CN103078360A

CN103078360A - 规模化电动汽车集群供电系统

Info

Publication number: CN103078360A
Application number: CN2012104198243A
Authority: CN
Inventors: 董浩; 尹宏旭; 徐石明; 丁孝华; 李延满; 张�浩; 翟长国; 赵翔; 赵明宇; 潘明; 洪福斌; 邱实; 鲍恩奇; 姚腾飞
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-29
Also published as: CN103078360B

Abstract

本发明提供了一种规模化电动汽车集群供电系统，包括：交流配电网、电动汽车、充放电桩、配电保护系统、谐波治理系统、电动汽车运营管理系统和电网控制管理系统；所述交流配电网分别与所述充放电桩、所述配电保护系统、所述谐波治理系统和电网控制管理系统进行数据交互；所述电动汽车与所述充放电桩进行数据交互；所述电动汽车运营管理系统分别与所述电动汽车、充放电桩和电网控制管理系统进行数据交互。本发明提供的规模化电动汽车集群供电系统，解决了区域内电网突然断电或高峰时供电不足时，提供应急供电系统，并且通过有序协调控制实现区域内电动汽车有序充放电。

Description

规模化电动汽车集群供电系统

技术领域

本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种规模化电动汽车集群供电系统。

背景技术

随着全球化石能源的持续短缺及环境问题的日益严峻，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已成为世界各国经济持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车用电能驱动，其规模化利用可以有效解决能源短缺和环境污染问题，是我国重点发展的战略性产业之一。

电动汽车作为一种灵活的移动储能单元，电动汽车规模化应用将给电网的规划、调度和控制带来极大挑战，同时也将为电网带来巨大的好处。目前绝大部分电动汽车与电网之间的能量流动只限于单向流动，既电网为电动汽车提供充电电能，而电动汽车向电网放电，特别是未来大规模电动汽车向电网供电的相关研究正处于探索阶段。电动汽车与智能电网进行双向互动，体现的是能量双向、实时、可控、高速地在车辆和电网之间流动。电动汽车动力电池的充放电将被统一部署，根据既定的充放电策略，在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。在当前大力推荐电动汽车规模化发展与市场化运营的情况下，非常有必要加大智能化双向互动和有序协调控制电动汽车充放电技术研究，以保证规模化电动汽车接入电网充放电时电力系统的安全稳定运行，提高规模化电动汽车与电网互动运营的运营质量与整体运行效率。电动汽车与电网互动技术的实现将使电网向更加智能化的方向发展，并可促使电动汽车技术的发展获得新突破。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种规模化电动汽车集群供电系统，解决了区域内电网突然断电或高峰时供电不足时，提供应急供电系统，并且通过有序协调控制实现区域内电动汽车有序充放电。

为实现上述目的，本发明提供一种规模化电动汽车集群供电系统，其改进之处在于，所述系统包括：交流配电网、电动汽车、充放电桩、配电保护系统、谐波治理系统、电动汽车运营管理系统和电网控制管理系统；所述交流配电网分别与所述充放电桩、所述配电保护系统、所述谐波治理系统和电网控制管理系统进行数据交互；所述电动汽车与所述充放电桩进行数据交互；所述电动汽车运营管理系统分别与所述电动汽车、充放电桩和电网控制管理系统进行数据交互。

本发明提供的优选技术方案中，交流配电网，用于向电动汽车和居民用户提供电能，并且接纳电动汽车反馈的电能。

本发明提供的第二优选技术方案中，电动汽车，包括：智能车载终端和接收其控制的动力电池，智能车载终端接收电动汽车运营管理系统下发的指令，获得充放电设施信息、电网需求信息和车辆调度信息，实现与用户互动功能；动力电池负责将交流配电网的能量进行储存，并在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。

本发明提供的第三优选技术方案中，充放电桩，用于向电动汽车提供充放电服务，为电动汽车提供交流配电网电能，同时又能将电动汽车内的电能放电到交流配电网中。

本发明提供的第四优选技术方案中，配电保护系统，包括：断路器和保护装置，保证区域配电网在电动汽车充放电过程中的安全可靠运行。

本发明提供的第五优选技术方案中，谐波治理系统，对产生的谐波、输配电过程中产生的谐波及电动汽车充放电设施充放电过程中产生的谐波进行集中治理，保证区域内的电能质量。

本发明提供的第六优选技术方案中，所述谐波治理系统是APF装置。

本发明提供的第七优选技术方案中，电动汽车运营管理系统，包括：用户支付、计量计费、车辆调度、电网协调和监控充放电桩的功能。

本发明提供的第八优选技术方案中，用户支付，用于对电动汽车用户进行管理，为用户提供智能电发行、密钥管理、交易结算和售卡/充值的服务。

本发明提供的第九优选技术方案中，计量计费，用于为用户提供计量计费服务，计量电动汽车充电电量并计算费用，同时计量电动汽车反向供电电量，将费用反馈给客户。

本发明提供的第十优选技术方案中，车辆调度，用于对电动汽车进行调度，当处于用电低谷时下发充电指令，当处于高峰时下发放电或暂停充电指令，使电动汽车进行有序充放电。

本发明提供的较优选技术方案中，电网协调，用于与电网控制管理系统进行协调控制。

本发明提供的第二较优选技术方案中，监控充放电桩，用于对各个充放电桩进行统一集中监控，采用GPRS通信方式，采集和下发指令。

本发明提供的第三较优选技术方案中，电网控制管理系统，对区域内电网进行调度，控制和管理。

与现有技术比，本发明提供的一种规模化电动汽车集群供电系统，通过将交流配电网、规模化电动汽车、电动汽车运营管理系统、电网控制管理系统形成一个区域电网；当电网出现突然断电或者用电高峰时，通过电动汽车运营管理系统进行电动汽车调度，使电动汽车集中向电网反向输送电能，为居民用户提供应急供电的功能；另一方面本系统可以保证区域内电动汽车有序充放电，又保证了用电可靠性和提升电能质量；同时本系统中的电动汽车运营管理系统既有与电网的交互，又有与车辆的交互，解决用户支付、计费结算、车辆调度、电网协调、充放电桩统一监控等问题，保证电动汽车运营高效有序；再者实用价值较高，经济效益显著，应用前景广阔。

附图说明

图1为规模化电动汽车集群供电系统的结构示意图。

图2为电动汽车运营管理系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，规模化电动汽车集群供电系统，所述系统包括：交流配电网、电动汽车、充放电桩、配电保护系统、谐波治理系统、电动汽车运营管理系统和电网控制管理系统；所述交流配电网分别与所述充放电桩、所述配电保护系统、所述谐波治理系统和电网控制管理系统进行数据交互；所述电动汽车与所述充放电桩进行数据交互；所述电动汽车运营管理系统分别与所述电动汽车、充放电桩和电网控制管理系统进行数据交互。

交流配电网，用于向电动汽车和居民用户提供电能，并且接纳电动汽车反馈的电能。

电动汽车，包括：智能车载终端和接收其控制的动力电池，智能车载终端接收电动汽车运营管理系统下发的指令，获得充放电设施信息、电网需求信息和车辆调度信息，实现与用户互动功能；动力电池负责将交流配电网的能量进行储存，并在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。

充放电桩，用于向电动汽车提供充放电服务，为电动汽车提供交流配电网电能，同时又能将电动汽车内的电能放电到交流配电网中。

配电保护系统，包括：断路器和保护装置，保证区域配电网在电动汽车充放电过程中的安全可靠运行。

谐波治理系统，对产生的谐波、输配电过程中产生的谐波及电动汽车充放电设施充放电过程中产生的谐波进行集中治理，保证区域内的电能质量。所述谐波治理系统是APF装置。

如图2所示，电动汽车运营管理系统，包括：用户支付、计量计费、车辆调度、电网协调和监控充放电桩的功能。

用户支付，用于对电动汽车用户进行管理，为用户提供智能电发行、密钥管理、交易结算和售卡/充值的服务。计量计费，用于为用户提供计量计费服务，计量电动汽车充电电量并计算费用，同时计量电动汽车反向供电电量，将费用反馈给客户。车辆调度，用于对电动汽车进行调度，当处于用电低谷时下发充电指令，当处于高峰时下发放电或暂停充电指令，使电动汽车进行有序充放电。电网协调，用于与电网控制管理系统进行协调控制。监控充放电桩，用于对各个充放电桩进行统一集中监控，采用GPRS通信方式，采集和下发指令。

电网控制管理系统，对区域内电网进行调度，控制和管理。

通过以下实施例对规模化电动汽车集群供电系统作进一步描述。

本系统解决的技术问题是：如何利用规模化电动汽车作为分布式电源构建一种解决区域内电网突然断电或高峰时供电不足时，提供应急供电系统，并且通过有序协调控制实现区域内电动汽车有序充放电。

一种规模化电动汽车集群供电系统，该系统包括交流配电网、规模化电动汽车、充放电桩、配电保护系统、谐波治理系统、电动汽车运营管理系统以及电网控制管理系统。

其中交流配电网负责电动汽车与居民用户提供电能，并且接纳电动汽车反馈的电能。

电动汽车包括智能车载终端及动力电池，智能车载终端接收电动汽车运营管理系统下发的指令，可获得充放电设施信息，电网需求信息，车辆调度信息等，实现与用户互动功能。动力电池负责将交流配电网的能量进行储存，并在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。

分散布置的充放电桩，为区域内的电动汽车提供充放电服务，可为电动汽车提供交流配电网电能(充电)，同时又能将电动汽车内的电能放电到交流配电网中。

配电保护系统包括断路器和保护装置，保证区域配电网在电动汽车充放电过程中的安全可靠运行。

谐波治理系统对区域内各系统产生的谐波、输配电过程中产生的谐波及电动汽车充放电设施充放电过程中产生的谐波进行集中治理，保证区域内的电能质量。

电动汽车运营管理系统，既有与电网的交互，又有与车辆的交互，解决用户支付、计量计费、车辆调度、电网协调、充放电桩统一监控等问题，保证电动汽车运营高效有序。

用户支付：对电动汽车用户的充电卡进行管理，为用户提供智能电发行、密钥管理、交易结算、售卡/充值等服务。

计量计费：为用户提供计量计费服务，计量电动汽车充电电量并计算费用；同时计量电动汽车反向供电电量，将费用反馈给客户。

车辆调度：配合电网需求，对电动汽车进行调度，当处于用电低谷时下发充电指令，当处于高峰时下发放电或暂停充电指令，使电动汽车进行有序充放电。

电网协调：与电网控制管理系统进行协调控制，保证电动汽车充放电设施高效有序运行。

充放电桩统一监控：对所有充放电桩进行统一集中监控，采用GPRS通信方式，采集和下发指令。

电网控制管理系统，对区域内电网进行调度，控制与管理。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims

1.一种规模化电动汽车集群供电系统，其特征在于，所述系统包括：交流配电网、电动汽车、充放电桩、配电保护系统、谐波治理系统、电动汽车运营管理系统和电网控制管理系统；所述交流配电网分别与所述充放电桩、所述配电保护系统、所述谐波治理系统和电网控制管理系统进行数据交互；所述电动汽车与所述充放电桩进行数据交互；所述电动汽车运营管理系统分别与所述电动汽车、充放电桩和电网控制管理系统进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，交流配电网，用于向电动汽车和居民用户提供电能，并且接纳电动汽车反馈的电能。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电动汽车，包括：智能车载终端和接收其控制的动力电池，智能车载终端接收电动汽车运营管理系统下发的指令，获得充放电设施信息、电网需求信息和车辆调度信息，实现与用户互动功能；动力电池负责将交流配电网的能量进行储存，并在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能双向可控回馈到电网。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，充放电桩，用于向电动汽车提供充放电服务，为电动汽车提供交流配电网电能，同时又能将电动汽车内的电能放电到交流配电网中。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配电保护系统，包括：断路器和保护装置，保证区域配电网在电动汽车充放电过程中的安全可靠运行。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，谐波治理系统，对产生的谐波、输配电过程中产生的谐波及电动汽车充放电设施充放电过程中产生的谐波进行集中治理，保证区域内的电能质量。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述谐波治理系统是APF装置。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电动汽车运营管理系统，包括：用户支付、计量计费、车辆调度、电网协调和监控充放电桩的功能。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，用户支付，用于对电动汽车用户进行管理，为用户提供智能电发行、密钥管理、交易结算和售卡/充值的服务。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，计量计费，用于为用户提供计量计费服务，计量电动汽车充电电量并计算费用，同时计量电动汽车反向供电电量，将费用反馈给客户。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，车辆调度，用于对电动汽车进行调度，当处于用电低谷时下发充电指令，当处于高峰时下发放电或暂停充电指令，使电动汽车进行有序充放电。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，电网协调，用于与电网控制管理系统进行协调控制。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，监控充放电桩，用于对各个充放电桩进行统一集中监控，采用GPRS通信方式，采集和下发指令。

14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，电网控制管理系统，对区域内电网进行调度，控制和管理。