日前,由国网山东省电力公司电力科学研究院承担的国网科技项目“电动汽车充换电设施运行效能提升的关键技术研究”召开了启动会。这是该院有效提升电动汽车充换电设施运行效能,保障充换电服务网络经济稳定运行,助力绿色电网建设的最新举措。
“从2009年开始,我们就持续投入科研力量,致力于电动汽车充换储放技术及其运营集中管理的研究,经历了这么多年的励精图治,在此领域也算取得了一系列丰硕成果。”国网山东电科院副院长慕世友深有感触地说。
高效稳定 充电桩设备得到广泛应用
2011年12月,山东省科技厅批准设立了“山东省电动汽车能源供给工程技术研究中心”,该中心设在国网山东电科院鲁能智能公司。该中心围绕电动汽车的规模化应用和电动汽车充换电站建设,开展电动汽车能源供给技术实用化研究和产业化推广;作为电动汽车大规模智能用电平台以及电动汽车充电设施关键设备检验技术平台,进行电动汽车充电设施的专业测试评估、故障监测及相关新技术的研究。该中心负责人慕世友介绍说,“根据现有技术积累和已有产品研发方向,我们主要对直流整车充电机、交流充电桩、电动汽车充换电站监控系统等产品进行产业化推广,设计不同类型电动汽车的能源供给模式,促进我国电动汽车能源供给技术和服务网络的建设与发展。”
2011年11月16日,该中心研发的“基于国网公司新标准的智能电动汽车充电桩”科技成果经鉴定达到国际先进水平。该项目研制的智能电动汽车交流和直流充电桩,采用非接触式智能卡识别和计费,具备定电量、定金额、定时间、自动充满四种充电模式,满足充换电服务网络对充电桩的要求。充电桩外壳抗冲击、耐腐蚀,通风、散热和电磁兼容性能能够适应各种充电环境,达到IP54防护等级的要求。采用充电接口防触电电磁闭锁设计和充电全程视频监控技术,保证室外分散充电桩使用的安全性。实现了以太网组网和GPRS无线组网功能,适应不同应用条件下的组网需求。
据统计,截至2013年年底,该院智能公司共参与近40座充换电站项目建设工作,提供了约150套充换电设备以及近1500台交流充电桩,产品在山东、湖北、山西、上海、天津、安徽、河南、甘肃、江西、宁夏等地均有应用,并得到用户的一致好评。
智能公司2010年7月以EPC方式完成焦庄充换电站建设;2012年10月完成新一代的一步式换电机器系统研发并成功在山西五台山换电站投入运行;2012年12月完成国网首个实际运营的日照万平口一体化充电站建设(设备部分);2013年成功中标蒙东、湖南运营监控系统,其实施均进入现场调试阶段,其中湖南项目在国网20多个同类项目组中率先安装成功加密机系统,率先测试、成功部署了最新应用程序,按国网验收标准提前上线试运行。在近期2014年4月国网一批电动汽车充换电设备招标过程中,该公司又成功中标天津换电,淄博、青岛充电,甘肃运营监控系统等项目,业务发展前景广阔。
智能互动 集中管理系统提供信息化支撑
随着电动汽车技术的不断,该中心不满足于设备的研发,他们把目光投向了如何集中管理。“2009年5月,我们启动了‘电动汽车充放电站集中管理系统’的研究,技术人员基于‘分级部署,多级应用’的建设模式,按照省级运营管理、区域级调度调配、站级运行监控的业务划分,研制了车载智能终端、虚拟电站分布式数传设备、车载直流计量装置、充换电站监控系统、充放电站集中管理系统,构建了充放电站集中运营管理系统,并成功进行了工程化示范应用,实现了一体化调度和广域范围内充换电服务网络的集约运营。”技术人员李健祥如是说。
2011年11月16日,“电动汽车充放电站集中管理系统”科技成果经鉴定整体达到国际先进水平。该项目针对充换电服务网络大规模分布式在线监测的需求,构建了监控云,可满足充换电服务网络高并发接入和系统容量平滑扩充的要求。保证了动力电池箱性能的一致性,提高了动力电池的寿命,提升了动力电池箱的周转利用效率。建立了动力电池能效分析体系,为电动汽车计量计费模式的创新做了有益探索。在上述研究工作的基础上,形成了《电动汽车智能充换电服务网络技术规范》等7项技术规范。
电动汽车充放电站集中管理系统是电动汽车能源供给网络的智能化、实时化、互动化的信息化支撑系统,智能公司已在国网临沂供电公司、国网济南供电公司完成区域中心的建设,依托上述分中心在山东省电力公司建立了山东省充换电服务网络运营管理系统,建立了技术研究监控中心,系统的建设和运营得到电力行业、电动汽车制造商、公交行业、普通个人用户的一致好评。截止目前,该项目已获得软件着作权6项,申请专利46项,发表论文13篇。
监控调度 提供高效经济充电调度方案
在电动汽车技术研究领域,国网山东电科院的研发团队从来没有过丝毫懈怠,2011年3月,他们启动了“电动汽车充放电站能源转换系统及集中监控”研究,根据电动汽车行业发展的需要,开发出了电动汽车智能充电装置,同时提出一套用于监控多个电动汽车充电站运行状况的集中式监控方案,可监测各电动汽车充电站的负荷、谐波等关键运行参数,进行集中管理。
2013年12月31日,“电动汽车充放电站能源转换系统及集中监控”科技成果经鉴定达到了国际先进水平。该项目可根据电网的峰谷状况对不同等级的电动汽车充电站的负荷指标采取不同的调控措施,为各分散的充电站提供高效、经济的充电调度方案;同时通过积累电动汽车充电站在平衡电网用电的峰谷过程中的各种运行数据,形成电动汽车充电站在智能电网中的大规模运行的智能化协调调度方案。目前,该项目已申请专利15项,获得授权13项,发表EI及核心期刊学术论文8篇。智能公司已将该成果应用于临沂焦庄充换电站、日照万平口电动汽车充电站及济南英贤站。
最近,该院又与与中国电科院等单位密切合作、共同申报并获得立项国网公司重点科技项目“电动汽车充换电设施运行效能提升的关键技术研究”,从电动汽车充换电设施、充换电站、充换电网络3个层次开展能效提升研究,计划与2015年年底结题。该项目针对国家电网公司现有电动汽车充换电设施运营管理需求,将突破低温条件下电动汽车动力电池优化运行、电动汽车充电设备运行效能提升、充换电站优化运行等关键技术,有效提升公司电动汽车充换电设施运行效能,实现电动汽车充换电服务网络对电网的有序调峰,保障公司充换电服务网络经济稳定运行。
今后国网山东电科院将继续着力于提高电动汽车充换电服务及设施领域关键技术,提升充换电服务能力,提高运营效率,提升用户对电动汽车需求的舒适度,提高充换电设施的可靠性,推动电动汽车普及及产业化,推进交通领域电能替代传统石化能源的发展进程,使之成为城市节能减排和环境保护的关键技术之一。
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