基于重构模块的光储充一体化充电系统及其效率提升方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于重构模块的光储充一体化充电系统及其效率提升方法，属于新能源充电技术领域，解决了充电站系统架构未考虑AC/DC模块的效率特性，导致输出功率设置配比不合理，影响系统充电效率的问题，本发明专利技术包括交流母线，交流母线分别连接有交流电网和多组AC/DC模块，多组AC/DC模块连接有多组投切开关，所述AC/DC模块与投切开关一一对应连接，多组投切开关并联后连接有直流母线，所述直流母线上分别连接有光伏发电单元、储能单元和多组充电桩。本发明专利技术可根据负载需求端的功率大小列出符合容量要求的AC/DC模块组合，并选出最优输出配比组合接入线路，提高系统充电效率。提高系统充电效率。提高系统充电效率。

【技术实现步骤摘要】
基于重构模块的光储充一体化充电系统及其效率提升方法


[0001]本专利技术属于新能源充电
，具体涉及一种基于重构模块的光储充一体化充电系统及其效率提升方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着化石能源的过度使用，其造成的环境污染问题日益严重，新能源发电及电动汽车已成为缓解这一问题的有效措施，目前已有大量电动汽车品牌应运而生并投入市场，加速了社会对于电动汽车充电桩的服务需求。
[0003]目前充电站一般采用配电网供电的形式，站内设置多台直流充电桩为电动汽车供电。由于充电负荷的无序性，在实际使用过程中可能出现充电站容量与负载需求功率不匹配的情况，这将导致系统利用率低、运行效率下降等问题。传统方案通过在系统中设置多组AC/DC模块，根据负载需求对模块进行投切可以实现充电站容量的动态控制，但未考虑AC/DC模块的效率特性，使系统效率不佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：
[0005]为解决现有技术中的充电站系统架构未考虑AC/DC模块的效率特性，导致输出功率设置配比不合理，影响系统充电效率的问题，提供一种基于重构模块的光储充一体化充电系统及其效率提升方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]基于重构模块的光储充一体化充电系统，包括交流母线，交流母线分别连接有交流电网和多组AC/DC模块，多组AC/DC模块连接有多组投切开关，所述AC/DC模块与投切开关一一对应连接，多组投切开关并联后连接有直流母线，所述直流母线上分别连接有光伏发电单元、储能单元和多组充电桩。
[0008]进一步地，所述多组AC/DC模块包含多组容量不同的AC/DC模块，AC/DC模块n的容量为Q
n
。
[0009]基于重构模块的光储充一体化充电效率提升方法，使用上述的基于重构模块的光储充一体化充电系统，包括以下步骤：
[0010]1)采集光伏发电单元的放电功率P
光
，通过充电桩获取电动汽车的充电需求功率P
车
；
[0011]2)比较P
光
与P
车
的大小，若P
光
>P
车
时，则光伏发电单元给负载端电动汽车充电，并将多余的电量储存在储能单元中；若P
光
<P
车
，且此时满足P
光
+P
储
>P
车
，其中P
储
为储能单元储存的功率，则光伏发电单元与储能单元共同为负载端电动汽车充电；若P
光
+P
储
<P
车
，则通过投切开关将AC/DC模块接入充电通道，并由AC/DC模块直接给负载端电动汽车充电，光伏发电单元与储能单元不参与负载供电；
[0012]3)在P
光
+P
储
<P
车
的条件下，根据充电需求功率P
车
的大小计算出所有符合容量要求的
AC/DC模块组合，在符合要求的组合中，根据各个AC/DC模块的功率
‑
效率曲线结合粒子群算法得出该组合效率最优时各个AC/DC模块输出功率配比，最后比较各个组合的最高效率，得出效率最优的切换组合。
[0013]进一步地，所述步骤3)中的粒子群算法流程如下：
[0014]a.粒子群初始化，设置最大迭代次数，粒子群规模，每个粒子的速度和位置信息，目标函数的自变量个数即为当前组合中切入的AC/DC模块个数；
[0015]b.计算每个粒子的适应度；
[0016]c.将每个粒子的适应度与其个体最优位置与全局最优位置比较，若位置更优，则相应更新个体最优位置或全局最优位置；
[0017]d.更新粒子速度和位置信息，更新公式如下：
[0018]V
i
＝ωV
i
+C1rand(0,1)(P
i
‑
X
i
)+C2rand(0,1)(P
g
‑
X
i
)
[0019]X
i
＝X
i
+V
i
[0020]其中，ω为惯性权重因子，可调整全局寻优与局部寻优能力；C1、C2为非负的常数，即加速因子，C1可调整个体最优位置；rand(0,1)表示分布在[0,1]之间的随机数，P
i
表示当前粒子的个体最优位置，P
g
表示当前全局最优位置；
[0021]e.当达到设定迭代次数或者代数之间的差值满足精度要求时结束流程，否则回到步骤b。
[0022]进一步地，所述步骤3)中采用综合评价函数如下：
[0023][0024]其中，M
a
表示当前组合下，容量调整前后投切开关的投切次数；α为投切惩罚权重系数。
[0025]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0026]1、本专利技术的系统包含多组不同容量的AC/DC模块，可以根据充电桩负载端的功率需求灵活组合投切AC/DC模块，建立不同容量的充电通道，能够实现能量的自由分配以满足不同车型的充电需求，实现汽车的柔性充电。
[0027]2、本专利技术与现有的光储充系统控制方法相比，考虑了AC/DC模块的效率特性，通过合理配置AC/DC模块的输出功率配比，可以实现充电效率提升，系统采集用电数据判断充电桩的使用状况，根据负载需求端的功率大小排列选出符合容量要求的AC/DC模块组合，并根据AC/DC模块的效率曲线结合粒子群算法得出最优输出配比组合，通过切换开关将相应的AC/DC模块接入充电线路，使系统输出功率匹配充电需求的同时保持最高的充电效率，减少系统运行成本。
附图说明
[0028]图1为本专利技术充电系统的主电路拓扑示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例的拓扑示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例中AC/DC模块的组合；
[0031]图4为本专利技术实施例中AC/DC模块的效率曲线。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]如图1所示，本专利技术为基于重构模块的光储充一体化充电系统，包括交流母线，交流母线分别连接有交流电网和多组AC/DC模块，多组AC/DC模块连接有多组投切开关，所述AC/DC模块与投切开关一一对应连接，多组投切开关并联后连接有直流母线，所述直流母线上分别连接有光伏发电单元、储能单元和多组充电桩。
[0034]进一步地，所述多组AC/DC模块包含多组容量不同的AC/DC模块，AC/DC模块n的容量为Q
n
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于重构模块的光储充一体化充电系统，其特征在于，包括交流母线，交流母线分别连接有交流电网和多组AC/DC模块，多组AC/DC模块连接有多组投切开关，所述AC/DC模块与投切开关一一对应连接，多组投切开关并联后连接有直流母线，所述直流母线上分别连接有光伏发电单元、储能单元和多组充电桩。2.根据权利要求1所述的基于重构模块的光储充一体化充电系统，其特征在于，所述多组AC/DC模块包含多组容量不同的AC/DC模块，AC/DC模块n的容量为Q
n
。3.基于重构模块的光储充一体化充电效率提升方法，使用权利要求1
‑
2任一所述的基于重构模块的光储充一体化充电系统，其特征在于，包括以下步骤：1)采集光伏发电单元的放电功率P
光
，通过充电桩获取电动汽车的充电需求功率P
车
；2)比较P
光
与P
车
的大小，若P
光
>P
车
时，则光伏发电单元给负载端电动汽车充电，并将多余的电量储存在储能单元中；若P
光
<P
车
，且此时满足P
光
+P
储
>P
车
，其中P
储
为储能单元储存的功率，则光伏发电单元与储能单元共同为负载端电动汽车充电；若P
光
+P
储
<P
车
，则通过投切开关将AC/DC模块接入充电通道，并由AC/DC模块直接给负载端电动汽车充电，光伏发电单元与储能单元不参与负载供电；3)在P
光
+P
储
<P
车
的条件下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海明，侯军，王峰，邓彩霞，武瑞彦，郑榕，李学勤，所剑，甘丛铭，周敬姜，
申请(专利权)人：云南交投新能源产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：