CN106828170A - 防逆流控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防逆流控制系统，其包括：一第一检测装置，用于检测电网接入端电参量；一第二检测装置，用于检测逆变器输出端电参量；一第三检测装置，用于检测充电桩输入端电参数；以及一防逆流控制器，其与所述第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置及逆变器连接，用于计算电网接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，若P1＜P0，第一检测装置重新检测电网接入端电参量；若P1≥P0，逆变器工作以使储能系统向充电桩供电；且当逆变器工作后，计算逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3；并判断ΔP3的大小，若ΔP3≤0，减少逆变器的输出功率，若ΔP3＞0，将ΔP2和ΔP3相比较，若ΔP2＜ΔP3，提高逆变器的输出功率；若ΔP2＞ΔP3，减少逆变器的输出功率。同时还公开了一种防逆流控制方法。

Description

防逆流控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电防逆流技术领域，更具体地涉及一种防逆流控制系统及方法。
背景技术
随着环境污染日愈严重，绿色能源的发展逐渐得到重视，使得以绿色能源为动力，对环境影响相对传统汽车较小的电动汽车的前景被广泛看好，越来越多的电动汽车投入生产。
由于电动汽车的需求增多，许多停车场内设置了可对电动汽车进行充电的充电桩。但由于停车场内原来的变压器容量有限，大量充电桩同时使用时会使得用电负荷急剧升高，甚至造成超负荷的情况发生。因此需要在停车场内配备储能系统，在充电高峰期储能系统辅助向电动汽车充电。
现有的储能系统在电网超负荷使用时辅助向充电桩供电，但如果储能系统过多的释放电量，可能导致有部分电量回流至电网，这样不但会导致电网波动(例如可能造成小区内冰箱等用电设备莫名损坏)，而且储能系统本身在电网向其充电时就消耗了部分能源，这两个过程都将会造成能量的无效损失，不符合节能规则。因此在储能系统向电动汽车充电过程中，必须防止储能系统中的电量回馈至电网中，保证所释放出的能量都被电动汽车所吸收。
鉴于此，有必要提供一种可以防止储能系统中的电量逆流回电网中的防逆流控制系统及方法以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以防止储能系统中的电量逆流回电网中的防逆流控制系统以解决上述缺陷。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种可以防止储能系统中的电量逆流回电网中的防逆流控制方法以解决上述缺陷。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种防逆流控制系统，该系统包括：一第一检测装置、一第二检测装置、一第三检测装置以及一防逆流控制器。
其中，所述第一检测装置连接于电网接入端，用于检测电网接入端电参量。所述第二检测装置连接于逆变器输出端，用于检测逆变器输出端电参量。所述第三检测装置连接于充电桩输入端，用于检测充电桩输入端电参数。所述防逆流控制器与所述第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置以及逆变器连接，用于计算电网接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在P1＜P0时，所述第一检测装置重新检测电网接入端电参量；在P1≥P0时，逆变器工作以使储能系统向充电桩供电；且当所述逆变器开始工作后，该防逆流控制器计算逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3；并判断充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，若ΔP3≤0，则减少逆变器的输出功率，若ΔP3＞0，则比较逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，若ΔP2＜ΔP3，则提高逆变器的输出功率；若ΔP2＞ΔP3，则减少逆变器的输出功率。
其进一步技术方案为：所述电参量包括电流值和电压值。
其进一步技术方案为：所述第一检测装置、第二检测装置及第三检测装置均包括有电流互感器和电压传感器。
其进一步技术方案为：所述防逆流控制器为可编程逻辑控制器。
为了解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，提供一种防逆流控制方法，该方法包括：
a、计算电网接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在所述电网接入端功率P1大于等于预设功率P0时，执行如下步骤b；
b、逆变器工作以使储能系统向充电桩供电；
c、计算逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3；
d、判断充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP3＞0时，执行如下步骤e；
e、比较逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP2＜ΔP3时，执行步骤f，在ΔP2＞ΔP3时，执行步骤g；
f、提高逆变器的输出功率；
g、减少逆变器的输出功率。
其进一步技术方案为：步骤a还包括有：在所述电网接入端功率P1小于预设功率P0时，重新计算电网接入端功率P1。
其进一步技术方案为：步骤d还包括有：在ΔP3≤0时，减少逆变器的输出功率。
其进一步技术方案为：计算电网接入端功率包括有如下步骤：检测电网接入端的电参量；根据所检测的电参量计算电网接入端功率。
其进一步技术方案为：所述电参量包括电流值和电压值。
与现有技术相比，本发明对电网接入端、逆变器输出端及充电桩输入端三端的功率进行综合判断，且启动逆变器后还对本地负载输入端即充电桩输入端的电流、电压及功率进行检测判断，并根据充电桩输入端功率和逆变器输出端功率的变化情况来调节逆变器的输出功率，以实现电动汽车充电系统防逆流功能。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明防逆流控制系统一实施例的电流流向示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1展示了本发明防逆流控制系统一实施例的电流流向。所述防逆流控制系统可应用于电动汽车充电系统，在充电高峰期储能系统103辅助向电动汽车充电时使用，即电网101超负荷使用时启用该防逆流控制系统。在附图所示的实施例中，所述防逆流控制系统外围连接有电网101、储能系统103、逆变器104、充电桩105，其中，所述电网101与所述充电桩105连接，且该电网101经整流器102与所述储能系统103连接，所述储能系统103经所述逆变器104与所述充电桩105连接，这些系统或设备为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。在本实施例中，该防逆流控制系统包括一第一检测装置106、一第二检测装置107、一第三检测装置108以及一防逆流控制器109。
在某些实施例，例如本实施例中，所述第一检测装置106连接于电网接入端，用于检测电网101接入端电参量。所述第二检测装置107连接于逆变器104输出端，用于检测逆变器104输出端电参量。所述第三检测装置108连接于充电桩105输入端，用于检测充电桩105输入端电参数。本实施例中，所述电参量包括电流值和电压值，所述第一检测装置106、第二检测装置107及第三检测装置108均包括有电流互感器和电压传感器，其分别用于检测电流值和电压值。
在附图所示的实施例中，所述防逆流控制器109与所述第一检测装置106、第二检测装置107、第三检测装置108以及逆变器104连接，用于计算电网101接入端功率P1，所述电网101接入端功率P1为电网101输出至充电桩105的实时功率，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在P1＜P0时，所述第一检测装置106重新检测电网101接入端电参量；P1＜P0说明此时电网101没有超负荷工作，则储能系统103不需对电动汽车进行辅助充电。在P1≥P0时，逆变器104工作以使储能系统103向充电桩105供电；P1≥P0说明此时电网101超负荷工作，此时应启用储能系统103辅助向电动汽车充电，即通过充电桩105对电动汽车进行充电，所述逆变器104可调节储能系统103的输出。且当所述逆变器104开始工作后，该防逆流控制器109计算逆变器104输出端增加的功率ΔP2和充电桩105输入端增加的功率ΔP3；并判断充电桩105输入端增加的功率ΔP3的大小，若ΔP3≤0，则减少逆变器104的输出功率，ΔP3≤0说明充电桩105负荷已达到最大，则需减少逆变器104输出。若ΔP3＞0，则比较逆变器104输出端增加的功率ΔP2和充电桩105输入端增加的功率ΔP3的大小，逆变器104工作过程中必须使得ΔP2＝ΔP3，这表明储能系统103提供的电量都投入到充电桩105而没有回流至电网101中；若ΔP2＜ΔP3，则提高逆变器104的输出功率；ΔP2＜ΔP3说明逆变器104输出功率还不够，电网101还在超负荷投入，逆变器104还可以加大投入。若ΔP2＞ΔP3，则减少逆变器104的输出功率，ΔP2＞ΔP3说明有部分电流回馈给电网101，需开始减少逆变器104输出功率。所述防逆流控制器109为可编程逻辑控制器。
在某些实施例，例如本实施例中，所述储能系统103只在电网101超负荷时才开始通过逆变器104向充电桩105供电，则当P1≥P0时，逆变器104开始工作；优选地，本实施例中设定P0的数值为电网101超负荷临界值的105％，基于该设定，可使得防逆流功能是在电网101容量不够的情况下即电网101超负荷的情况下才投入使用，以确保逆变器104在工作初期不会造成逆流。在某些其他实施例中P0的数值可以为电网101超负荷临界值或超负荷临界值的110％等，根据不同的情况可设定不同的数值。且根据不同停车场对电动汽车的负荷量可设置不同的超负荷临界值。
在某些实施例，例如本实施例中，所述第一检测装置106、第二检测装置107及第三检测装置108均按照一定的循环周期检测电参量，以调节逆变器104的输出，防止储能系统103中的电量回流至电网101中，实现电动汽车充电系统防逆流功能。逆变器104投入使用后，若当逆变器104保持输出或缓慢增加时电网101接入端功率P1突然下降1％以上，则防逆流系统可能出现错误，发生了逆流，需马上关闭逆变器104，且所述第一检测装置106、第二检测装置107及第三检测装置108分别重新测量电网101接入端、逆变器104输出端及充电桩105输入端的电参量，所述防逆流控制器109重新对这三端的功率进行综合判断；若检测到电网101接入端功率P1没下降反而上升则表明防逆流系统也可能出现错误，发生了逆流，需马上关闭逆变器104，且所述第一检测装置106、第二检测装置107、第三检测装置108及防逆流控制器109重新对电网101接入端、逆变器104输出端及充电桩105输入端三端的电参量进行测量判断。
参照图1可知：P3＝P1+P2。当电网101超负荷时，逆变器104开始工作，且逆变器104工作过程中必须使得ΔP2＝ΔP3，这表明储能系统103提供的电量都投入到充电桩105而没有回流至电网101中；若ΔP2＜ΔP3，则提高逆变器104的输出功率；若ΔP2＞ΔP3，则减少逆变器104的输出功率。
根据上述原理，本发明提供了一种防逆流控制方法，其可应用于电动汽车充电系统，在充电高峰期储能系统103辅助向电动汽车充电时使用，该方法包括：
步骤a，计算电网101接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在所述电网101接入端功率P1大于等于预设功率P0时，执行如下步骤b。
该步骤中所述电网101接入端功率P1为电网101输出至充电桩105的实时功率。其中，计算电网101接入端功率P1包括有如下步骤：检测电网101接入端的电参量；根据所检测的电参量计算电网101接入端功率。所述电参量包括电流值和电压值，通过电流互感器和电压传感器可对应测量电流值和电压值。
步骤b，逆变器104工作以使储能系统103向充电桩105供电。
该步骤中P1≥P0说明此时电网101超负荷工作，此时应启用储能系统103辅助向电动汽车充电，即通过充电桩105对电动汽车进行充电，所述逆变器104可调节储能系统103的输出。
步骤c，计算逆变器104输出端增加的功率ΔP2和充电桩105输入端增加的功率ΔP3。
步骤d，判断充电桩105输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP3＞0时，执行如下步骤e。
步骤e，比较逆变器104输出端增加的功率ΔP2和充电桩105输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP2＜ΔP3时，执行步骤f，在ΔP2＞ΔP3时，执行步骤g。
该步骤中，ΔP2＜ΔP3说明逆变器104输出功率还不够，电网101还在超负荷投入，逆变器104还可以加大投入。ΔP2＞ΔP3说明有部分电流回馈给电网101，需开始减少逆变器104输出功率。
步骤f，提高逆变器104的输出功率。
步骤g，减少逆变器104的输出功率。
所述防逆流控制方法的步骤a还包括有：在所述电网101接入端功率P1小于预设功率P0时，重新计算电网101接入端功率P1。P1＜P0说明此时电网101没有超负荷工作，则储能系统103不需对电动汽车进行辅助充电。
该方法的步骤d还包括有：在ΔP3≤0时，则减少逆变器104的输出功率。ΔP3≤0说明充电桩105负荷已达到最大，则需减少逆变器104输出。
可理解地，本发明的防逆流控制方法在用电高峰储能系统103辅助向电动汽车充电时由计算机程序控制执行，该方法按照一定的循环周期检测电网101接入端电参量、逆变器104输出端电参量及充电桩105输入端电参量。本实施例中逆变器104投入使用后，若当逆变器104保持输出或缓慢增加时电网101接入端功率P1突然下降1％以上，则防逆流系统可能出现错误，发生了逆流，需马上关闭逆变器104，再按照上述步骤重新判断；若检测到电网101接入端功率P1没下降反而上升则表明防逆流系统也可能出现错误，发生了逆流，需马上关闭逆变器104，再按照上述的方法步骤重新判断。
综上所述，本发明对电网接入端、逆变器输出端及充电桩输入端三端的功率进行综合判断，且启动逆变器后还对本地负载输入端即充电桩输入端的电流、电压及功率进行检测判断，并根据充电桩输入端功率和逆变器输出端功率的变化情况来调节逆变器的输出功率，以实现电动汽车充电系统防逆流功能。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (9)

1.一种防逆流控制系统，其特征在于，所述防逆流控制系统包括有：
一第一检测装置，连接于电网接入端，用于检测电网接入端电参量；
一第二检测装置，连接于逆变器输出端，用于检测逆变器输出端电参量；
一第三检测装置，连接于充电桩输入端，用于检测充电桩输入端电参数；以及
一防逆流控制器，与所述第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置以及逆变器连接，用于计算电网接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在P1＜P0时，所述第一检测装置重新检测电网接入端电参量；在P1≥P0时，逆变器工作以使储能系统向充电桩供电；且当所述逆变器开始工作后，该防逆流控制器计算逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3；并判断充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，若ΔP3≤0，则减少逆变器的输出功率，若ΔP3＞0，则比较逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，若ΔP2＜ΔP3，则提高逆变器的输出功率；若ΔP2＞ΔP3，则减少逆变器的输出功率。
2.如权利要求1所述的防逆流控制系统，其特征在于：所述电参量包括电流值和电压值。
3.如权利要求2所述的防逆流控制系统，其特征在于：所述第一检测装置、第二检测装置及第三检测装置均包括有电流互感器和电压传感器。
4.如权利要求1所述的防逆流控制系统，其特征在于：所述防逆流控制器为可编程逻辑控制器。
5.一种防逆流控制方法，其特征在于，所述防逆流控制方法包括：
a、计算电网接入端功率P1，并将其与一预设的标准功率P0相比较，在所述电网接入端功率P1大于等于预设功率P0时，执行如下步骤b；
b、逆变器工作以使储能系统向充电桩供电；
c、计算逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3；
d、判断充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP3＞0时，执行如下步骤e；
e、比较逆变器输出端增加的功率ΔP2和充电桩输入端增加的功率ΔP3的大小，在ΔP2＜ΔP3时，执行步骤f，在ΔP2＞ΔP3时，执行步骤g；
f、提高逆变器的输出功率；
g、减少逆变器的输出功率。
6.如权利要求5所述的防逆流控制方法，其特征在于，步骤a还包括有：在所述电网接入端功率P1小于预设功率P0时，重新计算电网接入端功率P1。
7.如权利要求5所述的防逆流控制方法，其特征在于，步骤d还包括有：在ΔP3≤0时，减少逆变器的输出功率。
8.如权利要求5或6所述的防逆流控制方法，其特征在于，计算电网接入端功率包括有如下步骤：检测电网接入端的电参量；根据所检测的电参量计算电网接入端功率。
9.如权利要求8所述的防逆流控制方法，其特征在于：所述电参量包括电流值和电压值。
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