基于V2G微网系统的电能控制方法和V2G微网系统技术方案

一种基于V2G微网系统的电能控制方法和V2G微网系统，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元。交流母线群的每根交流母线的交流电参数唯一，并网配电单元连接电网和继电器阵列，直流母线群中每根直流母线的直流电参数都不同，分布式能量转换单元通过继电器阵列连接直流母线和交流母线，并将直流母线的电能输出给电动车或将电动车存储的电能输出给直流母线，能控中心依据V2G微网系统的能量转换参数数据，通过继电器阵列连接直流母线和分布式能量转换单元。由于依据最优的能量转换效率设定分布式能量转换单元连接的交直流母线，使得微网系统可以保持在最高效的运行状态，进而实现节能减排。进而实现节能减排。进而实现节能减排。

【技术实现步骤摘要】
基于V2G微网系统的电能控制方法和V2G微网系统


[0001]本专利技术涉及分布式能源
，具体涉及一种基于V2G微网系统的电能控制方法和V2G微网系统。

技术介绍

[0002]现阶段分布式能源以成为当前时兴的供能方式，能够对电网形成有效的补充，加强分布式能源配电的运用，不管是对电能利用率的提升，还是对电能损耗的减少，亦或是对资源保护均有着巨大的现实意义。相较于集中式发电而言，分布式发电有着诸多优势。首先，分布式发电属于分散式和小型式的发电单元，它常常处于配电网以及负荷的周围。同时，分布式发电的功率能够达到几千瓦甚至百兆瓦之多。现阶段最为常见的分布式发电类型较多的主要有生物质发电、风力发电、光热发电、光伏发电、地热发电以及利用汽体或液体为主要燃料的微型活力发电等类型。以往集中式供电模式并非直接面向用户，而分布式发电则改变了这一弊端，其供电过程是以用户的实际需要为基点，有力地降低了运输电能的成本，同时也使得供电损耗得到极大程度的降低。而且在该种供电模式下，用电的安全性也得到了良好保障。其次，经过一定程度整合与优化的分布式电网系统，能够实现电能利用率提升等多个功能目标。以往的电力系统对于技术有着较高的要求，而且安全性能较低，常常引发诸多大规模停电等情况，这种情况会在用电高峰期给用户带来很多不便。另外，以往的发电模式较为粗放，影响着地区生态环境的绿色化发展。中低压电力配送是分布式供电的主要应用方向，这也使得其在末端配电系统中有着极高的灵活性，有力地消减了以往配电只送不分的不足。分布式供电具备较强的开放性特性，化被动输送为主动输出，满足用户的相关需求，实现能源损耗的降低。
[0003]V2G微网系统也属于一种特殊的分布式供电，随着近年来全球电动汽车产业的快速发展，截至2020年电动汽车的保有量已经超过了420万量，预估到2025年，在新增的机动车数量中，电动汽车的占比将会超过30%以上。未来电动汽车的保有量快速持续走高，大量电动汽车的无序充电也大幅增加了电网的负荷。V2G是Vehicle
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grid（车辆到电网）的缩写，V2G描述了电动汽车与电网的关系。当电动汽车不使用时，车载电池的电能销售给电网的系统。如果车载电池需要充电，电流则由电网流向车辆，V2G(车辆到电网)作为一种新型的商业模式，在电动汽车不使用时，将动力电池的电能销售给电网系统，电池进行放电；在动力电池需要充电时，电流则由电网流向车辆，电池进行充电，从而实现电动汽车和电网的双赢。
[0004]新能源的技术发展迅速，新能源的种类也越来越多（例如，太阳能、风能和水能等），不同新能源转换为电能的电参数不同，为了便于实现电能的宏观管控，现在技术都是将转换后电能再次转换为统一的电参数后并网，就在统一电参数的能量转换过程中就会消耗电能。即使是针对同一种新能源，不同型号的发电装置产生的电能参数也各不相同，并网时也需要统一电参数的能量转换，因此也需要额外消耗电能。V2G微网系统的优势就是电动汽车与电网的能量交互，而电动车的储能装置更是种类、厂家及型号更是繁多，电能交互时
都需要进行电参数统一的转换，不但增加了电能的损耗，还不利于电网的用电平衡需求，降低V2G微网系统的优势，特别是在单位小区域内，限制了V2G微网系统的优势转化，因此还需要对V2G微网系统的电能管理方法进行优化。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是现有技术中的V2G微网系统的电能管理还不完善。
[0006]根据第一方面，一种实施例中提供一种V2G微网系统，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元；所述交流母线群包括至少一根交流母线，每根所述交流母线用于传输预设交流电参数的交流电；每根所述交流母线传输电能的交流电参数都不同；所述交流电参数包括电压值和/或电流值；所述并网配电单元用于连接在电网与所述继电器阵列之间，用于将所述电网输入的交流电转换电参数后，输出给所述继电器阵列；所述继电器阵列分别连接所述并网配电单元和所述交流母线群；所述继电器阵列用于将所述并网配电单元转换电参数后的交流电，输出给对应该电参数的所述交流母线；所述直流母线群包括至少两根直流母线，每根所述直流母线用于传输预设直流电参数的直流电；每根所述直流母线传输电能的直流电参数都不同；所述直流电参数包括电压值和/或电流值；所述继电器阵列还分别连接所述交流母线群、所述直流母线群和所述分布式能量转换单元；所述继电器阵列用于将一根所述交流母线和一根所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接；每个所述分布式能量转换单元包括直流连接端、交流连接端、交直流转换模块、储能模块、蓄能直流转换模块和充电放电直流转换模块；所述直流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述直流母线；所述交流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述交流母线；所述交直流转换模块分别与所述直流连接端和所述交流连接端连接，用于对所述直流连接端和所述交流连接端输出的电能进行交直流转换；所述蓄能直流转换模块连接在所述直流连接端和所述储能模块之间，用于从所述直流连接端获取电能给所述储能模块充电，或将所述储能模块储存的电能输出给直流连接端；所述充电放电直流转换模块用于连接在所述直流连接端和电动车之间，用于将所述直流连接端输出的电能给所述电动车充电，或将所述电动车存储的电能输出给所述直流连接端；所述能控中心分别通过通讯网络与所述并网配电单元、所述继电器阵列和每个所述分布式能量转换单元连接；所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，并通过所述继电器阵列将对应所述直流母线电参
数的所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接，还将对应所述交流母线电参数的所述交流母线与所述并网配电单元连接。
[0007]一实施例中，V2G微网系统还包括新能源配电单元，用于连接在所述继电器阵列和电能获取装置之间；所述新能源配电单元用于将电能获取装置获取的电能输出给所述继电器阵列；所述电能获取装置包括太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置和/或化学能发电装置；所述能控中心还通过通讯网络与所述新能源配电单元连接，用于获取所述电能获取装置的能量转换参数，并依据该能量转换参数通过所述继电器阵列将新能源配电单元输出的电能输出给一根所述交流母线或一根所述直流母线。
[0008]一实施例中，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，包括：获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种V2G微网系统，其特征在于，包括能控中心、交流母线群、直流母线群、继电器阵列、并网配电单元和至少一个分布式能量转换单元；所述交流母线群包括至少一根交流母线，每根所述交流母线用于传输预设交流电参数的交流电；每根所述交流母线传输电能的交流电参数都不同；所述交流电参数包括电压值和/或电流值；所述并网配电单元用于连接在电网与所述继电器阵列之间，用于将所述电网输入的交流电转换电参数后，输出给所述继电器阵列；所述继电器阵列分别连接所述并网配电单元和所述交流母线群；所述继电器阵列用于将所述并网配电单元转换电参数后的交流电，输出给对应该电参数的所述交流母线；所述直流母线群包括至少两根直流母线，每根所述直流母线用于传输预设直流电参数的直流电；每根所述直流母线传输电能的直流电参数都不同；所述直流电参数包括电压值和/或电流值；所述继电器阵列还分别连接所述交流母线群、所述直流母线群和所述分布式能量转换单元；所述继电器阵列用于将一根所述交流母线和一根所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接；每个所述分布式能量转换单元包括直流连接端、交流连接端、交直流转换模块、储能模块、蓄能直流转换模块和充电放电直流转换模块；所述直流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述直流母线；所述交流连接端与所述继电器阵列连接，用于通过所述继电器阵列连接一根所述交流母线；所述交直流转换模块分别与所述直流连接端和所述交流连接端连接，用于对所述直流连接端和所述交流连接端输出的电能进行交直流转换；所述蓄能直流转换模块连接在所述直流连接端和所述储能模块之间，用于从所述直流连接端获取电能给所述储能模块充电，或将所述储能模块储存的电能输出给直流连接端；所述充电放电直流转换模块用于连接在所述直流连接端和电动车之间，用于将所述直流连接端输出的电能给所述电动车充电，或将所述电动车存储的电能输出给所述直流连接端；所述能控中心分别通过通讯网络与所述并网配电单元、所述继电器阵列和每个所述分布式能量转换单元连接；所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，并通过所述继电器阵列将对应所述直流母线电参数的所述直流母线与所述分布式能量转换单元连接，还将对应所述交流母线电参数的所述交流母线与所述并网配电单元连接。2.如权利要求1所述的V2G微网系统，其特征在于，还包括新能源配电单元，用于连接在所述继电器阵列和电能获取装置之间；所述新能源配电单元用于将电能获取装置获取的电能输出给所述继电器阵列；所述电能获取装置包括太阳能发电装置、风能发电装置、水能发电装置和/或化学能发电装置；所述能控中心还通过通讯网络与所述新能源配电单元连接，用于获取所述电能获取装
置的能量转换参数，并依据该能量转换参数通过所述继电器阵列将新能源配电单元输出的电能输出给一根所述交流母线或一根所述直流母线。3.如权利要求2所述的V2G微网系统，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，包括：获取预设时间段所述分布式能量转换单元的能量转换参数数据；所述能量转换参数包括在该预设时间内所述交直流转换模块的能量转换曲线图、在该预设时间内所述蓄能直流转换模块的能量转换曲线图和在该预设时间内所述充电放电直流转换模块的能量转换曲线图；依据所述能量转换参数数据拟合效率曲线函数；所述效率曲线函数包括：η=f(x)；其中，x是所述分布式能量转换单元的能量转换模块的输入功率，η是能量转换模块的转换效率；所述分布式能量转换单元的能量转换模块包括所述直流转换模块、所述蓄能直流转换模块或所述充电放电直流转换模块。4.如权利要求3所述的V2G微网系统，其特征在于，所述效率曲线函数为线性函数、指数函数和/或幂函数。5.如权利要求3所述的V2G微网系统，其特征在于，所述能控中心用于获取每个所述分布式能量转换单元和所述并网配电单元的能量转换参数数据，以依据所述能量转换参数数据获取能量转换效率最大值的直流母线电参数和交流母线电参数，还包括：获取所述V2G微网系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文伟，张涛，张新永，杨树锦，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院电动车辆国家工程实验室深圳研究院，
类型：发明
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