一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统，包括：能量路由器和母线，能量路由器包括多种电力变换器模块，各电力变换器模块的一端接入母线，另一端通过各输入输出端口与下述中的一种或多种外部设备连接：直流配电网、交流电网、分布式能源发电设备和充放电设备；利用本发明专利技术的能量路由器可以直接接入各类交直流负载，最大限度地实现光伏等可再生能源的接入；本发明专利技术提供的充电站系统为多能互补能源自洽的供用电系统，具备快速充电站直流接入能力，可构建多电压等级交直流无缝混合配电网，实现新能源汽车充电、交直流负荷、分布式电源、储能、信息流的融合，提高电网对新能源电动汽车的接纳程度，助推新能源电动汽车与快速充电站的发展与建设。站的发展与建设。站的发展与建设。
【技术实现步骤摘要】
一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统
[0001]本专利技术涉及能量路由器设计领域，具体涉及一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统。
技术介绍
[0002]随着能源和环境问题的日益严重，对可再生能源的研究和开发已成为全球共同关注的首要问题。在“节约、清洁、安全”的能源战略方针指导下，风电、太阳能等新能源发电形式以其节能环保的特点得到了快速发展。受资源约束，新能源发电出力本身具有波动性和随机性，随着新能源装机渗透率的提高，大规模集中式和分布式新能源并网将给电网带来不容忽视的冲击。规模化快速充电站具有随机性、不确定性，引起配电网功率损耗、电压波动，对电网安全可靠运行带来潜在挑战。
[0003]随着对充电站需求的提高，需要将原变电站改造为变电站+充换电站(储能站)+数据中心站“三合一”模式，同时为了最大限度的接纳新能源电动汽车，急需进一步研究快速型充电站接入关键技术，助推新能源电动汽车与快速充电站的发展与建设。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统，包括：能量路由器和母线，所述能量路由器包括多种电力变换器模块，各电力变换器模块的一端接入母线，另一端通过各输入输出端口与下述中的一种或多种外部设备连接：直流配电网、交流电网、分布式能源发电设备和充放电设备。
[0005]优选的，所述电力变换器模块包括变流模块A；
[0006]所述变流模块A为10kV中压接口电力变换器模块，其一端与母线连接，另一端通过10kV三相交流端口与10kV交流电网相连。
[0007]优选的，所述变流模块A的所述一端采用多高频隔离DAB模块并联输出结构，得到750V低压；所述变流模块A的另一端采用MMC级联多电平结构。
[0008]优选的，所述电力变换器模块还包括交流输出变换器模块B；所述交流输出变换器模块B为三相交流380V和单相220V交流输出变换器模块；
[0009]所述交流输出变换器模块B的一端与母线连接；
[0010]所述交流输出变换器模块B的另一端通过三相四线380V/220V端口与交流负载连接；或所述交流输出变换器模块B的另一端通过三相四线380V/220V端口与双向交流充电器连接；
[0011]其中所述充放电设备包括：双向交流充电器连接或交流负载。
[0012]优选的，所述交流输出变换器模块B包括：相互连接的DC/AC变换器和隔离变压器，所述DC/AC变换器接入母线，所述隔离变压器与三相四线380V/220V端口连接。
[0013]优选的，所述隔离变压器为
△
|Y型隔离变压器；所述DC/AC变换器为两电平三相半桥变流器。
[0014]优选的，所述电力变换器模块还包括双向直流变换器模块C；所述双向直流变换器模块C采用高频隔离DC/DC变换器结构；其一端连接至直流母线，另一端通过
±
375V直流端口与充放电设备连接。
[0015]优选的，所述双向直流变换器模块C采用两个DAB输入并联输出串联结构，形成三个接线端，所述三个接线端分别为﹢375V接线端、0V接线端和﹣375V接线端。
[0016]优选的，所述电力变换器模块还包括双向直流变换器模块D；
[0017]所述双向直流变换器模块D采用高频隔离DC/DC变换器结构；其一端连接至直流母线，另一端通过
±
110V直流端口与充放电设备连接。
[0018]优选的，所述双向直流变换器模块D采用两个DAB输入并联输出串联结构，形成三个接线端，所述三个接线端分别为﹢110V接线端、0V接线端和﹣110V接线端。
[0019]优选的，还包括能量管理系统，所述能量管理系统分别与多种电力变换器模块和上层控制系统通信连接；
[0020]所述能量管理系统将上层控制系统的调度指令发送给所述多种电力变换器模块，同时从电力变换器模块获取各电力变换器模块的运行状态信息。
[0021]优选的，所述能量管理系统包括通信连接的中央控制单元和端口控制单元；
[0022]所述端口控制单元内集成有多种控制算法；每种控制算法分别对应一种控制模式；
[0023]所述各控制模式根据用户或者中央控制单元的指令进行设置。
[0024]优选的，所述端口控制单元包括内置于所述双向直流变换器模块C的第一控制模块和内置于双向直流变换器模块D的第二控制模块。
[0025]优选的，所述第一控制模块包括下述中的一种或多种功能：电动汽车充放电控制功能、储能充放电控制功能、光伏控制功能、负荷电压控制功能；
[0026]与双向直流变换器模块C的另一端通过
±
375V直流端口连接的充放电设备包括下述中的一种或多种：光伏、储能、负载和电动汽车。
[0027]优选的，所述第二控制模块包括下述中的一种或多种功能：储能充放电控制功能、光伏控制功能、负荷电压控制功能；
[0028]与双向直流变换器模块D的另一端通过
±
110V直流端口连接的充放电设备包括下述中的一种或多种：储能、光伏和负载。
[0029]优选的，所述中央控制单元用于对各外部电源进行能量管理，进而实现对充电站系统优化控制。
[0030]优选的，所述中央控制单元还具有人机交互界面；
[0031]基于所述人机交互界面实现下述中的一种或多种功能：对各外部电源进行设置、系统保护和告警。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0033]本专利技术提供的一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统，包括：能量路由器和母线，所述能量路由器包括多种电力变换器模块，各电力变换器模块的一端接入母线，另一端通过各输入输出端口与下述中的一种或多种外部设备连接：直流配电网、交流电网、分布式能源发电设备和充放电设备；利用本专利技术的能量路由器可以直接接入各类交直流负载，最大限度地实现光伏等可再生能源的接入；
[0034]本专利技术提供的含光储充一体化能量路由器的充电站系统是一个多能互补能源自洽的供用电系统，具备快速充电站直流接入能力，可构建多电压等级交直流无缝混合配电网，实现新能源汽车充电、交直流负荷、分布式电源、储能、信息流的有机融合，提高电网对新能源电动汽车的接纳程度，助推新能源电动汽车与快速充电站的发展与建设。
附图说明
[0035]图1为本专利技术含光储充一体化能量路由器的充电站架构图；
[0036]图2为本专利技术变流模块A结构示意图；
[0037]图3为本专利技术交流输出变换器模块B结构示意图；
[0038]图4
±
375V的双向直流变换器模块C结构示意图；
[0039]图5
±
110V的双向直流变换器模块D结构示意图；
[0040]图6为本专利技术含光储充一体化能量路由器的充电站系统示意图；
[0041]图7为本专利技术含光储充一体化能量路由器的充电站控制系统示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含光储充一体化能量路由器的充电站系统，其特征在于，包括：能量路由器和母线，所述能量路由器包括多种电力变换器模块，各电力变换器模块的一端接入母线，另一端通过各输入输出端口与下述中的一种或多种外部设备连接：直流配电网、交流电网、分布式能源发电设备和充放电设备。2.如权利要求1所述的充电站系统，其特征在于，所述电力变换器模块包括变流模块A；所述变流模块A为10kV中压接口电力变换器模块，其一端与母线连接，另一端通过10kV三相交流端口与10kV交流电网相连。3.如权利要求2所述的充电站系统，其特征在于，所述变流模块A的所述一端采用多高频隔离DAB模块并联输出结构，得到750V低压；所述变流模块A的另一端采用MMC级联多电平结构。4.如权利要求2所述的充电站系统，其特征在于，所述电力变换器模块还包括交流输出变换器模块B；所述交流输出变换器模块B为三相交流380V和单相220V交流输出变换器模块；所述交流输出变换器模块B的一端与母线连接；所述交流输出变换器模块B的另一端通过三相四线380V/220V端口与交流负载连接；或所述交流输出变换器模块B的另一端通过三相四线380V/220V端口与双向交流充电器连接；其中所述充放电设备包括：双向交流充电器连接或交流负载。5.如权利要求4所述的充电站系统，其特征在于，所述交流输出变换器模块B包括：相互连接的DC/AC变换器和隔离变压器，所述DC/AC变换器接入母线，所述隔离变压器与三相四线380V/220V端口连接。6.如权利要求5所述的充电站系统，其特征在于，所述隔离变压器为
△
|Y型隔离变压器；所述DC/AC变换器为两电平三相半桥变流器。7.如权利要求2所述的充电站系统，其特征在于，所述电力变换器模块还包括双向直流变换器模块C；所述双向直流变换器模块C采用高频隔离DC/DC变换器结构；其一端连接至直流母线，另一端通过
±
375V直流端口与充放电设备连接。8.如权利要求7所述的充电站系统，其特征在于，所述双向直流变换器模块C采用两个DAB输入并联输出串联结构，形成三个接线端，所述三个接线端分别为﹢375V接线端、0V接线端和﹣375V接线端。9.如权利要求7所述的充电站系统，其特征在于，所述电力变换器模块还包括双向直...
【专利技术属性】
技术研发人员：马春艳，段青，沙广林，王昊晴，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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