一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的v2g系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，包括雙向AC/DC變流器、雙向DC/DC變換器、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電智能端口、交流配電系統(tǒng)。本實(shí)用新型基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)將現(xiàn)有技術(shù)中各個(gè)零散的部件通過微電網(wǎng)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，使得本實(shí)用新型占用設(shè)備的空間少，且用戶在使用時(shí)簡(jiǎn)單方便，縮短了系統(tǒng)的安裝時(shí)間提高了工作效率；實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能、電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的無(wú)縫連接，滿足了普通用戶和公共電網(wǎng)的需求；通過適當(dāng)?shù)母脑旌驮O(shè)計(jì)使兩者合二為一，從而降低成本，有利于清潔能源的推廣和使用。
【專利說明】
一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車充電站充放電控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球資源以及環(huán)境壓力的不斷增大，環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)性發(fā)展日益成為社會(huì)關(guān)注的問題。未來的電網(wǎng)必然由多種新能源構(gòu)成，為用戶提供更加安全、清潔、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力。隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)保有量的增加，電動(dòng)汽車作為可移動(dòng)式能源，越來越被用戶所接受，而充電設(shè)施不完善的問題將日益加劇，一些中小城市甚至沒有電動(dòng)汽車充電站。
[0003]但電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)，對(duì)本地電網(wǎng)產(chǎn)生了較大的沖擊與干擾，主要是由于電動(dòng)汽車充電的無(wú)序性和電網(wǎng)本身的脆弱性，這種矛盾也制約著電動(dòng)汽車的發(fā)展。
[0004]另一方面，目前越來越多的屋頂都鋪設(shè)有光伏系統(tǒng)，除了日常供負(fù)載使用外，多余的電力反饋至公共電網(wǎng)，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)受天氣影響比較大，這些分散的光伏系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)說也具有一定的沖擊和干擾。
[0005]光伏系統(tǒng)與電動(dòng)汽車都是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的方向，如何通過某種技術(shù)將兩者緊密聯(lián)系起來，消除兩者的弊端，發(fā)揮兩者優(yōu)勢(shì)，一方面降低系統(tǒng)建設(shè)成本，另一方面消除兩者對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊和干擾，既滿足公共電網(wǎng)的需求，也滿足用戶的正常使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了提供一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，一方面利用微電網(wǎng)技術(shù)將光伏系統(tǒng)與充電站V2G服務(wù)相結(jié)合，解決光伏系統(tǒng)、充電站的無(wú)序性對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊和干擾，另一方面，通過適當(dāng)?shù)母脑旌驮O(shè)計(jì)使兩者合二為一，從而降低成本，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，包括雙向AC/DC變流器、雙向DC/DC變換器、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電智能端口、交流配電系統(tǒng)；
[0009]所述光伏系統(tǒng)通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng);所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng);所述電動(dòng)汽車充電智能端口通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與雙向DC/DC變換器相連;所述雙向DC/DC變換器通過雙向AC/DC變流器與公共電網(wǎng)接口相連;所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)各個(gè)子模塊的運(yùn)行與控制；
[0010]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車充電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車充電優(yōu)先利用光伏系統(tǒng)所發(fā)電量，不足部分由公共電網(wǎng)補(bǔ)充，儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)由于電動(dòng)汽車充電時(shí)，給公共電網(wǎng)帶來的沖擊與干擾，光伏產(chǎn)生的電能與公共電網(wǎng)提供的電能，經(jīng)過所述雙向AC/DC變流器與雙向DC/DC變換器對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整并通過電動(dòng)汽車充電智能端口輸出；
[0011]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車放電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車經(jīng)過所述雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器將直流電轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻同相的交流電反饋到電網(wǎng)，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略；
[0012]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于無(wú)電動(dòng)汽車充、放電情況下，所述光伏系統(tǒng)發(fā)電反饋到公共電網(wǎng)，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略，對(duì)光伏系統(tǒng)輸出電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足電網(wǎng)的管理需求。
[0013]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述光伏系統(tǒng)為多組串聯(lián)的光伏電池并聯(lián)組成。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器構(gòu)成兩極結(jié)構(gòu)。
[0015]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)為附加的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，用于平滑電動(dòng)汽車在充放電過程中，以及光伏系統(tǒng)在發(fā)電過程中，對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，同時(shí)，也可兼顧充電站后備電源的作用。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述雙向AC/DC變流器具有實(shí)現(xiàn)整流與逆變功能的全橋整流電路以及濾除電流諧波的濾波電感L。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案:所述雙向DC/DC變換器采用半橋結(jié)構(gòu)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:1、解決了太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)和電動(dòng)汽車充電的雙重難題，有效的將光伏系統(tǒng)與電動(dòng)汽車充電相結(jié)合，充分利用微電網(wǎng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了能量的高效利用，滿足了用戶的充電需求；由于采用了微電網(wǎng)控制技術(shù)，使得公共電網(wǎng)，特別是在電網(wǎng)比較脆弱的地區(qū)，能夠進(jìn)行電動(dòng)汽車充電站和光伏電站的建設(shè)，保護(hù)公共電網(wǎng)免于電動(dòng)汽車和光伏系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，促進(jìn)了電動(dòng)汽車的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè);2、將現(xiàn)有技術(shù)中各個(gè)零散的部件通過微電網(wǎng)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，使得本實(shí)用新型占用設(shè)備的空間少，且用戶在使用時(shí)簡(jiǎn)單方便，縮短了系統(tǒng)的安裝時(shí)間提高了工作效率;3、實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能、電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的無(wú)縫連接，滿足了普通用戶和公共電網(wǎng)的需求;4、通過適當(dāng)?shù)母脑旌驮O(shè)計(jì)使兩者合二為一，從而降低成本，有利于清潔能源的推廣和使用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型的雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器構(gòu)成兩極結(jié)構(gòu)的電氣結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型的基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)運(yùn)行控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]請(qǐng)參閱圖1?4，在本實(shí)施例中包含光伏系統(tǒng)1、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、雙向AC/DC變流器
3、雙向DC/DC變換器4、電動(dòng)汽車充電智能端口 5、交流配電系統(tǒng)6、微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)7，以及公共電網(wǎng)8。
[0025]所述光伏系統(tǒng)I通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng)6;所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)2通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng)6;所述電動(dòng)汽車充電智能端口 5通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與雙向DC/DC變換器相連4;所述雙向DC/DC變換器4通過雙向AC/DC變流器3與公共電網(wǎng)接口 8相連;所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)7負(fù)責(zé)各個(gè)子模塊的運(yùn)行與控制；
[0026]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車充電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車充電優(yōu)先利用光伏系統(tǒng)所發(fā)電量，不足部分由公共電網(wǎng)補(bǔ)充，儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)由于電動(dòng)汽車充電時(shí)，給公共電網(wǎng)帶來的沖擊與干擾，光伏產(chǎn)生的電能與公共電網(wǎng)提供的電能，經(jīng)過所述雙向AC/DC變流器與雙向DC/DC變換器對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整并通過電動(dòng)汽車充電智能端口輸出；
[0027]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車放電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)7進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車經(jīng)過所述雙向DC/DC變換器4與雙向AC/DC變流器3將直流電轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻同相的交流電反饋到電網(wǎng)8，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)2根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)7本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略，對(duì)電動(dòng)汽車反饋到電網(wǎng)的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足電網(wǎng)的管理需求；
[0028]所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于無(wú)電動(dòng)汽車充、放電情況下，所述光伏系統(tǒng)I發(fā)電反饋到公共電網(wǎng)8，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)2根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)7本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略，對(duì)光伏系統(tǒng)I輸出電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足電網(wǎng)的管理需求；
[0029]圖2為本實(shí)用新型的光伏系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述光伏系統(tǒng)為多組串聯(lián)的光伏陣列并聯(lián)組成；
[0030]圖3為本實(shí)用新型的雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器構(gòu)成兩極結(jié)構(gòu)的實(shí)施例電氣結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，所述雙向DC/DC變換器I與雙向AC/DC變流器2構(gòu)成兩極結(jié)構(gòu)，所述雙向AC/DC變流器具有實(shí)現(xiàn)整流與逆變功能的全橋整流電路以及濾除電流諧波的濾波電感L3，所述雙向DC/DC變換器采用半橋結(jié)構(gòu)。所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)為整個(gè)V2G系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)運(yùn)行控制指令由微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)4負(fù)責(zé)下發(fā)，雙向AC/DC變流器2接入交流配電系統(tǒng)5;
[0031]進(jìn)一步參考圖3，電容C連接雙向AC/DC變流器2和雙向DC/DC變換器I前后兩級(jí)，主要是隔離前后兩級(jí)能量的作用，穩(wěn)定母線電壓，同時(shí)還抑制諧波，通常選用容量較大的薄膜電容；
[0032]圖4為本實(shí)用新型的基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)運(yùn)行控制圖，如圖4所示，所述步驟如下:(I)通過遠(yuǎn)程控制，啟動(dòng)系統(tǒng)控制軟件。
[0033](2)進(jìn)行系統(tǒng)模式選擇，本系統(tǒng)分三種模式電動(dòng)汽車充電、電動(dòng)汽車放電、無(wú)電動(dòng)汽車。
[0034](3)電動(dòng)汽車放電模式，則系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)雙向DC/DC變換器與雙向DC/AC變流器，啟動(dòng)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過微電網(wǎng)能量管理控制軟件，按照預(yù)先設(shè)定的算法進(jìn)行平滑控制。
[0035](4)電動(dòng)汽車充電模式，則系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)雙向DC/DC變換器與雙向DC/AC變流器，啟動(dòng)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，啟動(dòng)光伏系統(tǒng)，通過微電網(wǎng)能量管理控制軟件，按照預(yù)先設(shè)定的算法進(jìn)行平滑控制。
[0036](5)無(wú)電動(dòng)汽車模式，則系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)光伏系統(tǒng)與儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過微電網(wǎng)能量管理控制軟件，按照預(yù)先設(shè)定的算法進(jìn)行平滑控制。
[0037](6)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)都上傳至微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)可由本地調(diào)整或接收遠(yuǎn)程電網(wǎng)調(diào)度指令，系統(tǒng)工作模式的選擇具有手動(dòng)模式和系統(tǒng)自動(dòng)控制模式。
[0038]本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合改實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料、或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料、或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0039]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)力要求極其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，包括雙向AC/DC變流器、雙向DC/DC變換器、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電智能端口和交流配電系統(tǒng)； 所述光伏系統(tǒng)通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng);所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過交流轉(zhuǎn)換開關(guān)接入交流配電系統(tǒng);所述電動(dòng)汽車充電智能端口通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與雙向DC/DC變換器相連;所述雙向DC/DC變換器通過雙向AC/DC變流器與公共電網(wǎng)接口相連;所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)各個(gè)子模塊的運(yùn)行與控制； 所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車充電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車充電優(yōu)先利用光伏系統(tǒng)所發(fā)電量，不足部分由公共電網(wǎng)補(bǔ)充，儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)由于電動(dòng)汽車充電時(shí)，給公共電網(wǎng)帶來的沖擊與干擾，光伏產(chǎn)生的電能與公共電網(wǎng)提供的電能，經(jīng)過所述雙向AC/DC變流器與雙向DC/DC變換器對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整并通過電動(dòng)汽車充電智能端口輸出； 所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于電動(dòng)汽車放電模式時(shí)，經(jīng)過所述微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，電動(dòng)汽車經(jīng)過所述雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器將直流電轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻同相的交流電反饋到電網(wǎng)，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略； 所述基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)工作于無(wú)電動(dòng)汽車充、放電情況下，所述光伏系統(tǒng)發(fā)電反饋到公共電網(wǎng)，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)能量管理與控制系統(tǒng)本地控制策略或遠(yuǎn)程下發(fā)控制策略，對(duì)光伏系統(tǒng)輸出電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足電網(wǎng)的管理需求。2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏系統(tǒng)為多組串聯(lián)的光伏電池并聯(lián)組成。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向DC/DC變換器與雙向AC/DC變流器構(gòu)成兩極結(jié)構(gòu)。4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)為附加的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，用于平滑電動(dòng)汽車在充放電過程中，以及光伏系統(tǒng)在發(fā)電過程中，對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，同時(shí)，也可兼顧充電站后備電源的作用。5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向AC/DC變流器具有實(shí)現(xiàn)整流與逆變功能的全橋整流電路以及濾除電流諧波的濾波電感L。6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微電網(wǎng)技術(shù)的V2G系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向DC/DC變換器采用半橋結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H02J3/32GK205509517SQ201521111570
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】周磊, 馬中華, 齊月
【申請(qǐng)人】北京盛通高科新能源科技有限公司