本发明专利技术涉及换电站的技术领域，特别是涉及光储充一体化共置储能耦合结构换电站及构建方法，其取消了专用的蓄电池储电组，充分利用多个备用电池包进行一级储能和供电，并通过机械储能设备进行二级储能，储能成本低，能量密度高；包括框架，太阳能板组安装在框架上；还包括充电柜、直流电网、耦合控制电网、交流电网、换电设备和机械储能设备，直流电网与太阳能板组和充电柜电性连接，充电柜和多个备用电池包构成第一储电组，耦合控制电网与直流电网和交流电网电性连接，换电设备用于拆卸进站车辆的电池组并装入充电柜中充电，换电设备还用于从充电柜中取出备用电池包装入进站车辆中，机械储能设备与直流电网电性连接用于转换并储存电能。电能。电能。
【技术实现步骤摘要】
光储充一体化共置储能耦合结构换电站及构建方法
[0001]本专利技术涉及换电站的
，特别是涉及光储充一体化共置储能耦合结构换电站及构建方法。
技术介绍
[0002]随着新能源电动车的普及，配套的充电站和换电站的建设也越来越多。
[0003]现有技术对充换电站进行了大量探索，例如专利号为“ZL201810006976.8”的中国专利技术专利提出的一种光储充换电站及其云储能系统优化控制方法，该专利技术由能量管理系统根据光储充换电站的历史采集数据，通过优化算法，拟合换电电池组余量与光伏发电量及电动汽车充换电量的二次回归关系模型，再结合光储充换电站的实时采集数据，得到提供云储能服务的实时电池容量；以在接收到云储能用户的容量需求时，能够根据实时电池容量做出优化决策，进行快速响应。解决了现有技术中由于对实时的闲置电池资源容量掌握不清，而导致无法科学合理的快速响应云储能用户需求的问题；例如公开号为“CN114094644A”的中国专利技术申请提出的一种光储充换一体化微电网系统，该系统结构相比于传统的交直流微电网结构的优势在于省略了一个变换器，对光伏逆变器与储能变换器进行功能集成，这样在保证微电网稳定运行的同时简化了系统结构并缩减了系统成本。
[0004]由上述现有技术，可以得知，现有光伏换电站的会使用专用的蓄电池组进行电能储存，但是蓄电池组成本高，安全性较低，能量密度低，而且用于向汽车换电的备用汽车电池组在换电站内只是进行充电，不能在空闲时进行合理利用，也不能对充电桩供电，因此需要提出一种具有高效储能的光储充一体化共置储能耦合结构换电站。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种取消了专用的蓄电池储电组，充分利用多个备用电池包进行一级储能和供电，并通过机械储能设备进行二级储能，储能成本低，能量密度高的光储充一体化共置储能耦合结构换电站及构建方法。
[0006]本专利技术的光储充一体化共置储能耦合结构换电站，包括框架、太阳能板组、充电桩和备用电池包，太阳能板组安装在框架上，充电桩用于对车辆充电，备用电池包用于替换进站的车辆的电池组；还包括充电柜、直流电网、耦合控制电网、交流电网、换电设备和机械储能设备，充电桩设置为两个，一个充电桩为直流充电，另一个充电桩为交流充电，充电柜用于对多个备用电池包充电，直流电网与太阳能板组和充电柜电性连接，充电柜和多个备用电池包构成第一储电组，第一储电组通过直流电网向直流充电桩供电，交流电网向交流充电桩供电，耦合控制电网与直流电网和交流电网电性连接，耦合控制电网检测直流电网的输出功率，并从交流电网分配功率经过逆变后向直流电网供电，换电设备用于拆卸进站车辆的电池组并装入充电柜中充电，换电设备还用于从充电柜中取出备用电池包装入进站车辆中，机械储能设备与直流电网电性连接，机械储能设备用于转换并储存电能，太阳能板组功率不足时，机械储能设备向直流电网供电；工作时，太阳能板组接收阳光发电向直流电网
供电，直流电网向充电柜和多个备用电池包构成的第一储电组供电，对多个备用电池包充电，直流电网向直流充电桩供电，同时多余的电量向机械储能设备供电，机械储能设备进行机械储能，当太阳能板组发电功率不足时，机械储能设备释放机械能发电对直流电网供电，机械储能设备能量释放后，第一储电组向直流电网供电，保证直流充电桩对车辆稳定充电，当多个备用电池包中欠电的数量达到设定值时，第一储电组停止向直流电网供电，耦合控制电网检测到直流电网的功率不足时，耦合控制电网将交流电网输入的电力转换成直流电后向直流电网供电，进而使得直流电网向第一储电组供电，使得充电柜向多个备用电池包充电，使得多个备用电池包中的满电的数量达到最低供应要求，交流电网向交流充电桩供电，相比现有技术取消了专用的蓄电池储电组，充分利用充电柜和多个备用电池包进行一级储能，并通过机械储能设备进行二级储能，储能成本低，能量密度高，在保证足够数量的备用电池包进行换电工作的同时，在空闲时合理利用多个备用电池包向直流充电桩供电，实用性好。
[0007]优选的，耦合控制电网包括直流母线模块、直流功率检测模块、负荷断路器、交流逆变模块、交流母线模块，直流母线模块与直流电网连接，直流功率模块与直流母线模块电性连接，负荷断路器安装在直流母线模块与交流逆变模块之间，交流母线模块与市电网络连接，交流逆变模块与交流母线模块连接；当直流功率检测模块检测到直流电网的输出功率低于阈值时，负荷断路器将交流逆变模块与直流母线模块连接，使得市电网路的电力通过交流母线模块向交流逆变模块供电，将交流电转换成直流电后通过负荷断路器和直流母线模块向直流电网供电，实用性好。
[0008]优选的，太阳能板组分成顶部和左右侧部，顶部安装在框架的顶部，左右侧部分别安装在框架的左右两侧部上，并且左右侧部与框架之间设置有角度调节机构；通过上述设置，提高太阳能板组发电功率和发电量。
[0009]优选的，换电设备包括多个辊轮输送器、升降机和托盘，充电柜设置有多个充电单元，多个充电单元底部均安装辊轮输送器，辊轮输送器移动备用电池包进出充电单元，升降机安装在充电柜的外部，升降机的上端安装托盘，托盘用于承托备用电池包，托盘将满电的备用电池包移动至车辆底部，并将欠电的备用电池包移动至充电柜的充电单元处；工作时，升降机带动托盘达到车辆底盘处，车辆电池组拆下并落在托盘上，升降机带动托盘移动至空闲充电单位处，空闲充电单位上的辊轮输送器将欠电的备用电池包移动至充电柜的充电单位内进行充电，升降机带动托盘移动至目标充电单元处，目标充电单元上的辊轮输送器将满电的备用电池包移出充电柜的充电单元并移动至托盘上，升降机带动托盘移动到车辆底盘处，将满电的备用电池包安装到车辆上完成换电，自动化程度高。
[0010]优选的，机械储能设备包括空压机、高压管、压力罐和压力表，压力罐的内部设置有腔室，空压机上设置有电动机和压气轮，空压机与直流电网电性连接，空压机的口与高压管的输入端连接，高压管的输出端与压力罐的腔室连通，压力表安装在压力罐的外壁上，压力表检测压力罐的腔室内的气压；在多个备用电池包均充满电后，空压机启动，空压机吸收空气并压缩后通过高压管输入到压力罐中储存，实现压缩空气储能，当需要释放压缩空气的能量时，压力罐通过高压管向空压机输气，压缩空气驱动压气轮转动，压气轮驱动电动机转动发电，从而对直流电网进行供电，实现压缩空气供能，相较蓄电池储能，能量密度高，使用成本低。
[0011]优选的，还包括散热箱、上水管和回水管，散热箱安装在压力罐的上方，上水管的上端与散热箱的进口连接，上水管上设置有调压阀，回水管的上端与散热箱的出口连接，回水管的下端盘绕在压力罐的腔室中，上水管的下端与回水管的下端连接，回水管上安装有单向阀，压力罐中加注有冷却液；空压机向压力罐的腔室中输入压缩空气时，随着空气被压缩，空气压力会升高，回水管下端的冷却液吸收空气中的热量，对压缩空气降温，调节上水管上的调压阀，使得受热的冷却液进入到散热箱中散热，经过冷却的冷却液通过回水管上的单向阀回流到回水管的下端，对压力罐中空气循环降温。
[0012]优选的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.光储充一体化共置储能耦合结构换电站，包括框架(1)、太阳能板组(2)、充电桩(3)和备用电池包(4)，太阳能板组(2)安装在框架(1)上，充电桩(3)用于对车辆充电，备用电池包(4)用于替换进站的车辆的电池组；其特征在于，还包括充电柜(5)、直流电网(6)、耦合控制电网(7)、交流电网(8)、换电设备和机械储能设备，充电桩(3)设置为两个，一个充电桩(3)为直流充电，另一个充电桩(3)为交流充电，充电柜(5)用于对多个备用电池包(4)充电，直流电网(6)与太阳能板组(2)和充电柜(5)电性连接，充电柜(5)和多个备用电池包(4)构成第一储电组，第一储电组通过直流电网(6)向直流充电桩(3)供电，交流电网(8)向交流充电桩(3)供电，耦合控制电网(7)与直流电网(6)和交流电网(8)电性连接，耦合控制电网(7)检测直流电网(6)的输出功率，并从交流电网(8)分配功率经过逆变后向直流电网(6)供电，换电设备用于拆卸进站车辆的电池组并装入充电柜(5)中充电，换电设备还用于从充电柜(5)中取出备用电池包(4)装入进站车辆中，机械储能设备与直流电网(6)电性连接，机械储能设备用于转换并储存电能，太阳能板组(2)功率不足时，机械储能设备向直流电网(6)供电。2.如权利要求1所述的光储充一体化共置储能耦合结构换电站，其特征在于，耦合控制电网(7)包括直流母线模块、直流功率检测模块、负荷断路器、交流逆变模块、交流母线模块，直流母线模块与直流电网(6)连接，直流功率模块与直流母线模块电性连接，负荷断路器安装在直流母线模块与交流逆变模块之间，交流母线模块与市电网络连接，交流逆变模块与交流母线模块连接。3.如权利要求1所述的光储充一体化共置储能耦合结构换电站，其特征在于，太阳能板组(2)分成顶部和左右侧部，顶部安装在框架(1)的顶部，左右侧部分别安装在框架(1)的左右两侧部上，并且左右侧部与框架(1)之间设置有角度调节机构。4.如权利要求1所述的光储充一体化共置储能耦合结构换电站，其特征在于，换电设备包括多个辊轮输送器(9)、升降机(10)和托盘(11)，充电柜(5)设置有多个充电单元，多个充电单元底部均安装辊轮输送器(9)，辊轮输送器(9)移动备用电池包(4)进出充电单元，升降机(10)安装在充电柜(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，梁荣进，张加胜，王善美，郭栋，王培培，
申请(专利权)人：山东智捷充科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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