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全球变暖和有限的化石燃料资源正在促使各国建立环保的能量系统。在过去数年间,利用再生能源建立起来的智能电网越来越重要,正在为绿色能量供应铺平道路。利用风和太阳等无限的自然资源发电,在全天不同时段的发电量是不固定的。不断变化的电力输出必须与同样在全天不断变化的电力需求相符。电网连通着大量分布式能量存储系统。固态变压器、可控局部电网变压器和固定式电池等新设备可帮助确保稳定的能量供应,但需要得到控制。这就是现代供电系统必须事先智能化的理由。这意味着用于发电、能耗控制和储存的各系统组件必须是同一通信网络的一部分。该网络则由一个中央控制单元(SCADA 系统)监控,记录整个能量系统的任何变化并通过调节能量供应和消耗来做出响应。智能电网的主要目标是提高效率、节约资源、降低排放和随时确保充足的能量供应。

车辆到电网

随着电动驱动业的持续发展,在再生电力系统必须应对的波动面前,电动车正日益成为极具前景的解决方案。车载电池可用作移动储存系统,在电网需要更多电力供应或有额外电力可供先行储存以待之后使用时,可连通电网,这就是所谓的“车辆到电网”(V2G)。

智能住宅和车辆到家庭

“智能住宅”是未来能量概念环境中常用的另一个术语。与“智能电网”类似,它是指配备了发电、管理、能耗控制和储存组件的住宅。智能住宅的能量系统仍与电网连接,但在某个时段内能够自动运转。而且,电动车可以连通该系统,按需按需满足额外的电力需求(“车辆到家庭”,V2H)。

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dSPACE 率先开发能量控制技术解决方案,支持环保能量系统开发。无论您是需要开发适用于中央控制单元或适用于监控和数据采集 (SCADA) 系统的控制算法方面的支持,要求现成的环境、控制器或电力电子模型,还是需要在电池、电网或电力电子仿真方面提供帮助,dSPACE 都会帮助您找到适合您应用的理想解决方案。

对于环保能量概念而言,强大、创新的能量储存系统必不可少,因为这些系统可以尽可能高效地使用可变再生能源输出。供电部门最高效的储存解决方案是固定式电池储存系统,不需要进行能量转换。尽管燃料电池的根本作用仍是推进安装电池的车辆,却仍有重要用途。


电动车电池还可用作一种移动储存系统。只要有需要,电池便可连接到能量系统,在供求关系出现波动时满足额外的电力需求。此领域的最新开发着重于“智能充电”:电动车与充电站相互通信,从而优化能量交换过程和安排充电时间。

CHAdeMO、ISO 15118 和 GB/T 20234.2

电动车 (EV)(包括电池电动车 (BEV) 和插电混合动力车 (PHEV))以及电动车供电设备 (EVSE) 由大量制造商生产。同时,充电基础设施因地而异,差别很大。例如,各国充电连接器的外形可能各不相同。为了管理这种多样性,标准化是关键。CHAdeMO、ISO 15118 和 GB/T 20234.2 等多项标准规定了 EV 与 EVSE 之间的通信。这些标准不仅帮助客户轻松更换制造商,而且有助于制造商自身协调和促进各自的开发流程。

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无论是开发充电系统、燃料电池控制系统,还是电池储存系统,dSPACE 均提供适当的工具来帮助您改进开发流程。

环保能量概念视再生能量为主要能量来源。通过风力、水力和太阳能等无限自然资源发电,几乎不会产生排放。通常,智能电网和智能住宅需要安装各种再生能量设备,例如光伏和太阳热能设备以及风力涡轮机。但是,开发这种电力系统充满了挑战,因为再生能量系统的能量输出在全天的不同时段是波动的。受天气条件所限,有时发电量较高,有时发电量较低。根据天气预报,可以粗略估算预期的能量输出,但这一数据就像天气本身一样并不可靠。这也是此类系统必须高度灵活的原因。这些系统需要智能控制单元来应对发电和需求的变化,也需要智能的能量管理系统将对时间要求不太严格的活动切换到高能量输出时段。

太阳能和风能逆变器

太阳能和风力发电系统通常产生直流电 (DC),而多数电器需要使用交流电 (AC)。因此,此类系统必须装配电力电子元件,将系统的直流输出转换为交流电,也可以汇入公共电网或局域电网。

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无论是开发电力系统、控制单元、能量管理系统、逆变器,还是开发其他电力相关系统,dSPACE 均可在系统设计、原型开发、实施和测试方面提供支持,帮助您改进开发流程。

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