CN109334498A - 一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法 - Google Patents

一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法，充电桩分别通过三相逆变器电线连接有光伏发电站和通过智能双向电表连接有地区电网系统，充电桩包括配电控制模块，电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块均与配电控制模块电性连接，并且GPRS通讯模块与充电桩充电模块信号连接，充电桩充电模块包括与GPRS通讯模块连接的充电处理芯片，充电处理芯片连接有人机交换模块、充电输出口，通过在汽车充电桩连接两个供电电源，使得在光伏发电站供电不足时自动切换至地区电网系统或自动切换至光伏发电站和地区电网系统同时供电，保证充电桩的供电充足和其供电稳定；并且用户可以根据选择充电方式，实现对汽车电池充电。

Description

一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏发电与汽车充电领域，特别涉及一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法。
背景技术
随着新能源汽车迅猛发展，对应的公共充电桩设施已日渐不能满足广大车主日益增长的补电需求，但是充电桩的建设需要一定的电网接入条件，但某些地区电网容量无法满足充电桩供电需求，以及不同的接入水平下的充电行为，会影响配电网电压的水平。电压的变化会直接的影响到电流的变化情况，电网在低电压的情况下运行时，会导致电网的无功功率、有功功率加大，进而增加成本。特别是在负荷高峰期，进行接入充电的操作，更会加剧负荷的峰谷差，进而给区域电网形成负荷压力，最终影响电能的质量所以使得汽车充电桩的推广受到安装环境的局限。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法，旨在解决现有技术中现在充电桩在供电高峰时容易产生供电电压不稳定的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种光伏汽车充电桩配电系统，包括充电桩，所述充电桩分别通过三相逆变器电线连接有光伏发电站和通过智能双向电表连接有地区电网系统，所述光伏发电站和地区电网系统为充电桩供电； 所述充电桩包括配电控制模块、GPRS通讯模块、电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块，所述电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块均与配电控制模块电性连接，并且GPRS通讯模块与充电桩充电模块信号连接，其中，光伏发电站与光伏电站接入口电线连接，地区电网系统与电网接入口电线连接，配电控制模块控制充电桩在光伏发电站和地区电网系统之间的切换； 充电桩充电模块包括与GPRS通讯模块连接的充电处理芯片，充电处理芯片连接有人机交换模块、充电输出口； 光伏发电站连接有电量检测器，并且电量检测器电性连接有与GPRS通讯模块信号连通的信号发送模块。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述人机交换模块能够接受用户输入的指令，并传输给充电处理芯片处理；所述人机交互模块还包含LCD触摸显示屏。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述充电输出口为380V交流充电输出口。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述充电输出口连接有恒流恒压模块，恒流恒压模块与充电处理芯片电性连接，并且恒流恒压模块连接有充电接头。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述充电输出口与恒流恒压模块之间串接有电表，并且该电表与充电处理芯片电性连接。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述三相逆变器能够将光伏电站产生的直流电逆变成380V三相交流电。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述智能双向电表可记录余电上网电量和电网消耗电量。
所述的光伏汽车充电桩配电系统中，所述充电处理芯片还电性连接有能够采集电动汽车电池的序列号、工作时间、电流和电压的电池信息采集模块。
所述的光伏汽车充电桩配电系统的控制方法中，（a）电量检测器检测到光伏电站的电量并将信号通过信号发送模块和GPRS通讯模块传输至充电处理芯片，（b）充电处理芯片判断信号是否为电量不足，若是，则发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统供电；若否，发出指令控制配电控制模块切换至光伏电站供电。
所述的光伏汽车充电桩配电系统的控制方法中，步骤（b）中，充电处理芯片判断信号为电量不足，充电处理芯片发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统和光伏电站同时供电。
有益效果：
本发明提供了一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法，通过在汽车充电桩连接两个供电电源，使得在光伏发电站供电不足时自动切换至地区电网系统或自动切换至光伏发电站和地区电网系统同时供电，保证充电桩的供电充足和其供电稳定；并且用户可以根据选择充电方式（恒流充电、恒压充电或恒流恒压充电），实现对汽车电池充电。
附图说明
图1为本发明提供的光伏汽车充电桩配电系统的结构示意图。
图2为本发明提供的充电桩的结构示意图。
图3为本发明提供的充电桩充电模块的结构示意图。
图4为本发明提供的控制方法的一种实施方式示意图。
图5为本发明提供的控制方法的另一种实施方式示意图。
具体实施方式
本发明提供一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种光伏汽车充电桩配电系统及其控制方法。
请参阅图1，一种光伏汽车充电桩配电系统，包括充电桩7，所述充电桩7分别通过三相逆变器4电线连接有光伏发电站3和通过智能双向电表2连接有地区电网系统1，所述光伏发电站3和地区电网系统1为充电桩供电；其中，光伏发电站是为汽车充电桩供电的太阳能光伏发电站，而地区电网系统为与充电桩所在地对应的地方供电电网系统，其在光伏发电站电量不足时，为汽车充电桩供电。
具体的，参照图2，所述充电桩7包括配电控制模块71、GPRS通讯模块75、电网接入口72、光伏电站接入口73、充电桩充电模块74，所述电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块均与配电控制模块电性连接，并且GPRS通讯模块与充电桩充电模块信号连接，其中，光伏发电站与光伏电站接入口电线连接，地区电网系统与电网接入口电线连接，配电控制模块控制充电桩在光伏发电站和地区电网系统之间的切换，GPRS通讯模块用于信号的接收和发送。
具体的，配电控制模块包括有电子继电器，其具有接收指令并且执行指令功能。
具体的，参照图3，充电桩充电模块包括与GPRS通讯模块连接的充电处理芯片741，充电处理芯片连接有人机交换模块742、充电输出口8；光伏发电站连接有电量检测器5，并且电量检测器电性连接有与GPRS通讯模块信号连通的信号发送模块6，该信号发送模块为现有的信号发射器。
其中，充电处理芯片为汽车充电桩的控制处理的核心，其为处理器，例如：TMS320C，并且通过程序编译（本申请并不保护其程序编译，故不作赘述），使其适用于本申请，电网接入口、光伏电站接入口通过配电控制模块与充电处理芯片电路连接，并且使电网接入口、光伏电站接入口输入的电量与充电输出口连通，使得电量的输入与输出连通。
进一步的，人机交换模块能够接受用户输入的指令，并传输给充电处理芯片处理；所述人机交互模块还包含LCD触摸显示屏。其中，人机交互模块负责与用户进行交互与充电收费，其中，用户可以在人机交换模块上选择充电方式（恒流充电、恒压充电或恒流恒压充电），查看电池信息以及充电的缴费支付，并显示屏为LCD触摸显示屏，方便与用户操作。
具体的，所述充电输出口为380V交流充电输出口，充电输出口连接有恒流恒压模块10，恒流恒压模块与充电处理芯片电性连接，并且恒流恒压模块连接有充电接头11。其中，恒流恒压模块为现有的能够实现恒流充电、恒压充电或恒流恒压充电方式的模块，比如：专利CN201010148353.8 所公开的“一种恒流恒压控制电路、充电电路及充电器”。充电处理芯片通过用户选择的充电方式，经过处理后控制恒流恒压模块转换至相应的充电方式，实现对汽车电池的充电。
进一步的，充电输出口与恒流恒压模块之间串接有电表9，并且该电表9与充电处理芯片电性连接，该电表用于输出的电量的统计，并且用于对用户的电池充电量的计费，该电表将电池充电量传输给充电处理芯片，经充电处理芯片处理有并且计算出应收费用，并且将电量和应收费用显示在LCD触摸显示屏上。
具体的，三相逆变器能够将光伏电站产生的直流电逆变成380V三相交流电。通过三相逆变器将400-500V的光伏电站直流电逆变成380V三相交流电，方便于电量的传输，并且使得光伏电站的输出电量方式与地区电网系统的输出电量方式相同，即输入充电桩的电量方式和大小相同，因此减少充电桩内对电量的转换方式和结构。
其中，智能双向电表为现有的智能电表，其可记录地区电网系统余电量和地区电网系统消耗电量，可方便直观的知道该充电桩使用地区电网系统的电量，方便于对所用电量的管理。
具体的，所述充电处理芯片还电性连接有能够采集电动汽车电池的序列号、工作时间、电流和电压的电池信息采集模块12，在充电接头与电池连接后，电池信息采集模块读取电池信息并且传输给充电处理芯片，并且显示在LCD触摸显示屏上。方便充电桩系统和用户了解电池信息，并且在默认状态（用户没选择充电方式）时，充电桩系统根据电池信息，使用较优的充电方式。
参照图4，在本光伏汽车充电桩配电系统的控制方法中，在一种实施方式中，（a）电量检测器检测到光伏电站的电量并将信号通过信号发送模块和GPRS通讯模块传输至充电处理芯片，（b）充电处理芯片判断信号是否为电量不足，若是，则发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统供电；若否，发出指令控制配电控制模块切换至光伏电站供电。其中，电量检测器实时检测光伏电站的电量，并保证充电桩对汽车的充电顺利进行，保证充电桩的供电充足。
参照图5，在另一实施方式中，在上述实施例的步骤（b）中，充电处理芯片判断信号为电量不足，充电处理芯片发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统和光伏电站同时供电。即在光伏电站的电量不足时，切换至光伏电站和地区电网系统同时供电，地区电网系统用于补偿光伏电站充电的不足量，使得充电桩对汽车的充电顺利进行，保证充电桩的供电充足。
本发明通过在汽车充电桩连接两个供电电源，使得在光伏发电站供电不足时自动切换至地区电网系统或自动切换至光伏发电站和地区电网系统同时供电，保证充电桩的供电充足和其供电稳定；并且用户可以根据选择充电方式（恒流充电、恒压充电或恒流恒压充电），实现对汽车电池充电。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏汽车充电桩配电系统，包括充电桩，其特征在于，所述充电桩分别通过三相逆变器电线连接有光伏发电站和通过智能双向电表连接有地区电网系统，所述光伏发电站和地区电网系统为充电桩供电； 所述充电桩包括配电控制模块、GPRS通讯模块、电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块，所述电网接入口、光伏电站接入口、充电桩充电模块均与配电控制模块电性连接，并且GPRS通讯模块与充电桩充电模块信号连接，其中，光伏发电站与光伏电站接入口电线连接，地区电网系统与电网接入口电线连接，配电控制模块控制充电桩在光伏发电站和地区电网系统之间的切换； 充电桩充电模块包括与GPRS通讯模块连接的充电处理芯片，充电处理芯片连接有人机交换模块、充电输出口； 光伏发电站连接有电量检测器，并且电量检测器电性连接有与GPRS通讯模块信号连通的信号发送模块。
2.根据权利要求1所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述人机交换模块能够接受用户输入的指令，并传输给充电处理芯片处理；所述人机交互模块还包含LCD触摸显示屏。
3.根据权利要求1所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述充电输出口为380V交流充电输出口。
4.根据权利要求3所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述充电输出口连接有恒流恒压模块，恒流恒压模块与充电处理芯片电性连接，并且恒流恒压模块连接有充电接头。
5.根据权利要求4所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述充电输出口与恒流恒压模块之间串接有电表，并且该电表与充电处理芯片电性连接。
6.根据权利要求1所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述三相逆变器能够将光伏电站产生的直流电逆变成380V三相交流电。
7.根据权利要求1所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述智能双向电表可记录余电上网电量和电网消耗电量。
8.根据权利要求1所述的光伏汽车充电桩配电系统，其特征在于，所述充电处理芯片还电性连接有能够采集电动汽车电池的序列号、工作时间、电流和电压的电池信息采集模块。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的光伏汽车充电桩配电系统的控制方法，其特征在于，（a）电量检测器检测到光伏电站的电量并将信号通过信号发送模块和GPRS通讯模块传输至充电处理芯片，（b）充电处理芯片判断信号是否为电量不足，若是，则发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统供电；若否，发出指令控制配电控制模块切换至光伏电站供电。
10.根据权利要求9所述的光伏汽车充电桩配电系统的控制方法，其特征在于，步骤（b）中，充电处理芯片判断信号为电量不足，充电处理芯片发出指令控制配电控制模块切换至地区电网系统和光伏电站同时供电。
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