一种有轨电车充电负荷调节装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及有轨电车充电技术领域，尤其是涉及一种有轨电车充电负荷调节装置。


背景技术：

[0002]
在有轨电车项目中，为满足线路用电可靠性，一般按多个站点同时充电来考虑开闭所负荷容量，占据了较高的社会资源，提高了建设成本。实际正常运营过程中，一般不会出现多辆列车同时充电的情况，但在某一开闭所解列，需要相邻开闭所进行支援供电时，可能造成开闭所用电负荷集中，这给有轨电车的规划设计带来了困难；而现有技术并不能实现有轨电车充电负荷调节，从而避免开闭所的过负荷的问题


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种有轨电车充电负荷调节装置。
[0004]
本实用新型提供了一种有轨电车充电负荷调节装置，包括模拟量采集模块、开关量采集模块以及主控模块；
[0005]
所述模拟量采集模块，用于采集开闭所交流侧一次回路的模拟量，将所述模拟量参进行放大和滤波处理，并将经放大和滤波处理后的模拟量传送至主控模块；
[0006]
所述开关量采集模块，用于采集开闭所交流侧一次回路断路器的开关量，将所述开关量进行降压、限流、滤波和光耦隔离处理，并将经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量传送至主控模块；
[0007]
所述主控模块，用于利用所述经放大和滤波处理后的模拟量和经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量，计算当前有轨电车充电负荷总量，并根据当前有轨电车充电负荷总量和开闭所允许最大负荷，调节可同时充电的充电桩的个数。
[0008]
进一步地，所述模拟量采集模块包括互感器t1、稳压器d1、电阻r8、差分放大电路、二阶低通可变增益滤波器和a/d转换器；所述互感器t1的原边接收模拟量输入，互感器t1副边的两端接稳压器d1，所述互感器t1副边的两端还与所述差分放大电路一端连接，所述差分放大电路的另一端与所述二阶低通可变增益滤波器一端连接，所述二阶低通可变增益滤波器另一端通过电阻r8与所述a/d转换器连接。
[0009]
进一步地，所述差分放大电路具体包括电阻r1-r4、运算放大器u1a，所述互感器 t1副边的两端分别通过电阻r1、r2接运算放大器u1a的负向输入端和正向输入端，所述运算放大器u1a的正向输入端还通过电阻r4接地，所述运算放大器u1a的负向输入端与运算放大器u1a的输出端通过电阻r3连接。
[0010]
进一步地，所述二阶低通可变增益滤波器具体包括运算放大器u1b、电阻r5-r8 及电容c1、c2，所述运算放大器u1a的输出端通过电阻r5、r7与所述运算放大器 u1b的负向输入端连接，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过r7、r6与所述运算放大器u1b输出端连
接，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过电阻r7、电容 c1接地，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过电容c2接所述运算放大器u1b的输出端，所述运算放大器的正向输入端接地，所述运算放大器u1b的输出端通过该电阻r8接a/d转换器。
[0011]
进一步地，所述开关量采集模块包括电阻r1、tvs管d2、二极管d1、电容c、光耦隔离u及电阻r2，所述电阻r2一端接收开关量输入，电阻r2的另一端与所述 tvs管d2的一端、电容c的一端连接，所述tvs管d2的另一端接二极管d1的正极，所述电容c的另一端接d所述二极管d1的负极，所述二极管d1与所述光耦隔离u并联，所述光耦隔离u的一个引脚通过电阻r2接直流电源，所述光耦隔离u的另一个引脚接地。
[0012]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过所述模拟量采集模块，采集开闭所交流侧一次回路的模拟量，将所述模拟量参进行放大和滤波处理，并将经放大和滤波处理后的模拟量传送至主控模块；通过所述开关量采集模块，采集开闭所交流侧一次回路断路器的开关量，将所述开关量进行降压、限流、滤波和光耦隔离处理，并将经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量传送至主控模块；通过所述主控模块，利用所述经放大和滤波处理后的模拟量和经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量，计算当前有轨电车充电负荷总量，并根据当前有轨电车充电负荷总量和开闭所允许最大负荷，调节可同时充电的充电桩的个数；实现了有轨电车充电负荷的调节。
附图说明
[0013]
图1是本实用新型实施例所述的有轨电车充电负荷调节装置的结构示意图；
[0014]
图2是本实用新型实施例所述的模拟量采集模块的电路结构图；
[0015]
图3是本实用新型实施例所述的开关量采集模块的电路结构图。
具体实施方式
[0016]
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。
[0017]
本实用新型实施例提供了一种有轨电车充电负荷调节装置，包括模拟量采集模块、开关量采集模块以及主控模块；
[0018]
所述模拟量采集模块，用于采集开闭所交流侧一次回路的模拟量，将所述模拟量参进行放大和滤波处理，并将经放大和滤波处理后的模拟量传送至主控模块；
[0019]
所述开关量采集模块，用于采集开闭所交流侧一次回路断路器的开关量，将所述开关量进行降压、限流、滤波和光耦隔离处理，并将经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量传送至主控模块；
[0020]
所述主控模块，用于利用所述经放大和滤波处理后的模拟量和经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量，计算当前有轨电车充电负荷总量，并根据当前有轨电车充电负荷总量和开闭所允许最大负荷，调节可同时充电的充电桩的个数。
[0021]
一个具体实施例中，所述主控模块采用型号为stm32f407的主处理器，所述模拟量包括具体的电流、电压，所述开关量包括双进线或单进线断路器的状态、母联断路器的状态等；主控模块通过多个开关量采集模块和模拟量采集模块采集当前开闭所充电负荷信息，
以获取有轨电车充电负荷总量，根据当前有轨电车充电负荷总量和开闭所允许最大负荷调节可同时充电的充电桩的个数，具体为，判断当前有轨电车充电负荷总量是否大于充电桩对应的开闭所的允许负荷，即充电桩对应的开闭所是否过负荷，若是，则将关闭部分充电桩(使其停止充电)，使得有轨电车充电负荷总量不大于充电桩对应的开闭所的负荷；可事先设定充电桩停止充电的优先级，依据优先级可通过通讯口对外(充电桩)发出减负荷或停止充电的指令；
[0022]
优选的，所述模拟量采集模块包括互感器t1、稳压器d1、电阻r8、差分放大电路、二阶低通可变增益滤波器和a/d转换器；所述互感器t1的原边接收模拟量输入，互感器t1副边的两端接稳压器d1，所述互感器t1副边的两端还与所述差分放大电路一端连接，所述差分放大电路的另一端与所述二阶低通可变增益滤波器一端连接，所述二阶低通可变增益滤波器另一端通过电阻r8与所述a/d转换器连接。
[0023]
一个具体实施例中，所述模拟量采集模块的电路结构图，如图2所示，所述模拟量采集模块还包括电容c3，所述电阻r8和a/d转换器之间的通过电容c3接地。
[0024]
一个具体实施例中，模拟量采集模块可同步采样变换24路电压、电流量，并计算其基波和64次谐波；获取当前充电桩充电负荷引起的谐波污染，通过减少充电状态的充电桩提高瞬时功率因数；
[0025]
优选的，所述差分放大电路具体包括电阻r1-r4、运算放大器u1a，所述互感器 t1副边的两端分别通过电阻r1、r2接运算放大器u1a的负向输入端和正向输入端，所述运算放大器u1a的正向输入端还通过电阻r4接地，所述运算放大器u1a的负向输入端与运算放大器u1a的输出端通过电阻r3连接。
[0026]
优选的，所述二阶低通可变增益滤波器具体包括运算放大器u1b、电阻r5-r8及电容c1、c2，所述运算放大器u1a的输出端通过电阻r5、r7与所述运算放大器u1b 的负向输入端连接，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过r7、r6与所述运算放大器u1b输出端连接，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过电阻r7、电容c1接地，所述运算放大器u1b的负向输入端还通过电容c2接所述运算放大器u1b的输出端，所述运算放大器的正向输入端接地，所述运算放大器u1b的输出端通过该电阻r8接 a/d转换器。
[0027]
所述二阶低通可变增益滤波器具体较好的带外衰减特性，可有效衰减数字信号的干扰，提高采样精度；
[0028]
优选的，所述开关量采集模块包括电阻r1、tvs管d2、二极管d1、电容c、光耦隔离u及电阻r2，所述电阻r2一端接收开关量输入，电阻r2的另一端与所述tvs 管d2的一端、电容c的一端连接，所述tvs管d2的另一端接二极管d1的正极，所述电容c的另一端接d所述二极管d1的负极，所述二极管d1与所述光耦隔离u并联，所述光耦隔离u的一个引脚通过电阻r2接直流电源，所述光耦隔离u的另一个引脚接地；所述在开关量采集模块中加入了tvs管d2，提高开关量的门槛电压，所述光耦隔离，消除了光耦工作在线性区的问题，避免因感应电压引起的光耦误导通。
[0029]
具体实施时，所述开关量采集模块的电路结构图，如图3所示；所述开关量具体包括
[0030]
需要说明的是，所述有轨电车充电负荷调节装置还包括多路以太网通讯口，用于和充电桩、监控系统通讯；开闭所过负荷时可通过主控模块通讯口对监控系统发出过负荷
告警信息。
[0031]
本实用新型公开了一种有轨电车充电负荷调节装置，通过所述模拟量采集模块，采集开闭所交流侧一次回路的模拟量，将所述模拟量参进行放大和滤波处理，并将经放大和滤波处理后的模拟量传送至主控模块；通过所述开关量采集模块，采集开闭所交流侧一次回路断路器的开关量，将所述开关量进行降压、限流、滤波和光耦隔离处理，并将经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量传送至主控模块；通过所述主控模块，利用所述经放大和滤波处理后的模拟量和经降压、限流、滤波和光耦隔离处理后的开关量，计算当前有轨电车充电负荷总量，并根据当前有轨电车充电负荷总量和开闭所允许最大负荷，调节可同时充电的充电桩的个数；实现了有轨电车充电负荷的调节，从而避免了开闭所的过负荷。
[0032]
以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

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