摘要：基于大数据的电动汽车无线充电技术是一种新型充电技术，具有便捷、高效的优点。通过对电动汽车无线充电系统的结构和电能传输原理的研究与分析，应用大数据技术深度挖掘智能电动汽车无线充电过程中充电功率、充电时间以及充电空间分布的潜在关联因素，可以有效降低电动汽车无线充电方式对电网稳定运行产生的负荷冲击，提高无线充电的灵活性，实现精准把控无线充电功率需求对原负荷曲线的要求。
关键词：电动汽车，无线充电，大数据，电网稳定
1绪论
随着改革开放的不断深化，我国社会经济迅猛发展，但带来的环境污染问题变得越来越严重，传统的燃油型汽车正面临巨大的生存挑战，随着新能源储能技术的不断突破，电动汽车正走上时代的舞台。电动汽车具有节能、清洁和环保等优点，既可以缓解能源危机，还可以实现清洁能源的可持续高效发展。
传统的电动汽车充电方式分为桩式充电和更换电池两种方式。传统充电方式耗时耗力且充电桩数量少，维修不便；而无线充电技术具有快捷、方便与高效等优点。但是无线电动汽车大规模随机接入电网后，由于电动汽车充电特征具有随机性，可能导致电网高峰负荷多项叠加，产生的谐波对局部电网的电能质量造成严重的不平衡。如何有效降低电动汽车无线充电方式对电网稳定运行造成的负荷冲击，精准把控电动汽车无线充电设备充电功率需求对原负荷曲线的要求将是电动汽车无线最具潜力的研究方向。
2 电动汽车无线充电系统结构及原理
无线电能传输技术是指发射端和接收端借助高频电磁场、微波激光等传输介质，在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，实现电能的非接触式传输。
电动汽车无线充电系统由位于汽车外部主级电路和位于汽车内部的次级电路、整流电路和驱动系统构成。充电时，能量从安置在底层的主级电路被转换到次级电路的电池中，从而实现了电动汽车的无线充电。在停车位地面上安装无线电能传输的发射装置，底盘安装接收装置，停车时当汽车上的接收装置对准发射装置时，充电系统开始工作，充满电时电源自动切断。
3基于电磁场的无线电能传输原理
感应电动势与电流频率成正比，与电信号传输距离的三次方成反比。增大传输电流的频率可以实现远距离无线传输电能。与此同时，采取增加补偿电容的方法来抵消感应电流产生的影响。为了得到最大的感应电动势，可以从减小电源输出阻抗、增大电源电压、增大负载电阻和减小线圈的等效串联电阻值四个方面来提高最大传输功率。
4 大数据技术在无线充电汽车中的应用
随着泛在电力物联网的建设，大数据技术在电力物联网中的应用变得越来越广泛，大数据深度挖掘的数据产生于电力物联网的各个环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而无线充电汽车产生的电能充电数据的特点与大数据技术适用于数据体量巨大、数据类型多样、处理速度迅速和价值密度低四大特点完美匹配，大数据技术可以有效解决无线电动汽车充电和电能管控过程中遇到的难题，充分利用大数据技术深度挖掘电动汽车无线充电过程中产生的电力大数据各指标之间的潜在关系，并进行可预见性的处理，进一步精确把控配网负荷率，从而促进配网经济性运行。
电动汽车无线充电与电网互动技术不但可以为电动汽车用户带来收益，还可以解决可再生能源波动带来的电压冲击问题。通过大数据技术对电动汽车无线充电行为进行控制，深度挖掘关联充放电时间点，调度大量电动汽车集中充电高峰期，构造基于用户用车行为和充放电时间与空间分布的不确定性因素模型，这样就大大降低了负荷峰值、优化电能质量、降低供电设备过载率，从而提高配网负荷率，进一步增加电力系统运行的稳定性与可靠性，提升电动汽车无线冲电的精准管控能力。通过优化规模电动汽车的无线充放电功率需求对原电网负荷曲线影响的方式，可以从根本上规避大规模无线电动汽车规模充放电对电网正常稳定运行造成的不利影响，对于电网负荷的削峰填谷会产生积极的影响，从而实现对电动汽车充放电行为的精准把控。
5 磁共振耦合系统模型的建立
考虑电动汽车无线充电的充电功率、充电时间以及日行驶里程的随机数据，应用大数据技术统计并深度挖掘电动汽车无线充电的电能需求随机数据，建立电动汽车无线充电电能需求的概率模型。
无线传输系统传输电能取决于接收和发送结构之间的耦合感应系数、发射线路阻抗和接收端反射阻抗。接收端阻抗与接收系统的拓扑结构和负载的有关，通过提高耦合互感系数提升传输系统电能的传输功率，而改变耦合结构中线圈的位置来提高模型的互感系数。
通过优化匹配发射端和接收端拓扑结构、负载和耦合互感系数，使系统在额定功率运行时达到最佳传能效率。通过采用基于信息融合的电力大数据处理方法，缩短充电功率预测时间并且提高处理能力，将采集数据进行整合，将一定规模的电动汽车历史无线充电功率、负荷、时间、空间以及规模等数据进行关联分析，深度挖掘采集到的电力大数据的潜在价值，为智能电网产生的电力大数据进行分析与处理提供有益的理论研究价值。
6 结语
基于大数据的智能电动汽车无线充电技术是实现电动汽车与充电电源系统之间的重要桥梁，可以精确把控充电电源系统充放电的实时性。本文提出的基于大数据的无线充电技术可以解决电动汽车充电所遇到的瓶颈问题。通过合理设计耦合结构来增大互感可以提高系统电能传输能力，进而实现提高供用电系统的系统稳定性的目的。
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论文作者:王海洋,唐建华,赵忠强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
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