一种电动汽车充电站处的电能质量监测及报警装置的制作方法

本实用新型涉及电能质量监测领域，特别是一种电动汽车充电站处的电能质量监测及报警装置。

背景技术：

现有的电动汽车技术虽然处于小规模试运行阶段，但是随着电动汽车的大规模发展，考虑到人们作息的时间规律，充电负荷将会如同现在的出行高峰一样，会出现一个明显的晚高峰。

充电负荷增长与电动汽车的类型与规模是直接相关的，随着电动汽车大规模接入直流配电网，可能导致直流配电网的电压闪络、电压偏差、电压暂降暂升，严重时甚至会造成系统崩溃。从而致使线路损坏、电容器烧坏、直流断路器或继电器误动、负荷烧毁等设备端故障。

另外，由电动汽车大规模接入直流配电网产生的电能质量污染还会影响直流配电网正常运行、周边电动汽车蓄电池以及其他负荷，会导致充入电动汽车蓄电池的电能质量受到影响，导致蓄电池的使用寿命严重缩减。而现行的电能质量治理系统仍存在针对的对象单一，治理效率低下，且治理的自动化程度低，多数情况还需要人工调节治理。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够自主分析判断电动汽车充电站处的电能质量数据，并自动采取相应的处理方法的装置。

本实用新型采用的技术方案是这样的：包括监测电路、信号采集电路、数据分析处理主站、指令传输电路以及报警装置。

所述监测电路与充电桩具有信号连接，用于采集反映充电桩的电能质量的信号；

信号采集电路与监测电路具有信号连接，用于将监测电路输出的信号转换为数字信号；

数据分析处理主站与信号采集电路具有信号连接，用于将所述数字信号与设定阈值比较，当数字信号低于设定阈值时输出报警信号；

指令传输电路与数据分析处理主站具有信号连接，用于接收所述报警信号并传输给报警装置；

所述报警装置用于在报警信号的控制下发出报警。

进一步，所述监测电路还用于采集反映充电车次的信号。

进一步，所述数据分析处理主站还通过通讯网络与电能质量在线监测终端具有信号连接，用于将所述信号采集电路输出的数字信号发送给电能质量在线监测终端。

进一步，所述电能质量在线监测终端用于接收工作人员输入的指令，并将所述指令通过通讯网络传输给数据分析处理主站。

进一步，所述数据分析处理主站还用于将所述指令通过指令传输电路传输给报警装置。

进一步，所述报警装置还用于根据所述指令发出报警。

进一步，所述数据分析处理主站还与存储器连接，用于将所述数字信号保存到存储器中。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型能实现对其所在区域直流配电网的电能质量的实时监测与治理，能自主分析配电网的电能质量数据，并自动进行处理，减少了人工操作，提高了电能质量治理效率和配电网自动化程度。

2.本实用新型还能兼容工作人员的对电能质量的治理指令，起到自动化、人工双重保险的效果。

3.本是实用新型的使用能有效减少质量不佳的电能输入电动汽车以及一系列负荷，更加有效的保护了电动汽车蓄电池以及其他负荷，延长了它们的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一个具体实施例的电路原理框图。

图2是本实用新型一个应用实施例中原理框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

第一实施例

本实施例包括监测电路、信号采集电路、数据分析处理主站、指令传输电路以及报警装置。

所述监测电路与充电桩具有信号连接，用于采集反映充电桩的电能质量的信号。监测电路包含电能质量传感器，本实施例采用的电能测量芯片型号为CS5463。在其他实施例中，监测电路包含电压传感器及电流传感器，根据这两类传感器的输出也可以得到反映电能 质量的信号，例如将电流与电压相乘得到电功率信号。

信号采集电路与监测电路具有信号连接，用于将监测电路输出的信号转换为数字信号。本实施例中信号采集电路包括AD转换电路。

数据分析处理主站与信号采集电路具有信号连接，用于将所述数字信号与设定阈值比较，当数字信号低于设定阈值时输出报警信号。

本实施例中，数据分析处理主站包括比较器及单片机，比较器用于将数字信号与设定阈值比较。单片机用于控制数字信号传输给指令传输电路。在其他实施例中，数据分析处理主站可直接由单片机等智能芯片实现，这样的实施例中采用数字信号处理方式实现数字信号与设定阈值比较，同时单片机还用于控制数字信号的传输，由于比较指令是智能芯片通用的指令，因此本实用新型中的单片机并不包含软件改进。本实例采用的数据分析处理主站包括STM32F103单片机和其他微处理器，其优点是运行速度快、性价比高、配置丰富灵活、功耗低等。

指令传输电路与数据分析处理主站具有信号连接，用于接收所述报警信号并传输给报警装置。指令传输电路可以用串口通信电路等实现。

所述报警装置用于在报警信号的控制下发出报警。例如，当反映电能质量的信号低于设定值时，报警信号控制报警装置发出报警。

第二实施例

本实施例在第一实施例的基础上进一步完善，其监测电路还用于采集充电车次的信号，来判断各区域的车流量。例如，采集充电桩的充电次数。

反映充电车次的信号经过信号采集电路达到数据分析处理主站。

第三实施例

本实施例进一步增加了与数据分析处理主站连接的存储器，用于接收并保存存储数据分析处理主站传输过来的所述数字信号。

第四实施例

本实施例增加了通讯网络及电能质量在线监测终端，如图1。数据分析处理主站通过通讯网络与电能质量在线监测终端具有信号连接，用于将所述信号采集电路输出的数字信号发送给电能质量在线监测终端。

电能质量在线监测终端一般设置于主控室中，其将接收到的数据进行显示，工作人员可以了解充电站的电能质量及充电车流量。

当工人人员认为充电站的电能质量较低而报警装置还未自动报警时，则可通过电能 质量在线监测终端输入工作人员的指令，并将所述指令通过通讯网络传输给数据分析处理主站。

数据分析处理主站将所述指令通过指令传输电路传输给报警装置，所述报警装置还用于根据所述指令发出报警。

本实施例中，通讯网络可以是4G网络或互联网等。电能质量在线监测终端可以是具有输入设备的工作PC机。

图2展示的是本实用新型的应用场景，其展示的是一个400V柔性直流配电网拓扑结构。

现在市场上家用电动汽车电压多为330V、380V左右，可直接接入400V直流配电网进行快速充电，但目前的快速充电技术依然会有损蓄电池寿命，故一般情况下可以选择将DC400V电压通过换流器输出75V、48V、24V、12V、等系列低电压供电动汽车和其他直流负荷使用。

本实用新型装置的信号输入端(监测电路的检测端)与网络中的充电桩连接，然后按照上述原理自动监测电能质量及车流量，当电能质量较低时则发出报警。充电站的工作人员听到报警提示后随即控制电动汽车的接入，从而实现对该区域电能质量的有效治理，同时工作人员可以参考本实用新型提供的充电车次数据，对接入的车辆进行有效控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。