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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,基于可再生能源建立起来的智能电网变得越来越重要,为绿色能源的供应提供了很好的示例。利用风和太阳等无限的自然资源发电时,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源系统。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实现智能化的理由。这意味着用于发电、能耗控制和储存的各系统组件必须属于同一通信网络。该网络则由一个中央控制单元(SCADA 系统)监控,记录整个能源系统的所有变化并通过调节电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

随着电驱动行业的持续发展,电动汽车的能量供给系统日臻完善,可以很好地应对可再生电力系统必须面临的不稳定电力供给的问题。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储存以待后续使用时,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”是未来能量概念中常用的另一个术语。与“智能电网”类似,它是指配备了各种组件的住宅,其功能包括发电、管理、能耗控制和储存。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,电动汽车可以连接该系统,按需满足额外的电力需求(“车辆到家庭”,V2H)。

dSPACE 技术支持

dSPACE 正积极研究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,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 都会帮助您找到最理想的解决方案。

强大、创新的能量储存系统是环保能量概念的一大重要体现,因为这些系统可以尽可能高效地使用可再生能源的不固定输出。供电区间最高效的储存解决方案是采用固定式电池储存系统,因为其不需要进行能量转。尽管燃料电池的根本作用是对车辆进行驱动,它仍有重要用途。

电动汽车的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提供额外的电量达到平衡。此领域的最新开发热点是“智能充电”:电动汽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

电动汽车 (EV)(包括电池电动车 (BEV) 和插电混合动力车 (PHEV))以及电动汽车供电设备 (EVSE) 由多家制造商生产。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。由于这种规格上的差异,需要实施标准化。CHAdeMO、ISO 15118 和 GB/T 20234.2 等多项标准可支持 EV 与 EVSE 之间的通信。这些标准不仅帮助客户轻松地与众多制造商合作,而且有助于制造商协调和促进各自的开发流程。

dSPACE 技术支持

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。

环保能量概念将可再生能源作为主要能量来源。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可再生能源设备,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,因为可再生能源系统的电量输出在全天的不同时段会出现波动。根据实际的天气情况,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,但由于天气的实际变化不可预期,这一数据也并不可靠。这也是此类系统必须具有高度灵活性的原因。这些系统需要智能控制单元来应对供电和需求的变化,也需要具有高灵敏度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。

dSPACE 技术支持

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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