1．目的及意义
(1) 研究背景

随着社会经济的发展以及全球气候环境的挑战，燃油机动车的数量不断激增,随之而来的汽车尾气、空气雾霾等环境污染问题引起了人们的重视，新能源的应用成为世界能源战略的重要方向，世界各个国家纷纷加快电动汽车（PEV）和充电设施的开发与建设。与传统的内燃机相比，PEV优点很明显：运行和维护成本较低，减少了汽车对石油的依赖，减少温室气体的排放，有利于环境的保护和可持续发展。因此，本课题的研究对推进电动汽车的普及也具有重要意义。

同时，分布式发电过去十年的发展表明，风力发电和太阳能光伏发电等可再生能源是可靠的资源，应进一步探索，以最大限度地提高其有效利用率，帮助克服世界上日益增长的电力需求。与传统的能量管理相比，常规发电站如煤电厂、燃气电站、核电站以及水电大坝和大型太阳能发电站，都是集中式的，通常需要长途跋涉地传输电力。常规发电站的位置接近它们所服务的负载，尽管其容量仅为10兆瓦（MW）或更少。相比之下，微电网系统是分散式，模块化的，由更灵活的技术组成。目前我国新能源发电由集中式发展正逐渐向分布式的方向转变。由于我国配电调度控制系统尚未形成成熟且具备远程调节、控制功能的系统，因此分布式的智能控制具有很大的发展空间。

基于以上背景，本文设计了一种分布式交流充电桩控制与管理系统。

（2）国内外研究现状

目前，充电设施的不足和技术的滞后已经严重阻碍了新能源汽车的发展。发展PEV基础充电设施已迫在眉睫。在这种压力的推动下，国内外目前已经研究了以下几个课题，比如关于这些充电需求如何影响现有发电-输电-配电系统的分析研究[11,12]，以及如何改进这些现有系统以不仅满足当前需求，而且还考虑到这些车辆的未来需求[13,14]。这些研究将PEV的充电收费按两个时间点划分：白天（高峰期）充电，夜间（非高峰期）充电。传统的观念是在晚上（非高峰期）一次性将电力充满，因为此时电网有剩余的容量，是电动汽车充电的最佳时期。然而研究表明，事实与这一传统观念相反。文献[3]的结果显示，相比每天晚上充电一次，机会充电（即充电一天多次）能使PHEV-20(20英里全电动范围)和PHEV-40(40英里所有的电量程)的燃油经济性从66%提高到71%。同时，文献[15]也指出的，夜间充电会造成发电和配电网络的负荷大幅增加，其中大部分负荷落在住宅的二次配电变压器上，很可能超过变压器能承受的范围。除了夜间电力负荷的增加，PEV夜间充电需要车主购买充电基础设施（转换器，安全设备和计量），经济成本也会增加。此外，如果在白天（高峰期）充电，就目前的PEV发电系统发展而言，在白天充电PEV所需的电力可能会超过发电系统的供电，导致充电不稳定或者发电系统因负荷过大而停电。

基于以上的背景分析，本文提出了有关于PEV充电的解决方案，既减少对市电的损耗又能控制充电成本。解决思路是利用可再生能源进行实时充电，能量过剩或者不需要充电时，将可再生能量储存进蓄电池，以最大限度地利用的可再生能源，将充电成本保持在最低限度。因此，本文提出了基于PV的微电网充电模型和智能控制系统。{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title} （1）研究内容

1. 收集国内外关于分布式充电桩能量控制的文献资料，分析和总结各种控制策略的优缺点；

2. 建立由太阳能电池、市电、蓄电池、充电桩组成的充电系统数学模型；

3. 利用智能控制原理设计一种能量控制策略，使得太阳能、市电、蓄电池能够为充电桩提供稳定的能源供应，同时又能够减小市电的损耗；

4. 模拟实际充电桩工作的各种复杂工况，测试所设计的能量控制策略的可行性和优越性。

（2）技术方案