一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，包括：交流母线、第一直流母线、第二直流母线、用电负荷系统、储能系统、分布式电源和电动汽车充电站；分布式电源、交流储能单元和交流负荷分别与交流母线相连接；第一直流母线和第二直流母线分别与交流母线相连接；第一直流母线连接有居民直流负荷、直流储能单元、重要负荷和敏感负荷；第二直流母线连接有工业直流负荷和电动汽车充电站。利用本发明专利技术提供的新型微网拓扑结构，采用交直流母线将微电网内用电负荷系统进行分隔，可以降低大规模电动汽车充电站接入引起的电能质量降低等影响，以保障微电网内重要负荷及敏感负荷的持续可靠供电。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构
本专利技术涉及电力系统网络拓扑结构
，特别涉及一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构。
技术介绍
电动汽车作为替代传统汽油汽车的新一代交通工具，在世界各国均得到了大力支持，使得电动汽车在近些年得到了广泛普及。随着电动汽车的大力推广，在微电网的建设规划中，大规模电动汽车接入微电网时，由于电动汽车作为恒功率负荷，直接接入微电网的交流母线，将会在微电网供电系统中引入大量谐波，进一步降低电力系统的供电质量。因此，需要在大规模电动汽车接入的应用环境下，建立微电网结构，以减小谐波的影响。目前，如图1所示，传统的微电网结构包括：分布式电源、储能系统和用电负荷系统；其中，分布式电源包括风力发电机、太阳能发电机或微型燃气轮机发电等；用电负荷系统包括敏感负荷和重要负荷；储能系统包括直流储能单元和交流储能单元。所有分布式电源、储能系统和用电负荷系统均连接在一条交流母线上，分布式电源及用电负荷系统等波动会对微电网的电能质量造成影响。但是，当大规模电动汽车通过电动汽车充电站接入微电网时，在电动汽车充电站启动或达到充电高峰期，可能导致微电网内出现功率缺额，从而影响微电网的频率；而当分布式电源出力的波动会直接影响到用电负荷系统的供电质量，进一步影响微电网内电能质量的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，解决传统的微电网结构中，当大规模电动汽车接入微电网时，对微电网内电能质量的可靠性造成影响的问题。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，包括：交流母线、第一直流母线、第二直流母线、用电负荷系统、储能系统、分布式电源和电动汽车充电站，其中，所述储能系统包括交流储能单元和两个直流储能单元；所述用电负荷系统包括直流负荷、交流负荷、敏感负荷和重要负荷；所述直流负荷包括工业直流负荷和居民直流负荷；所述交流母线通过变压器和主开关与配电网相连接；所述分布式电源、所述交流储能单元和所述交流负荷分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线和所述第二直流母线分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线包括第一段第一直流母线和第二段第一直流母线；所述第一段第一直流母线连接有所述居民直流负荷和一所述直流储能单元；所述第二段第一直流母线连接有所述重要负荷、所述敏感负荷和另一所述直流储能单元；所述第二直流母线连接有所述工业直流负荷和所述电动汽车充电站。优选地，所述用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构还包括：联络线路，所述联络线路用于连接所述配电网和所述第二段第一直流母线，所述联络线路用于若微电网功率出现缺额时，则由所述配电网通过所述联络线路直接为所述敏感负荷及所述重要负荷提供电能；和/或，所述联络线路用于连接所述电动汽车充电站和所述交流母线。优选地，所述用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构还包括：备用电源，所述备用电源与所述第二直流母线相连接。优选地，所述用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构还包括：数个整流器、数个斩波器、数个逆变器和数个变频器；所述整流器设置于所述交流母线与所述分布式电源之间以及所述第二直流母线与所述交流母线之间；所述斩波器分别设置于所述居民直流负荷与所述第一段第一直流母线之间、所述工业直流负荷和所述第二直流母线之间、所述直流储能单元与所述第一直流母线之间、所述电动汽车充电站与所述第二直流母线之间以及所述备用电源与所述第二直流母线之间；所述逆变器设置于所述交流负荷与所述交流母线之间、所述第一直流母线与所述交流母线之间、所述敏感负荷与所述第一直流母线之间以及所述重要负荷与所述第一直流母线之间；所述变频器设置于所述分布式电源与所述交流母线之间以及所述交流储能单元与所述交流母线之间。优选地，所述用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构还包括数个联络开关：每个所述联络开关分别设置于所述整流器与所述交流母线之间、所述斩波器与所述第一直流母线之间、所述斩波器与所述第二直流母线之间、所述逆变器与所述交流母线之间、所述变频器与所述交流母线之间以及所述第一段第一直流母线与所述第二段第一直流母线之间。优选地，所述分布式电源包括：风力发电机、太阳能发电机和微型燃气轮机。优选地，所述交流负荷包括：工业交流负荷和居民交流负荷。优选地，所述备用电源为内燃机。优选地，所述储能系统为蓄电池。由以上技术方案可知，本专利技术实施例提供的一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，包括：交流母线、第一直流母线、第二直流母线、用电负荷系统、储能系统、分布式电源和电动汽车充电站；所述分布式电源、所述交流储能单元和所述交流负荷分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线和所述第二直流母线分别与所述交流母线相连接；所述第一段第一直流母线连接有所述居民直流负荷和一所述直流储能单元；所述第二段第一直流母线连接有所述重要负荷、所述敏感负荷和另一所述直流储能单元；所述第二直流母线连接有所述工业直流负荷和所述电动汽车充电站。本专利技术提供的新型微网拓扑结构，采用交流母线和两条直流母线将整个供电系统进行分区，将微电网内用电负荷系统进行分隔，即将微电网内的重要负荷和敏感负荷与电动汽车充电站进行相互隔离，避免当大规模电动汽车通过电动汽车充电站接入微电网时功率的变化、电动汽车充电站的启动和关闭以及分布式电源出力对微电网的电能质量造成的影响，进而影响重要负荷和敏感负荷的正常运行；还利用储能系统补偿微电网的功率变化，降低对交直流母线电压的影响。因此，利用本专利技术提供的新型微网拓扑结构，采用交直流母线将微电网内用电负荷系统进行分隔，可以降低大规模电动汽车充电站接入引起的电能质量降低等影响，以保障微电网内重要负荷及敏感负荷的持续可靠供电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统微网的结构示意图；图2为传统微网中太阳能发电功率对交流母线电压的影响波形图；图3为传统微网中大规模电动汽车充电站接入对电网频率影响波形图；图4为本专利技术实施例提供的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构中太阳能发电功率波动对交流母线电压的影响波形图；图6为本专利技术实施例提供的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构中大规模电动汽车充电站接入对电网频率影响波形图；图7为基于本专利技术实施例提供的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构的多微网结构的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，传统微电网主要由交流母线、分布式电源(微型燃汽轮机、太阳能发电机、风力发电)、储能系统(直流储能、交流储能)以及用电负荷系统(包括敏感负荷与重要负荷)组成。所有分布式电源、储能系统和用电负荷系统均接于交流母线，分布式电源及用电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，其特征在于，包括：交流母线、第一直流母线、第二直流母线、用电负荷系统、储能系统、分布式电源和电动汽车充电站，其中，所述储能系统包括交流储能单元和两个直流储能单元；所述用电负荷系统包括直流负荷、交流负荷、敏感负荷和重要负荷；所述直流负荷包括工业直流负荷和居民直流负荷；所述交流母线通过变压器和主开关与配电网相连接；所述分布式电源、所述交流储能单元和所述交流负荷分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线和所述第二直流母线分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线包括第一段第一直流母线和第二段第一直流母线；所述第一段第一直流母线连接有所述居民直流负荷和一所述直流储能单元；所述第二段第一直流母线连接有所述重要负荷、所述敏感负荷和另一所述直流储能单元；所述第二直流母线连接有所述工业直流负荷和所述电动汽车充电站。

【技术特征摘要】
1.一种用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，其特征在于，包括：交流母线、第一直流母线、第二直流母线、用电负荷系统、储能系统、分布式电源和电动汽车充电站，其中，所述储能系统包括交流储能单元和两个直流储能单元；所述用电负荷系统包括直流负荷、交流负荷、敏感负荷和重要负荷；所述直流负荷包括工业直流负荷和居民直流负荷；所述交流母线通过变压器和主开关与配电网相连接；所述分布式电源、所述交流储能单元和所述交流负荷分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线和所述第二直流母线分别与所述交流母线相连接；所述第一直流母线包括第一段第一直流母线和第二段第一直流母线；所述第一段第一直流母线连接有所述居民直流负荷和一所述直流储能单元；所述第二段第一直流母线连接有所述重要负荷、所述敏感负荷和另一所述直流储能单元；所述第二直流母线连接有所述工业直流负荷和所述电动汽车充电站。2.根据权利要求1所述的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，其特征在于，还包括：联络线路，所述联络线路用于连接所述配电网和所述第二段第一直流母线，所述联络线路用于若微电网内功率出现缺额时，则由所述配电网通过所述联络线路直接为所述敏感负荷及所述重要负荷提供电能；和/或，所述联络线路用于连接所述电动汽车充电站和所述交流母线。3.根据权利要求1所述的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，其特征在于，还包括：备用电源，所述备用电源与所述第二直流母线相连接。4.根据权利要求1所述的用于大规模电动汽车的新型微网拓扑结构，其特征在于，还包括：数个整流器、数个斩波器、数个逆变器和数个变频器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海，苏适，陈晓云，张少泉，严玉廷，杨家全，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53