一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，包括：交流微电网系统、直流微电网系统以及微网管理系统，交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上，直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上，所述交流微电网系统包括柴油发电机、风力发电机以及交流慢充充电桩组；所述直流微电网系统包括光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组；所述微网管理系统包括主控装置以及设置于负载侧用于获得检测信号的若干检测装置。本发明专利技术从根本上避免了电动汽车对常规能源的消耗和对环境的污染，优化了新能源的利用和配置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动汽车充电站系统，尤其涉及一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统。
技术介绍
目前，我国在电动汽车充电设施建设上主要分为集中式充电站、分布式充电桩和更换电池三种模式。这些充电设施的建设在一定程度上解决了电动汽车的充电问题，但也存在明显的缺点，主要表现在以下两个方面：第一，由于对电网的依赖，充电设施无法再远离电网覆盖的区域建设使用；第二，充电设施的能量取自电网，而我国73％的电力来自煤炭，所以电动汽车的动力仍然来自常规能源，电动汽车的应用并没能改变对常规能源的消耗和对环境污染的影响。当前采用新能源为主要供电方式的电动汽车充电站发展迅速，但分布式能源的高效利用和充电设施的建设严重落后。主要表现在：1)光伏、风机等新能源的发电的不稳定性；2)充电桩与现有停车位的冲突；3)充电设施网点不足，尤其是偏远、缺电地区。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中电动汽车充电站存在的上述技术问题，提供一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，优化太阳能、风能等新能源在整个微网中的利用，从根本上避免了电动汽车对常规能源的消耗和对环境的污染。为此，本专利技术采用如下技术方案：一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，包括：交流微电网系统、直流微电网系统以及微网管理系统，交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上，直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上，其特征在于：所述交流微电网系统包括柴油发电机、风力发电机以及交流慢充充电桩组，所述交流充电桩组包含若干路并联的输出电路，所述柴油发电机、风力发电机以及交流充电桩组分别依次串联整流逆变装置和可控开关后与微电网交流母线连接；所述直流微电网系统包括光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组，所述直流充电桩组包含若干路并联的充电支路，其中每一充电支路连接着直流变流器可将直流母线电压升/降为所需要的直流电压输出；所述光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组的各路输出电路分别连接整流逆变装置后与微电网直流母线连接；所述微网管理系统包括主控装置以及设置于负载侧用于获得检测信号的若干检测装置，所述主控装置与各所述检测装置通信连接，对源自所述检测装置的检测信号进行分析运算，根据控制策略控制各整流逆变装置和各可控开关装置的工作状态。进一步地，所述直流充电桩组中的一路连接有超级电容器组，所述超级电容器组由若干超级电容器串并联组成，超级电容器组通过专有的直流变流器与直流母线相连接。进一步地，所述交流充电桩组经串联升/降压变压器后与交流母线连接，提供交流220/380V充电电源；所述直流充电桩组经串联直流变换器与直流母线连接，将直流母线的电压/电流转变调节后为电动汽车充电。进一步地，所述柴油发电机作为微网独立运行时的主要供电单元，光伏发电系统和风力发电系统的发电用来作为补充的供电补充。进一步地，所述柴油发电机在轻载模式下工作，以45-75％的额定负载输出。进一步地，所述交流母线与直流母线之间通过双向AC/DC变流器连接。进一步地，所述微网管理系统设有通信模块并通过RS485或者CAN总线通信模式与远程控制器通信连接和/或进行网络数据传输。进一步地，所述整流逆变装置包括双向DC-DC整流器和双向AC-DC变流器，进一步地，所述光伏发电系统包括晶体硅光伏阵列或者薄膜光伏阵列以及与所述的光伏阵列相连的转换器。进一步地，所述的风力发电系统包括多组风力发电机和与所述风力发电机相连的转换器。进一步地，所述储能系统包括多组蓄电池和与所述蓄电池相连的双向转换器。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术可以大大提高分布式光伏的利用率，减少化石能源的消耗以及污染空气的有害气体排放，减小对环境污染；2、本设计可以突破大电网地域的限制，可任意安设在远离大电网覆盖的区域建设使用，比如海岛，矿石，高速公路服务区等。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的启动顺序图；图3为本专利技术中电动汽车充电桩的工作流程图；图4为交流充电桩的外观图；图5为直流充电桩的外观图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，本专利技术中与现有技术相同的部分将参考现有技术。如图1-5所示，本专利技术的基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，包括：交流微电网系统、直流微电网系统以及微网管理系统，交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上，直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上，所述交流母线与直流母线之间通过双向AC/DC变流器连接，这种结构可以减少AC/DC、DC/AC等变流器的使用，可以有效地降低建设成本，并减少系统中的谐波。所述交流微电网系统包括柴油发电机、风力发电机以及交流慢充充电桩组，所述交流充电桩组包含若干路并联的输出电路，作为交流慢充充电桩，所述柴油发电机、风力发电机以及交流充电桩组分别依次串联整流逆变装置和可控开关后与微电网交流母线连接。交流充电桩组经串联升/降压变压器后与交流母线连接，提供交流220/380V充电电源。所述可控开关由微网管理器根据内置逻辑算法输出的结果来进行控制，可实现远程操作，手动操作等功能。所述柴油发电机作为微网独立运行时的主要供电单元，光伏发电系统和风力发电系统的发电用来作为补充的供电补充。所述柴油发电机在轻载模式下工作，以45-75％的额定负载输出，优选以60％的额定负载输出。柴油发电机的数量和功率根据用电负荷情况和光伏发电和风机配置容量进行选择。所述直流微电网系统包括光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组，所述直流充电桩组包含若干路并联的输出电路，作为直流快充充电桩，直流充电桩组经串联双向DC-DC整流器后与直流母线连接，将直流母线的电压/电流转变调节后为电动汽车充电；这样的结构可以省去传统直流充电桩里的AC/DC开关电源部件，提升充电利用率和效率。直流充电桩组中的一路连接有超级电容器组，所述超级电容器组由若干超级电容器串并联组成，超级电容器组通过专有的直流变流器与直流母线相连接。当直流快充充电桩在充电工作开始时，微网管理器会根据充电需求自动接通相关的超级电容器组，加大充电电流，实现快充功能；当超级电容组放完电时，微网直流母线会优先给超级电容器组充电并保持热备状态。超级电容器组容量大小依据直流充电桩允许同时接入的充电电动汽车的最大数量来决定。所述储能系统包括多组蓄电池和与所述蓄电池相连的双向转换器。蓄电池组的型号和数量根据用电负荷和光伏、柴油发电机和风机的出力情况来决定。所述光伏发电系统包括晶体硅光伏阵列或者薄膜光伏阵列以及与所述的光伏阵列相连的转换器。光伏阵列的数量和功率根据所接入负载的容量的大小来选择。所述的风力发电系统包括多组风力发电机和与所述风力发电机相连的转换器。风力发电机的数量和功率根据所接入充电桩的用电情况进行选择。所述微网管理系统包括主控装置以及设置于负载侧用于获得检测信号的若干检测装置，所述主控装置与各所述检测装置通信连接，对源自所述检测装置的检测信号进行分析运算，根据控制策略控制各整流逆变装置和各可控开关装置的工作状态。微网管理系统设有通信模块并通过RS485或者CAN总线通信模式与远程控制器通信连接和/或进行网络数据传输。如图2、图3所示，本专利技术的电动汽车充电站供电系统，供电方式是：(1)柴油发电机作为整个系统的主供电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，包括：交流微电网系统、直流微电网系统以及微网管理系统，交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上，直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上，其特征在于：所述交流微电网系统包括柴油发电机、风力发电机以及交流慢充充电桩组，所述交流充电桩组包含若干路并联的输出电路，所述柴油发电机、风力发电机以及交流充电桩组分别依次串联整流逆变装置和可控开关后与微电网交流母线连接；所述直流微电网系统包括光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组，所述直流充电桩组包含若干路并联的充电支路，其中每一充电支路连接着直流变流器可将直流母线电压升/降为所需要的直流电压输出，所述光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组的各路输出电路分别连接整流逆变装置后与微电网直流母线连接；所述微网管理系统包括主控装置以及设置于负载侧用于获得检测信号的若干检测装置，所述主控装置与各所述检测装置通信连接，对源自所述检测装置的检测信号进行分析运算，根据控制策略控制各整流逆变装置和各可控开关装置的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，包括：交流微电网系统、直流微电网系统以及微网管理系统，交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上，直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上，其特征在于：所述交流微电网系统包括柴油发电机、风力发电机以及交流慢充充电桩组，所述交流充电桩组包含若干路并联的输出电路，所述柴油发电机、风力发电机以及交流充电桩组分别依次串联整流逆变装置和可控开关后与微电网交流母线连接；所述直流微电网系统包括光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组，所述直流充电桩组包含若干路并联的充电支路，其中每一充电支路连接着直流变流器可将直流母线电压升/降为所需要的直流电压输出，所述光伏发电系统、储能系统以及直流充电桩组的各路输出电路分别连接整流逆变装置后与微电网直流母线连接；所述微网管理系统包括主控装置以及设置于负载侧用于获得检测信号的若干检测装置，所述主控装置与各所述检测装置通信连接，对源自所述检测装置的检测信号进行分析运算，根据控制策略控制各整流逆变装置和各可控开关装置的工作状态。2.根据权利要求1所述的基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，其特征在于：所述直流充电桩组中的一路连接有超级电容器组，所述超级电容器组由若干超级电容器串并联组成，超级电容器组通过专有的直流变流器与直流母线相连接。3.根据权利要求1所述的基于独立微网的电动汽车充电站供电系统，其特征在于：所述交流充电桩组经串联升/降压变压器后与交流母线连接，提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：常州天合光能有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32