系图；图2为配电变压器监测终端的电路方框图；图3为交流充电桩的电路方框图；图4为充电桩ZigBee组网模式拓扑图；图5为PWM控制器的电路方框图；图6为PWM信号时序波形图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述：一种功率可调控的交流充电桩系统，如图1所示，包括配电变压器监测终端和多台交流充电桩，其中，为多台交流充电桩供电的配电变压器只需一部监测终端，该监测终端利用低压配电线(即为交流充电桩供电的电源线)作为信息传输媒介，通过载波方式将配电变压器的运行负荷等数据传送给ZigBee网络的其中一台交流充电桩，该交流充电桩被设定为ZigBee网络拓扑中的协调者交流充电桩，其它交流充电桩作为终端交流充电桩并将自身的运行数据通过ZigBee网络传送至协调者交流充电桩，协调者交流充电桩根据配电变压器实时数据和充电桩的运行数据，计算出每台充电桩的适当的输出功率数据，并将数据下传至每台终端交流充电桩，然后充电桩根据数据产生相应的PWM信号，从而控制充电桩的实际输出功率。如图2所示，配电变压器监测终端由主控单元、配变电源负荷采样单元和电力线载波单元三部分组成，主控单元分别与配变电源负荷采样单元和电力线载波单元相连接。配变电源负荷采样单元负责对配电变压器的负荷情况进行采样，并将采样数据通过内部数据总线传送至主控单元，主控单元控制电力线载波单元，然后通过电力线载波单元发送与接收数据。电力线载波单元由载波耦合电路、信号发送电路、滤波接收单元、电力线载波扩频单元组成，所述信号发送电路由信号功率放大电路和输出功率控制电路构成，所述滤波接收单元由接收滤波电路和解调电路构成，所述输出功率控制电路输入端与主控单元相连接，其输出端与信号功率放大电路相连接，所述信号功率放大电路的另一输入端与电力线载波扩频单元相连接，该信号功率放大电路的输出端与载波耦合电路相连接，该载波耦合电路分别与电力线及载波接收单元相连接，该载波接收单元的输出端与主控单元相连接。如图3所示，交流充电桩包括监控主板、人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块、PLC载波接口和ZigBee无线模块。监控主板通过嵌入式视频处理模块与CF卡、摄像头及4G通讯模块相连接，该监控主板与计量保护装置、充电端子、PLC载波接口、ZigBee无线模块、人机交互装置、GPS模块相连接，其中人机交互装置包括液晶显示器、防水键盘、读卡器、打印机及振动传感器等，计量保护装置包括连接在一起的防雷器、漏电保护器、电能表和接触器。其中，PLC载波接口为选配组件，在ZigBee网络中的交流充电桩只需一台充电桩具备此单元，安装PLC载波接口的交流充电桩为协调者交流充电桩，未安装PLC载波接口的交流充电桩为终端交流充电桩。PLC载波接口从配电线路上接收配电变压器监测终端发送的变压器负荷载波数据，ZigBe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率可调控的交流充电桩系统，包括配电变压器监测终端和多台交流充电桩，其特征在于：多台交流充电桩通过ZigBee网络连接在一起并通过电力载波方式与配电变压器监测终端相连接；所述配电变压器监测终端由主控单元、配变电源负荷采样单元和电力线载波单元构成，所述主控单元与配变电源负荷采样单元相连接对配电变压器的负荷情况进行采样，所述电力线载波单元由载波耦合电路、信号发送电路、滤波接收单元、电力线载波扩频单元构成，所述信号发送电路由信号功率放大电路和输出功率控制电路构成，所述滤波接收单元由接收滤波电路和解调电路构成，所述输出功率控制电路输入端与主控单元相连接，输出功率控制电路的输出端与信号功率放大电路相连接，所述信号功率放大电路的另一输入端与电力线载波扩频单元相连接，该信号功率放大电路的输出端与载波耦合电路相连接，该载波耦合电路分别与电力线及载波接收单元相连接，该载波接收单元的输出端与主控单元相连接。

【技术特征摘要】
1.一种功率可调控的交流充电桩系统，包括配电变压器监测终端和多台交流充电桩，其特征在于：多台交流充电桩通过ZigBee网络连接在一起并通过电力载波方式与配电变压器监测终端相连接；所述配电变压器监测终端由主控单元、配变电源负荷采样单元和电力线载波单元构成，所述主控单元与配变电源负荷采样单元相连接对配电变压器的负荷情况进行采样，所述电力线载波单元由载波耦合电路、信号发送电路、滤波接收单元、电力线载波扩频单元构成，所述信号发送电路由信号功率放大电路和输出功率控制电路构成，所述滤波接收单元由接收滤波电路和解调电路构成，所述输出功率控制电路输入端与主控单元相连接，输出功率控制电路的输出端与信号功率放大电路相连接，所述信号功率放大电路的另一输入端与电力线载波扩频单元相连接，该信号功率放大电路的输出端与载波耦合电路相连接，该载波耦合电路分别与电力线及载波接收单元相连接，该载波接收单元的输出端与主控单元相连接。2.根据权利要求1所述的一种功率可调控的交流充电桩系统，其特征在于：所述交流充电桩包括一台协调者交流充电桩和多台终端交流充电桩。3.根据权利要求2所述的一种功率可调控的交流充电桩系统，其特征在于：所述协调者交流充电桩包括监控主板、人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块、PLC载波接口和ZigBee无线模块，所述监控主板分别与人机交互装置、计量保护装置、视频监控装置、GPS模块、PLC载波接口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱赫，
申请(专利权)人：天津市三源电力设备制造有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：天津,12