CN107972507A - 电动汽车充电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电站。其中，该电动汽车充电站，包括：充放储电系统，用于存储为电动汽车充电的电能；调度监控中心，与充放储电系统连接，用于根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略；多用途变流装置，与充放储电系统及调度监控中心连接，用于依据第一控制策略，控制充放储电系统为电动汽车充电。本发明解决了由于充电站的建设为分散运营模式造成的运营成本高的技术问题。

Description

电动汽车充电站
技术领域
本发明涉及电力控制领域，具体而言，涉及一种电动汽车充电站。
背景技术
目前，国内充电站的建设均为分散运营模式，由于受到土地资源稀缺、电池成本高、基础设施建设重复、电网运行要求高等因素的制约，电动汽车这种能源供给和储能站的单一建设在应用推广将面临较多困难。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电动汽车充电站，以至少解决由于充电站的建设为分散运营模式造成的运营成本高的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动汽车充电站，包括：充放储电系统，用于存储为电动汽车充电的电能；调度监控中心，与充放储电系统连接，用于根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略；多用途变流装置，与充放储电系统及调度监控中心连接，用于依据第一控制策略，控制充放储电系统为电动汽车充电。
可选地，电动汽车充电站还包括：梯次电池储能系统，与充放储电系统、调度监控中心以及多用途变流装置连接，用于向充放储电系统传输电能；调度监控中心，还用于根据获取到的梯次电池储能系统的运行信息，得到第二控制策略；多用途变流装置，还用于依据第二控制策略，控制梯次电池储能系统向充放储电系统传输电能。
可选地，多用途变流装置的输出端的总直流母线包括第一直流母线及第二直流母线；其中，第一直流母线与充放储电系统的输入端连接，第二直流母线与梯次电池储能系统的输入端连接。
可选地，多用途变流装置包括直流转直流DC/DC电路和直流转交流DC/AC电路；其中，在充放储电系统及梯次电池储能系统的充电过程中，DC/DC电路工作在降压状态，DC/AC电路工作在整流状态；在充放储电系统及梯次电池储能系统的放电过程中，DC/DC电路工作在升压状态，DC/AC电路工作在逆变状态。
可选地，DC/DC电路包括Buck-Boost电路；DC/AC电路包括脉冲宽度调制变换器。
可选地，多用途变流装置包括用于对充放储电系统中的动力电池进行能量控制的第一功率变流器，以及用于对梯次电池储能系统中的梯次利用电池进行能量控制的第二功率变流器。
可选地，第一功率变流器包括多个相互并联的第一子功率变流器；第二功率变流器包括多个相互并联的第二子功率变流器。
可选地，多用途变流装置包括以下至少之一：电压源逆变器、监测传感器、系统控制器、变压器。
可选地，调度监控中心用于执行以下步骤根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略：从监测终端获取充放储电系统的运行信息；依据预设控制算法对充放储电系统的运行信息进行计算，得到第一控制策略。
可选地，调度监控中心，还用于获取含车载终端的电动汽车动力电池的能量信息以及通过与电网能量管理系统进行通信，获取上级电网运行信息。
在本发明实施例中，采用充放储电系统存储为电动汽车充电的电能；调度监控中心根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略；多用途变流装置依据第一控制策略，控制充放储电系统为电动汽车充电的方式，通过将电动汽车充电站与电池储能电站功能进行融合，达到了提高电池利用效率的目的，从而实现了降低运营成本的技术效果，进而解决了由于充电站的建设为分散运营模式造成的运营成本高的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的电动汽车充电站的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的另一种可选的电动汽车充电站的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种电动汽车充电站的实施例，图1是根据本发明实施例的电动汽车充电站，如图1所示，该电动汽车充电站可以包括：
充放储电系统1，用于存储为电动汽车充电的电能；
调度监控中心2，与充放储电系统1连接，用于根据获取到的充放储电系统1的运行信息，得到第一控制策略；
多用途变流装置3，与充放储电系统1及调度监控中心2连接，用于依据第一控制策略，控制充放储电系统1为电动汽车充电。
在本发明实施例中，采用充放储电系统存储为电动汽车充电的电能；调度监控中心根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略；多用途变流装置依据第一控制策略，控制充放储电系统为电动汽车充电的方式，通过将电动汽车充电站与电池储能电站功能进行融合，达到了提高电池利用效率的目的，从而实现了降低运营成本的技术效果，进而解决了由于充电站的建设为分散运营模式造成的运营成本高的技术问题。
可选地，如图2所示，该电动汽车充电站还可以包括：
梯次电池储能系统5，与充放储电系统1、调度监控中心2以及多用途变流装置3连接，用于向充放储电系统1传输电能；
调度监控中心2，还用于根据获取到的梯次电池储能系统5的运行信息，得到第二控制策略；
多用途变流装置3，还用于依据第二控制策略，控制梯次电池储能系统5向充放储电系统1传输电能。
为满足电动汽车能源供给，提高电池利用效率，并且能够对储能电池以及功率、能量进行优化控制，与电网负荷进行协调与互动等运行目标，如图2所示，一体化电站(即上述的电动汽车充电站)由四部分构成：调度监控中心2、多用途变流装置3、充放储电系统1和梯次电池储能系统5。一体化电站分别与电动汽车和电网进行功率/能量与信息的交互，实现其功能。
可选地，多用途变流装置3的输出端的总直流母线包括第一直流母线及第二直流母线；其中，第一直流母线与充放储电系统的输入端连接，第二直流母线与梯次电池储能系统的输入端连接。
本实施例中，多用途变流装置3输出端的总直流母线分为两段：一段直流母线与充放储电系统1的输入端相连；二段直流母线与梯次电池储能系统5的输入端相连。
可选地，多用途变流装置3包括直流转直流DC/DC电路和直流转交流DC/AC电路；其中，在充放储电系统及梯次电池储能系统的充电过程中，DC/DC电路工作在降压状态，DC/AC电路工作在整流状态；在充放储电系统及梯次电池储能系统的放电过程中，DC/DC电路工作在升压状态，DC/AC电路工作在逆变状态。
其中，DC/DC是指将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压。DC/AC是指直流/交流，一般称为逆变器。
为了方便地对串并联电池组进行充放电管理和梯次电池利用控制的目标，可以采用多种拓扑方式实现多用途变流装置3，通常较为简洁实用的多用途变流装置可以采用含有DC/DC和DC/AC的拓扑结构。
可选地，DC/DC电路包括Buck-Boost电路；DC/AC电路包括脉冲宽度调制变换器。
其中，Buck-Boost电路，也可以称为升降压式变换电路，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换电路，但其输出电压的极性与输入电压相反。
本实施例中，DC/DC电路可以采用Buck-Boost电路，在充放电过程中进行直流升、降压变换，得到合适电池的充放电电压，从而避免了交流变压器的使用。DC/AC电路采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)变换器，根据需要工作在整流状态或逆变状态，分别为电池系统提供合适的充放电直流电压或者为电网系统提供三相交流电压。这种结构的优点是适用性强，可以实现两部分对不同串并联电池的充放电管理，使电池的容量配置更加灵活。
多用途变流装置的充放储电系统部分工作状态为：1)充放储电系统中的动力电池充电阶段，电网为电池组和负荷提供电力，充电时间通常选择在用电负荷低谷，DC/AC电路在此期间工作在整流状态，DC/DC电路工作于Buck电路状态，相当于一个大功率充电器；2)动力电池放电阶段，多用途变流装置控制充放储电系统实现调峰功能，动力电池通过放电向负荷提供电力，在此期间DC/AC电路工作在逆变状态，DC/DC电路则工作于Boost电路状态，可实现稳定的功率输出。
同样地，多用途变流装置的梯次电池储能系统部分工作状态为：1)梯次电池储能系统中的梯次利用电池充电阶段，电网为电池组提供电力，充电时间也选择在用电负荷低谷，DC/AC电路在此期间工作在整流状态，DC/DC电路工作于Buck电路状态；2)梯次利用电池放电阶段，多用途变流装置控制梯次储能系统实现调峰功能，梯次利用电池通过放电向负荷提供电力，在此期间DC/AC电路工作在逆变状态，DC/DC电路则工作于Boost电路状态。
可选地，多用途变流装置包括用于对充放储电系统中的动力电池进行能量控制的第一功率变流器，以及用于对梯次电池储能系统中的梯次利用电池进行能量控制的第二功率变流器。
可选地，第一功率变流器包括多个相互并联的第一子功率变流器；第二功率变流器包括多个相互并联的第二子功率变流器。
多用途变流装置包括两个独立控制的功率变流器部分，分别对应充放储电系统中的动力电池和梯次储能系统中的梯次利用电池的能量管理，其每一部分功率变流器内部又由若干小功率变流器并联构成。
可选地，多用途变流装置包括以下至少之一：电压源逆变器、监测传感器、系统控制器、变压器。
其中，电压源逆变器，也称电压型逆变电路，是指由电压型直流电源供电的逆变电路。它的直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源，直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
多用途变流装置通常由电压源逆变器、监测传感器、系统控制器、变压器构成，是连接电网和一体化电站的能量通道，它通过多组整流/逆变电路与直流变换电路实现电网交流电与站内直流电之间的相互转换，完成储能电池(包括动力电池和梯次电池两部分)和交流电网之间的双向能量传递。
可选地，调度监控中心2用于执行以下步骤根据获取到的充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略：从监测终端获取充放储电系统的运行信息；依据预设控制算法对充放储电系统的运行信息进行计算，得到第一控制策略。
可选地，调度监控中心2，还用于获取含车载终端的电动汽车动力电池的能量信息以及通过与电网能量管理系统进行通信，获取上级电网运行信息。
由图2可见，矩形框内为电动汽车智能充放储一体化电站(即上述的电动汽车充电站)，通过功率/能量流和信息流同电网、电动汽车交换能量和信息，一体化电站内部的四个组成部分也通过功率/能量流和信息流连接成一个有机的整体。
在这个一体化电站中，调度监控中心2通过与上级电网能量管理系统的通信，可以获得所需要的上级电网运行信息，通过与交通管理运营部门的通信以获得含车载终端的电动汽车动力电池的能量信息，同时通过一体化电站内部的监测终端，可以得到多用途变流装置3、充放储电系统1以及梯次电池储能系统5的运行信息和能量信息，通过调度监控中心2计算机内部的控制算法进行计算，输出控制结果来调节多用途变流装置3与电网之间的功率交换、多用途变流装置3与充放储电系统1的率/量交换、多用途变流装置3与梯次电池储能系统5的功率/能量交换，控制梯次电池储能系统5向充放储电系统1传递功率，并控制充放储电系统1与电动汽车之间的能量交换。
因此，电动汽车智能充放储一体化电站是一个包含了信息技术、电力技术、控制技术和电力电子技术的新型技术融合型电站。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电站，其特征在于，包括：
充放储电系统，用于存储为电动汽车充电的电能；
调度监控中心，与所述充放储电系统连接，用于根据获取到的所述充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略；
多用途变流装置，与所述充放储电系统及所述调度监控中心连接，用于依据所述第一控制策略，控制所述充放储电系统为电动汽车充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站，其特征在于，还包括：
梯次电池储能系统，与所述充放储电系统、所述调度监控中心以及所述多用途变流装置连接，用于向所述充放储电系统传输电能；
所述调度监控中心，还用于根据获取到的所述梯次电池储能系统的运行信息，得到第二控制策略；
所述多用途变流装置，还用于依据所述第二控制策略，控制所述梯次电池储能系统向所述充放储电系统传输电能。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述多用途变流装置的输出端的总直流母线包括第一直流母线及第二直流母线；其中，
所述第一直流母线与所述充放储电系统的输入端连接，所述第二直流母线与所述梯次电池储能系统的输入端连接。
4.根据权利要求2所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述多用途变流装置包括直流转直流DC/DC电路和直流转交流DC/AC电路；其中，
在所述充放储电系统及所述梯次电池储能系统的充电过程中，所述DC/DC电路工作在降压状态，所述DC/AC电路工作在整流状态；
在所述充放储电系统及所述梯次电池储能系统的放电过程中，所述DC/DC电路工作在升压状态，所述DC/AC电路工作在逆变状态。
5.根据权利要求4所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述DC/DC电路包括Buck-Boost电路；所述DC/AC电路包括脉冲宽度调制变换器。
6.根据权利要求2所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述多用途变流装置包括用于对所述充放储电系统中的动力电池进行能量控制的第一功率变流器，以及用于对所述梯次电池储能系统中的梯次利用电池进行能量控制的第二功率变流器。
7.根据权利要求6所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述第一功率变流器包括多个相互并联的第一子功率变流器；所述第二功率变流器包括多个相互并联的第二子功率变流器。
8.根据权利要求1所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述多用途变流装置包括以下至少之一：电压源逆变器、监测传感器、系统控制器、变压器。
9.根据权利要求1所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述调度监控中心用于执行以下步骤根据获取到的所述充放储电系统的运行信息，得到第一控制策略：
从监测终端获取所述充放储电系统的运行信息；
依据预设控制算法对所述充放储电系统的运行信息进行计算，得到所述第一控制策略。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述调度监控中心，还用于获取含车载终端的电动汽车动力电池的能量信息以及通过与电网能量管理系统进行通信，获取上级电网运行信息。
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