專利名稱：電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于系能源汽車領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動機(jī)之外所有其它能源汽車。包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。其廢氣排放量比較低。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界現(xiàn)有超過400萬輛液化石油氣汽車，100多萬輛天然氣汽車。隨著全球化石能源的持續(xù)短缺及環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，大力發(fā)展綠色交通、開發(fā)可再生能源成為破解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要手段。各國政府紛紛通過節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的法案，到2020年時，新能源汽車將成為汽車成員的重要組成部分。電動汽車是新能源汽車的重要組成之一。其中，電動汽車作為移動式儲能單元，一方面可以為人們帶來便捷的出行方式，另一方面可以成為消納新能源的重要手段，因此開展電動汽車與新能源的互動不僅可以汽車消耗化石能源問題，同時規(guī)?；妱悠噮⑴c互動將提高新能源的消納能力，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。新能源發(fā)電的間歇性、波動性和電動汽車的隨機(jī)性將對電網(wǎng)帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，一方面可再生能源出力波動和能量密度分布不均勻、電動汽車隨機(jī)無序接入會嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；另一方面，新能源和電動汽車在時空分布上呈現(xiàn)良好的互補(bǔ)特性，充分利用電動汽車移動儲能特性，可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷，大大提高電網(wǎng)對新能源的吸收消納能力。目前國內(nèi)外在電動汽車與可再生能源互補(bǔ)技術(shù)方面的研究較少，如何將兩者有效結(jié)合起來，提高電動汽車電能供給的可靠性及電網(wǎng)對可再生能源的消納能力，將是推動未來電動汽車與可再生能源發(fā)展的有效助力。
實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)，將電動汽車與可再生能源互補(bǔ)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，提高電動汽車電能供給的可靠性及電網(wǎng)對可再生能源的消納能力。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種(100)，其包括:交流配電網(wǎng)(I)、電動汽車(2)和可再生能源系統(tǒng)(3);其特征在于，所述互補(bǔ)系統(tǒng)包括:交直流變換系統(tǒng)(4)和接收其轉(zhuǎn)換電能的智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(5);所述交流配電網(wǎng)和所述電動汽車分別接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述可再生能源系統(tǒng)通過所述交直流變換系統(tǒng)接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制調(diào)節(jié)后為居民提供用電服務(wù)。本實(shí)用新型提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述交流配電網(wǎng)，向居民以及所述電動汽車提供電能，且接納所述可再生能源系統(tǒng)和所述電動汽車反向供給的電能。本實(shí)用新型提供第二的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電動汽車，包括:充放電機(jī)和蓄電池；蓄電池將所述可再生能源系統(tǒng)和所述交流配電網(wǎng)的能量進(jìn)行儲存，且在需要的時候?qū)㈦娔芊謩e反饋給所述交流配電網(wǎng)和居民。本實(shí)用新型提供第三的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述可再生能源系統(tǒng)利用的可再生能源包括:風(fēng)能和太陽能。 本實(shí)用新型提供第四的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述交直流變換系統(tǒng)，包括:AC/AC變換器、DC/AC變換器、和分別與所述AC/AC變換器和所述AC/AC變換器連接的反向截止裝置，所述AC/AC變換模塊和所述DC/AC變換模塊將可再生能源的電能轉(zhuǎn)換成交流配電網(wǎng)、電動汽車和居民適用的交流電能；所述反向截止裝置，由二極管組成。本實(shí)用新型提供第五的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述智能控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)，包括:執(zhí)行模塊、控制模塊、和通信模塊；所述通信模塊分別與所述交流配電網(wǎng)、所述電動汽車和所述可再生能源系統(tǒng)通訊；所述控制模塊根據(jù)所述交流配電網(wǎng)、所述電動汽車和所述可再生能源系統(tǒng)三者之間的狀態(tài)，制定控制策略，向所述執(zhí)行模塊發(fā)出動作指令；所述執(zhí)行模塊執(zhí)行所述控制模塊的指令對互補(bǔ)系統(tǒng)內(nèi)的供電模式進(jìn)行改變。本實(shí)用新型提供第六的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述執(zhí)行模塊，包括電開關(guān)和斷路器。本實(shí)用新型提供第七的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述控制模塊，采用型號為LPC2214的
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心/T O本實(shí)用新型提供第八的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述通信模塊，采用型號為CM320的芯片。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型提供的一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)，解決了如何利用電動汽車作為負(fù)荷及電源的雙重特性構(gòu)建一種系統(tǒng)既能解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民供電可靠性的問題，又可以解決可再生能源消納難的問題，并且通過有序控制可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷；而且，本系統(tǒng)通過將交流配電網(wǎng)、電動汽車、可再生能源的有機(jī)結(jié)合及智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、交直流雙向變換系統(tǒng)的設(shè)計，將交流配電網(wǎng)、電動汽車、可再生能源變?yōu)橐粋€密不可分的小型微網(wǎng)；在此微網(wǎng)體系下一方面可以實(shí)現(xiàn)電動汽車與可再生能源對電網(wǎng)的交叉互補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷以及居民緊急電能的備用服務(wù)，保證了交流電網(wǎng)供電的可靠性；另一方面本系統(tǒng)可以為可再生能源供電系統(tǒng)提供電能的消納服務(wù)以及為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)。本發(fā)明特別適用于有著豐富可再生能源的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，安裝使用方便，并可以有效的解決居民用電戶戶通電能可靠性的問題；再者，本系統(tǒng)從提高電動汽車與可再生能源運(yùn)行效率及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā)，實(shí)用價值較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。

圖1為電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)詳圖。圖2為交流配電網(wǎng)、可再生能源系統(tǒng)和電動汽車之間形成的能量內(nèi)循環(huán)示意圖。圖3為孤網(wǎng)運(yùn)行條件下的電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)(100)，其包括:交流配電網(wǎng)
(I)、電動汽車(2)和可再生能源系統(tǒng)(3)、交直流變換系統(tǒng)(4)和接收其轉(zhuǎn)換電能的智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(5);所述交流配電網(wǎng)和所述電動汽車分別接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述可再生能源系統(tǒng)通過所述交直流變換系統(tǒng)接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制調(diào)節(jié)后為居民提供用電服務(wù)。其中交流電網(wǎng)負(fù)責(zé)給居民家用電器以及電動汽車提供電能，并且負(fù)責(zé)接納可再生能源以及電動汽車反向供給的電能。可再生能源系統(tǒng)負(fù)責(zé)將風(fēng)能以及光能轉(zhuǎn)換為電能，通過交直流變換系統(tǒng)提供交流電能給交流配電網(wǎng)、電動汽車以及居民用電。電動汽車包括充放電機(jī)以及蓄電池，蓄電池負(fù)責(zé)將可再生能源系統(tǒng)及交流配電網(wǎng)的能量進(jìn)行儲存，并且在需要的時候?qū)㈦娔芊答伣o交流配電網(wǎng)以及居民用電。交直流變換系統(tǒng)包括AC/AC變換模塊以及DC/AC變換模塊，負(fù)責(zé)將可再生能源系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換成交流配電網(wǎng)、電動汽車以及居民用電適用的交流電能。并且交直流變換系統(tǒng)帶反向截止裝置，由二極管組成，反向截止裝置分別與所述AC/AC變換模塊和所述DC/AC變換模塊連接，防止電能反向流入可再生能源系統(tǒng)。智能控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)包含執(zhí)行模塊、控制模塊、及通信模塊，負(fù)責(zé)將可再生能源、交流配電網(wǎng)、電動汽車三者之間的電能智能協(xié)調(diào)控制，以期達(dá)到對電網(wǎng)削峰填谷、對電動汽車有序充電、對居民可靠供電的目的。其中通信模塊負(fù)責(zé)與交流配電網(wǎng)、電動汽車、可再生能源系統(tǒng)、上級監(jiān)控系統(tǒng)通訊?？刂颇K負(fù)責(zé)根據(jù)交流配電網(wǎng)、電動汽車、可再生能源系統(tǒng)三者之間的狀態(tài)或者上級監(jiān)控系統(tǒng)的指定，制定控制策略，向執(zhí)行模塊發(fā)出動作指令。執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行控制模塊的指令對互補(bǔ)系統(tǒng)內(nèi)的供電模式進(jìn)行改變。所述執(zhí)行模塊，包括電開關(guān)和斷路器。所述控制模塊，采用型號為LPC2214的芯片。所述通信模塊，采用型號為CM320的芯片。如圖2所示，根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例可以看到本發(fā)明在交流配電網(wǎng)、可再生能源、電動汽車三者之間可以形成一個微電網(wǎng)下的能量內(nèi)循環(huán)。能量循環(huán)特征如下:可再生能源通過交直流變換系統(tǒng)給交流配電網(wǎng)提供交流電源，完成交流配電網(wǎng)交流電能的補(bǔ)給；可再生能源通過交直流變換系統(tǒng)給電動汽車提供交流電源，完成電動汽車交流電能的補(bǔ)給；交流配電網(wǎng)為電動汽車提供交流電源，完成電動汽車交流電能的補(bǔ)給；電動汽車為交流配電網(wǎng)提供交流電源，完成交流配電網(wǎng)的交流電源補(bǔ)給。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例本系統(tǒng)通過引入電動汽車及可再生能源使系統(tǒng)既可以脫離交流配電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行亦可以與交流配電網(wǎng)有效結(jié)合并網(wǎng)運(yùn)行。需要聲明的是，本實(shí)用新型內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本實(shí)用新型所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)(100)，其包括:交流配電網(wǎng)(I)、電動汽車(2)和可再生能源系統(tǒng)(3);其特征在于，所述互補(bǔ)系統(tǒng)包括:交直流變換系統(tǒng)(4)和接收其轉(zhuǎn)換電能的智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(5);所述交流配電網(wǎng)和所述電動汽車分別接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述可再生能源系統(tǒng)通過所述交直流變換系統(tǒng)接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動汽車，包括:充放電機(jī)和蓄電池；蓄電池將所述可再生能源系統(tǒng)和所述交流配電網(wǎng)的能量進(jìn)行儲存，且在需要的時候?qū)㈦娔芊謩e反饋給所述交流配電網(wǎng)和居民。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述交直流變換系統(tǒng)，包括:AC/AC變換器、DC/AC變換器、和分別與所述AC/AC變換器和所述AC/AC變換器連接的反向截止裝置，所述AC/AC變換模塊和所述DC/AC變換模塊將可再生能源的電能轉(zhuǎn)換成交流配電網(wǎng)、電動汽車和居民適用的交流電能；所述反向截止裝置，由二極管組成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)(100)，其包括交流配電網(wǎng)(1)、電動汽車(2)、可再生能源系統(tǒng)(3)、交直流變換系統(tǒng)(4)和接收其轉(zhuǎn)換電能的智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(5)；所述交流配電網(wǎng)和所述電動汽車分別接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述可再生能源系統(tǒng)通過所述交直流變換系統(tǒng)接入所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制調(diào)節(jié)后為居民提供用電服務(wù)。本實(shí)用新型提供的電動汽車與可再生能源的互補(bǔ)系統(tǒng)，解決了如何利用電動汽車作為負(fù)荷及電源的雙重特性構(gòu)建一種系統(tǒng)既能解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民供電可靠性的問題，又可以解決可再生能源消納難的問題，并且通過有序控制可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷。
文檔編號H02J3/38GK203166542SQ20122043016
公開日2013年8月28日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者董浩, 尹宏旭, 徐石明, 丁孝華, 李延滿, 張 浩, 翟長國, 楊永標(biāo), 陳良亮, 王余生, 洪福斌, 邱實(shí), 鮑恩奇, 唐霧婺, 張蓓蓓, 潘明, 孫曉星, 姚騰飛 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司