CN113270884A - 一种基于v2g微网系统的电力能源管理系统和方法 - Google Patents

一种基于v2g微网系统的电力能源管理系统和方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种基于V2G微网系统的包括能源管理控制中心、并网配电单元、功率分配PDU单元和蓄能单元。功率分配PDU单元用于分别与新能源供电电源、电力负载、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接，并网配电单元与电网连接，能源管理控制中心用于将电力能源管理系统的用电信息并发送给一V2G云平台。由于电力能源管理系统将蓄能单元作为新能源供电电源、电力负载和电网之间电能转换的缓冲，减少了交流电和直流电的转换量，降低电能损耗，提高了V2G微网系统在单位区域范围内的优势转化质量。

Description

一种基于V2G微网系统的电力能源管理系统和方法
技术领域
本发明涉及分布式能源技术领域，具体涉及一种基于V2G微网系统的电力能源管理系统和方法。
背景技术
现阶段分布式能源已成为当前时兴的供能方式，能够对电网形成有效的补充，加强分布式能源配电的运用，不管是对电能利用率的提升，还是对电能损耗的减少，亦或是对资源保护均有着巨大的现实意义。相较于集中式发电而言，分布式发电有着诸多优势。首先，分布式发电属于分散式和小型式的发电单元，它常常处于配电网以及负荷的周围。同时，分布式发电的功率能够达到几千瓦甚至百兆瓦之多。现阶段最为常见的分布式发电类型较多的主要有生物质发电、风力发电、光热发电、光伏发电、地热发电以及利用汽体或液体为主要燃料的微型活力发电等类型。以往集中式供电模式并非直接面向用户，而分布式发电则改变了这一弊端，其供电过程是以用户的实际需要为基点，有力地降低了运输电能的成本，同时也使得供电损耗得到极大程度的降低。而且在该种供电模式下，用电的安全性也得到了良好保障。其次，经过一定程度整合与优化的分布式电网系统，能够实现电能利用率提升等多个功能目标。以往的电力系统对于技术有着较高的要求，而且安全性能较低，常常引发诸多大规模停电等情况，这种情况会在用电高峰期给用户带来很多不便。另外，以往的发电模式较为粗放，影响着地区生态环境的绿色化发展。中低压电力配送是分布式供电的主要应用方向，这也使得其在末端配电系统中有着极高的灵活性，有力地消减了以往配电只送不分的不足。分布式供电具备较强的开放性特性，化被动输送为主动输出，满足用户的相关需求，实现能源损耗的降到。
V2G微网系统也属于一种特殊的分布式供电，随着近年来全球电动汽车产业的快速发展，截至2020年电动汽车的保有量已经超过了420万量，预估到2025年，在新增的机动车数量中，电动汽车的占比将会超过30%以上。未来电动汽车的保有量快速持续走高，大量电动汽车的无序充电也大幅增加了电网的负荷。V2G是Vehicle-to-grid（车辆到电网）的缩写，V2G描述了电动汽车与电网的关系。当电动汽车不使用时，车载电池的电能销售给电网的系统。如果车载电池需要充电，电流则由电网流向车辆，V2G(车辆到电网)作为一种新型的商业模式，在电动汽车不使用时，将动力电池的电能销售给电网系统，电池进行放电；在动力电池需要充电时，电流则由电网流向车辆，电池进行充电，从而实现电动汽车和电网的双赢。然而V2G微网系统在单位区域内的供电模式还存在不足，例如在一个生活小区，白天电动车的停车数量会减少，电能的需求量会减少，分布式供电系统就并网以向电网输电。晚间电动车的停车数量会增加，再加上电动车充电的需求，电能的需求量就会增加，电网就需向小区内供电。每天该生活小区的分布式供电系统都需要有同电网并网及电网向小区配电的过程，不但增加了电能的损耗，还不利于电网的用电平衡需求，降低V2G微网系统的优势，在单位区域内，限制了V2G微网系统的优势转化。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是在单位区域范围内V2G微网系统的优势转化质量低。
根据第一方面，一种实施例中提供一种基于V2G微网系统的电力能源管理系统，包括能源管理控制中心、并网配电单元、功率分配PDU单元和蓄能单元；
所述功率分配PDU单元用于分别与新能源供电电源、电力负载、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接；
所述并网配电单元分别与电网、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接；
所述能源管理控制中心分别与所述新能源供电电源、所述电力负载、所述并网配电单元、功率分配PDU单元和所述蓄能单元连接，用于分别获取所述新能源供电电源、所述电力负载、所述并网配电单元、功率分配PDU单元和所述蓄能单元的用电信息并发送给一V2G云平台，所述V2G云平台包括所述V2G微网系统的云服务器；所述电力负载包括电动汽车，所述蓄能单元包括蓄能电池组；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电力负载、所述并网配电单元和/或所述蓄能单元，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能，所述并网配电单元用于将接收的所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电网；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述并网配电单元输出电能，以用于所述并网配电单元将所述蓄能单元输出的电能输出给所述电网；
当所述电网向所述电力能源管理系统配电，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述并网配电单元将接收的所述电网的电能输出给所述功率分配PDU单元和/或所述蓄能单元，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述电网输出的电能输出给所述电力负载，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能；
当所述电力能源管理系统与所述电网离网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述功率分配PDU单元输出电能，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述蓄能单元输出的电能输出给所述电力负载。
一实施例中，所述并网配电单元包括双向AC/DC变换单元和双向DC/DC变换单元；所述双向AC/DC变换单元用于将所述电网输出的交流电转化为第一直流电给所述双向DC/DC变换单元和/或蓄能单元，所述双向DC/DC变换单元用于将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输出给所述功率分配PDU单元；其中，所述第一直流电的电压大于所述第二直流电的电压。
一实施例中，所述双向DC/DC变换单元还用于从所述功率分配PDU单元获取所述第二直流电，并将所述第二直流电转换为所述第一直流电输出给所述双向AC/DC变换单元，所述双向AC/DC变换单元还用于将所述第一直流电转化为交流电，以输出给所述电网。
一实施例中，所述蓄能单元还包括串并联PDU单元，所述串并联PDU单元用于将接收的所述第一直流电作为所述蓄能电池组的充电电源；所述串并联PDU单元还用于将所述蓄能电池组的电能转换为所述第一直流电输出给所述双向AC/DC变换单元。
一实施例中，所述串并联PDU单元还用于将所述蓄能电池组的电能转换为所述第二直流电输出给所述功率分配PDU单元，以用于所述功率分配PDU单元向所述电力负载提供电源。
一实施例中，所述新能源供电电源的用电信息包括所述新能源供电电源的电能输出功率信息；所述电力负载的用电信息包括所述电力负载的所需电能功率信息；所述并网配电单元包括所述双向AC/DC变换单元和双向DC/DC变换单元的电能转换功率信息；所述蓄能单元的用电信息包括所述串并联PDU单元的电能转换功率信息；功率分配PDU单元的用电信息包括电能功率的输入输出信息。
一实施例中，所述能源管理控制中心还用于依据所述新能源供电电源的电能输出功率信息和所述电力负载的所需电能功率信息，控制所述功率分配PDU单元输出给所述电力负载的电能输出功率；当所述新能源供电电源的电能输出功率大于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给所述蓄能单元；当所述新能源供电电源的电能输出功率小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将少于的电能输出功率由所述蓄能单元提供。
一实施例中，所述能源管理控制中心还用于通过所述串并联PDU单元控制所述蓄能电池组的充电或放电的功率，以保证所述功率分配PDU单元的电能转换效率大于预设值。
根据第二方面，一种实施例中提供基于V2G微网系统的电力能源管理方法，其特征在于，所述电力能源管理方法用于对V2G微网系统中的一个V2G管理单元进行电力能源管理，所述V2G管理单元包括第一方面所述的电力能源管理系统；所述电力能源管理方法包括：
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电力负载、所述并网配电单元和/或所述蓄能单元，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能，所述并网配电单元用于将接收的所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电网；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述并网配电单元输出电能，以用于所述并网配电单元将所述蓄能单元输出的电能输出给所述电网；
当所述电网向所述电力能源管理系统配电，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述并网配电单元将接收的所述电网的电能输出给所述功率分配PDU单元和/或所述蓄能单元，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述电网输出的电能输出给所述电力负载，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能；
当所述电力能源管理系统与所述电网离网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述功率分配PDU单元输出电能，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述蓄能单元输出的电能输出给所述电力负载。
一实施例中，所述的电力能源管理方法还包括：
当所述新能源供电电源的电能输出功率大于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给所述蓄能单元；当所述新能源供电电源的电能输出功率小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将少于的电能输出功率由所述蓄能单元提供；
当所述新能源供电电源的电能输出功率和所述蓄能单元的输出功率之和小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制将少于的电能输出功率由所述电网提供。新能源供电电源包括但不限于电动汽车的移动储能电池，在电网输出功率管控或限制条件下，能源管理控制中心可协调管理不同数量的电动汽车移动储能电池通过V2G放电。
依据上述实施例的电力能源管理系统由于将蓄能单元作为新能源供电电源、电力负载和电网之间电能转换的缓冲，减少了交流电和直流电的转换量，降低电能损耗，提高能量转换效率2%－5%，提高了V2G微网系统在单位区域范围内的优势转化质量。
附图说明
图1为一种实施例中电力能源管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
建立“光储充放”（分布式光伏发电-储能系统-充放电）微网系统能够将预设单位区域内电动汽车储能源作为电网和可再生能源的缓冲，实现车电融合技术试点应用，同时建立起电力互联平台，实现区域内电力交易和能源协同调度功能。目前在新能源微网设计方案中，功率转换单元固定连接到功率母线中，在光伏、储能电池、新能源汽车电池全电压范围内进行功率转换。但每一个功率转换单元具有最优的效率工作区间，在全电压范围内工作就会出现效率相对较低的工作区间，长时间低效运行会消耗更多的电力能源。因此如何调整V2G微网系统中各个功率转换单元保持在最优的效率工作区间工作，是现阶段V2G微网系统设计中需考虑的核心技术问题。
在本申请实施例中，公开了一种电力能源管理方法，电力能源管理方法用于对V2G微网系统中的一个V2G管理单元进行电力能源管理，当电网向电力能源管理系统配电，且新能源供电电源未输出电能时，能源管理控制中心控制并网配电单元将接收的电网的电能输出给功率分配PDU单元和/或蓄能单元，功率分配PDU单元用于将接收的电网输出的电能输出给电力负载。当新能源供电电源的电能输出功率大于电力负载的所需电能功率时，能源管理控制中心控制功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给蓄能单元。由于电力能源管理系统将蓄能单元作为新能源供电电源、电力负载和电网之间电能转换的缓冲，减少了交流电和直流电的转换量，降低电能损耗，提高了V2G微网系统在单位区域范围内的优势转化质量。
实施例一：
请参考图1，为一种实施例中电力能源管理系统的结构示意图，电力能源管理系统2包括能源管理控制中心20、并网配电单元21、功率分配PDU单元22和蓄能单元23。功率分配PDU单元22用于分别与新能源供电电源3、电力负载4、并网配电单元21和蓄能单元23连接。并网配电单元21分别与电网1、并网配电单元21和蓄能单元23连接。能源管理控制中心20分别与新能源供电电源3、电力负载4、并网配电单元21、功率分配PDU单元22和蓄能单元23连接，用于分别获取新能源供电电源3、电力负载4、并网配电单元21、功率分配PDU单元22和蓄能单元23的用电信息并发送给一V2G云平台5，V2G云平台包括5V2G微网系统的云服务器。电力负载4包括电动汽车，蓄能单元23包括蓄能电池组232。当电力能源管理系统20与电网1并网，且新能源供电电源3输出电能时，能源管理控制中心20控制功率分配PDU单元21将新能源供电电源3输出的电能输出给电力负载4、并网配电单元21和/或蓄能单元23，电力负载4和蓄能单元23用于储存电能，并网配电单元21用于将接收的新能源供电电源3输出的电能输出给电网1。其中，新能源供电电源3包括生物质发电电源、风力发电电源、光热发电电源、光伏发电电源、地热发电电源以及利用汽体或液体为主要燃料的微型活力发电电源等。在电力能源管理系统运行过程中，当电力能源管理系统2与电网1并网，且新能源供电电源3未输出电能时，能源管理控制中心20控制蓄能单元23向并网配电单元21输出电能，以用于并网配电单元21将蓄能单元23输出的电能输出给电网1。当电网1向电力能源管理系统2配电，且新能源供电电源3未输出电能时，能源管理控制中心20控制并网配电单元21将接收的电网1的电能输出给功率分配PDU单元22和/或蓄能单元23，功率分配PDU单元22用于将接收的电网1输出的电能输出给电力负载4，电力负载4和蓄能单元23用于储存电能。当电力能源管理系统2与电网1离网，且新能源供电电源3未输出电能时，能源管理控制中心20控制蓄能单元23向功率分配PDU单元22输出电能，功率分配PDU单元22用于将接收的蓄能单元23输出的电能输出给电力负载4。一实施例中，新能源供电电源3的用电信息包括新能源供电电源3的电能输出功率信息，电力负载4的用电信息包括电力负载4的所需电能功率信息，并网配电单元21包括双向AC/DC变换单元211和双向DC/DC变换单元212的电能转换功率信息，蓄能单元23的用电信息包括串并联PDU单元231的电能转换功率信息，功率分配PDU单元22的用电信息包括电能功率的输入输出信息。
一实施例中，并网配电单元21包括双向AC/DC变换单元211和双向DC/DC变换单元212。双向AC/DC变换单元211用于将电网1输出的交流电转化为第一直流电给双向DC/DC变换单元212和/或蓄能单元23，双向DC/DC变换单元212用于将第一直流电转换为第二直流电，并将第二直流电输出给功率分配PDU单元22。其中，第一直流电的电压大于第二直流电的电压。
一实施例中，双向DC/DC变换单元212还用于从功率分配PDU单元22获取第二直流电，并将第二直流电转换为第一直流电输出给双向AC/DC变换单元211，双向AC/DC变换单元211还用于将第一直流电转化为交流电，以输出给电网1。
一实施例中，蓄能单元23还包括串并联PDU单元231，串并联PDU单元231用于将接收的第一直流电作为蓄能电池组232的充电电源。串并联PDU单元231还用于将蓄能电池组232的电能转换为第一直流电输出给双向AC/DC变换单元211。
一实施例中，串并联PDU单元231还用于将蓄能电池组232的电能转换为第二直流电输出给功率分配PDU单元22，以用于功率分配PDU单元22向电力负载4提供电源。
一实施例中，能源管理控制中心20还用于依据新能源供电电源3的电能输出功率信息和电力负载4的所需电能功率信息，控制功率分配PDU单元22输出给电力负载4的电能输出功率，当新能源供电电源3的电能输出功率大于电力负载4的所需电能功率时，能源管理控制中心20控制功率分配PDU单元231将多出的电能输出功率输出给蓄能单元23。当新能源供电电源3的电能输出功率小于电力负载4的所需电能功率时，能源管理控制中心20控制功率分配PDU单元231将少于的电能输出功率由蓄能单元23提供。
一实施例中，能源管理控制中心20还用于通过串并联PDU单元231控制蓄能电池组232的充电或放电的功率，以保证功率分配PDU单元22的电能转换效率大于预设值，其中预设值包括功率分配PDU单元22的最大转换效率。
在本申请实施例中，还公开了一种基于V2G微网系统的电力能源管理方法，该电力能源管理方法用于对V2G微网系统中的一个V2G管理单元进行电力能源管理，V2G管理单元包括如上所述的电力能源管理系统，该电力能源管理方法包括：
当电力能源管理系统与电网并网，且新能源供电电源输出电能时，能源管理控制中心控制功率分配PDU单元将新能源供电电源输出的电能输出给电力负载、并网配电单元和/或蓄能单元，电力负载和蓄能单元用于储存电能，并网配电单元用于将接收的新能源供电电源输出的电能输出给电网。
当电力能源管理系统与电网并网，且新能源供电电源未输出电能时，能源管理控制中心控制蓄能单元向并网配电单元输出电能，以用于并网配电单元将蓄能单元输出的电能输出给电网。
当电网向电力能源管理系统配电，且新能源供电电源未输出电能时，能源管理控制中心控制并网配电单元将接收的电网的电能输出给功率分配PDU单元和/或蓄能单元，功率分配PDU单元用于将接收的电网输出的电能输出给电力负载，电力负载和蓄能单元用于储存电能。
当电力能源管理系统与电网离网，且新能源供电电源未输出电能时，能源管理控制中心控制蓄能单元向功率分配PDU单元输出电能，功率分配PDU单元用于将接收的蓄能单元输出的电能输出给电力负载。
一实施例中，电力能源管理方法还包括：
当新能源供电电源的电能输出功率大于电力负载的所需电能功率时，能源管理控制中心控制功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给蓄能单元。当新能源供电电源的电能输出功率小于电力负载的所需电能功率时，能源管理控制中心控制功率分配PDU单元将少于的电能输出功率由蓄能单元提供。当新能源供电电源的电能输出功率和蓄能单元的输出功率之和小于电力负载的所需电能功率时，能源管理控制中心控制将少于的电能输出功率由电网提供。
在本申请一实施例中，双向AC/DC变换单元是一个一侧连接电网，另一侧连接电力能源管理系统的直流母线的电源转换装置，采用模块化设计。双向DC/DC变换单元是一个两侧分别连接在不同直流母线的电源转换装置，采用模块化设计。功率分配PDU单元实现各功率端口的功率智能分配。串并联PDU单元实现蓄能电池组内部电池的串并联操作。串并联PDU单元和蓄能电池组结合实现灵活多变的I、V特性。新能源供电电源通过功率分配PDU单元连接到各级直流母线，其能量可以通过双向DC/DC转换装置输送给储能单元和/或电力负载，其中电力负载包括新能源汽车，新能源汽车也是一个可以能量双向流动的电力负载，它先连接到功率分配PDU单元，然后通过合适的直流母线进行能量双向流动。能源管理控制中心通过互联网连接到相应的V2G云平台，控制中心上报电力能源管理系统运行状况、能源管理数据等，同时接收用户的电力负载的充电需求和电力调度控制。能源管理控制中心实现本微网系统内的监控、管理、控制、预测、保护等功能。能源控制中心和各单元中的智能控制板进行通讯，通过对智能控制板进行监控和指令控制实现各单元的功能实现。一实施例中，蓄能单元还包括电池监控系统（BMS），用于蓄能电池组的智能控制板。功率分配PDU单元和串并联PDU单元分别包括智能控制板，具有针对本单元功率切换部件的温度、电压、电流检测功能，在保证可靠工作情况下实现零电压或零电流切换。在实际应用中，新能源汽车电池、蓄能电池组在充、放电过程中，其各自的电压曲线是变化的，新能源供电电源的发电装置的效率最优状态下电压也是变化的。新能源汽车充、放电需求是个性多样的。新能源供电电源的电能输出和储能电池充或放电操作都需要根据气候、电价和电力调度进行管理控制。以上数据都是用于作为能源管理控制中心的控制依据。一实施例中，在蓄能电池组进行削峰填谷阶段，蓄能单元直接通过双向AC/DC变换单元进行并网发电或者能量存储。在蓄能单元进行充放电时，电压变换过程中通过电池组内部串并联操作实现，从而使得双向AC/DC变换单元始终工作在高效率运行区间。同时双向AC/DC单元可以实现对内部部分单元模块的休眠和唤醒控制。
一实施例中，当在新能源汽车充电阶段，能源管理控制中心会分析选择电网充电或蓄能单元充电。同时根据车主及新能源汽车的个人需求和电池状态进行功率分配PDU单元控制。在蓄能单元充电模式下，能源管理控制中心通过对串并联PDU单元的切换，保证双向DC/DC变换单元始终在高效率运行区间。在电网充电模式下能源管理控制中心控制双向AC/DC变换单元、双向DC/DC变换单元的开机数量，在合适时间段采用只保留双向AC/DC变换单元方式给新能源汽车充电。在新能源供电电源输出电能阶段,双向DC/DC变换单元工作保证新能源供电电源输出最大效率输出。同时能源管理控制中心通过能源管理方案进行储能、充电、发电等控制。同样，在蓄能单元的输入或输出电能时的电压变化过程中，对蓄电池组的内部进行串并联操作，根据新能源汽车的车主、汽车需求和电池状态进行功率分配PDU单元控制，从而使得双向DC/DC变换单元始终工作在高效率运行区间。
一实施例中，在电力能源管理系统的多种工作模式下，能源管理控制中心需要进行数据采样、数据分析、需求分析、控制实现对双向AC/DC变换单元、双向DC/DC变换单元、功率分配PDU单元、串并联PDU单元的控制，最终满足微网调度、实现新能源汽车充电、提高能源的转换效率、实现节能环保。
在本申请实施例中，公开一种基于V2G微网系统的包括能源管理控制中心、并网配电单元、功率分配PDU单元和蓄能单元。功率分配PDU单元用于分别与新能源供电电源、电力负载、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接，并网配电单元与电网连接，能源管理控制中心用于将电力能源管理系统的用电信息并发送给一V2G云平台。由于电力能源管理系统将蓄能单元作为新能源供电电源、电力负载和电网之间电能转换的缓冲，减少了交流电和直流电的转换量，降低电能损耗，提高了V2G微网系统在单位区域范围内的优势转化质量。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种基于V2G微网系统的电力能源管理系统，其特征在于，包括能源管理控制中心、并网配电单元、功率分配PDU单元和蓄能单元；
所述功率分配PDU单元用于分别与新能源供电电源、电力负载、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接；
所述并网配电单元分别与电网、所述并网配电单元和所述蓄能单元连接；
所述能源管理控制中心分别与所述新能源供电电源、所述电力负载、所述并网配电单元、功率分配PDU单元和所述蓄能单元连接，用于分别获取所述新能源供电电源、所述电力负载、所述并网配电单元、功率分配PDU单元和所述蓄能单元的用电信息并发送给一V2G云平台，所述V2G云平台包括所述V2G微网系统的云服务器；所述电力负载包括电动汽车，所述蓄能单元包括蓄能电池组；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电力负载、所述并网配电单元和/或所述蓄能单元，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能，所述并网配电单元用于将接收的所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电网；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述并网配电单元输出电能，以用于所述并网配电单元将所述蓄能单元输出的电能输出给所述电网；
当所述电网向所述电力能源管理系统配电，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述并网配电单元将接收的所述电网的电能输出给所述功率分配PDU单元和/或所述蓄能单元，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述电网输出的电能输出给所述电力负载，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能；
当所述电力能源管理系统与所述电网离网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述功率分配PDU单元输出电能，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述蓄能单元输出的电能输出给所述电力负载。
2.如权利要求1所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述并网配电单元包括双向AC/DC变换单元和双向DC/DC变换单元；所述双向AC/DC变换单元用于将所述电网输出的交流电转化为第一直流电给所述双向DC/DC变换单元和/或蓄能单元，所述双向DC/DC变换单元用于将所述第一直流电转换为第二直流电，并将所述第二直流电输出给所述功率分配PDU单元；其中，所述第一直流电的电压大于所述第二直流电的电压。
3.如权利要求2所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换单元还用于从所述功率分配PDU单元获取所述第二直流电，并将所述第二直流电转换为所述第一直流电输出给所述双向AC/DC变换单元，所述双向AC/DC变换单元还用于将所述第一直流电转化为交流电，以输出给所述电网。
4.如权利要求3所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述蓄能单元还包括串并联PDU单元，所述串并联PDU单元用于将接收的所述第一直流电作为所述蓄能电池组的充电电源；所述串并联PDU单元还用于将所述蓄能电池组的电能转换为所述第一直流电输出给所述双向AC/DC变换单元。
5.如权利要求4所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述串并联PDU单元还用于将所述蓄能电池组的电能转换为所述第二直流电输出给所述功率分配PDU单元，以用于所述功率分配PDU单元向所述电力负载提供电源。
6.如权利要求5所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述新能源供电电源的用电信息包括所述新能源供电电源的电能输出功率信息；所述电力负载的用电信息包括所述电力负载的所需电能功率信息；所述并网配电单元包括所述双向AC/DC变换单元和双向DC/DC变换单元的电能转换功率信息；所述蓄能单元的用电信息包括所述串并联PDU单元的电能转换功率信息；功率分配PDU单元的用电信息包括电能功率的输入输出信息。
7.如权利要求6所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述能源管理控制中心还用于依据所述新能源供电电源的电能输出功率信息和所述电力负载的所需电能功率信息，控制所述功率分配PDU单元输出给所述电力负载的电能输出功率；当所述新能源供电电源的电能输出功率大于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给所述蓄能单元；当所述新能源供电电源的电能输出功率小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将少于的电能输出功率由所述蓄能单元提供。
8.如权利要求6所述的电力能源管理系统，其特征在于，所述能源管理控制中心还用于通过所述串并联PDU单元控制所述蓄能电池组的充电或放电的功率，以保证所述功率分配PDU单元的电能转换效率大于预设值。
9.一种基于V2G微网系统的电力能源管理方法，其特征在于，所述电力能源管理方法用于对V2G微网系统中的一个V2G管理单元进行电力能源管理，所述V2G管理单元包括如权利要求1至8任一项所述的电力能源管理系统；所述电力能源管理方法包括：
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电力负载、所述并网配电单元和/或所述蓄能单元，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能，所述并网配电单元用于将接收的所述新能源供电电源输出的电能输出给所述电网；
当所述电力能源管理系统与所述电网并网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述并网配电单元输出电能，以用于所述并网配电单元将所述蓄能单元输出的电能输出给所述电网；
当所述电网向所述电力能源管理系统配电，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述并网配电单元将接收的所述电网的电能输出给所述功率分配PDU单元和/或所述蓄能单元，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述电网输出的电能输出给所述电力负载，所述电力负载和所述蓄能单元用于储存电能；
当所述电力能源管理系统与所述电网离网，且所述新能源供电电源未输出电能时，所述能源管理控制中心控制所述蓄能单元向所述功率分配PDU单元输出电能，所述功率分配PDU单元用于将接收的所述蓄能单元输出的电能输出给所述电力负载。
10.如权利要求9所述的电力能源管理方法，其特征在于，还包括：
当所述新能源供电电源的电能输出功率大于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将多出的电能输出功率输出给所述蓄能单元；当所述新能源供电电源的电能输出功率小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制所述功率分配PDU单元将少于的电能输出功率由所述蓄能单元提供；
当所述新能源供电电源的电能输出功率和所述蓄能单元的输出功率之和小于所述电力负载的所需电能功率时，所述能源管理控制中心控制将少于的电能输出功率由所述电网提供。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114221365A (zh) * 2021-12-10 2022-03-22 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) 基于v2g微网系统的电能控制方法和v2g微网系统
ES2957850A1 (es) * 2022-06-22 2024-01-26 Closebattery Logistics Sl Dispositivo cargador bidireccional, sistema y vehiculo que comprenden dicho dispositivo

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187794A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 上海追日电气有限公司 混合逆变装置
CN104241720A (zh) * 2014-06-26 2014-12-24 许继电气股份有限公司 一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法
US20150333512A1 (en) * 2012-08-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh Charging and Discharging of DC Microgrid Energy Storage
CN110661329A (zh) * 2019-09-03 2020-01-07 中广核太阳能开发有限公司 一种光伏车棚发电和电动汽车充电的一体化系统
CN112491045A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 南京工程学院 一种智能户用光储充能源互联系统及其能效管理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187794A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 上海追日电气有限公司 混合逆变装置
US20150333512A1 (en) * 2012-08-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh Charging and Discharging of DC Microgrid Energy Storage
CN104241720A (zh) * 2014-06-26 2014-12-24 许继电气股份有限公司 一种微网中的电动汽车直流快速充电站充电控制方法
CN110661329A (zh) * 2019-09-03 2020-01-07 中广核太阳能开发有限公司 一种光伏车棚发电和电动汽车充电的一体化系统
CN112491045A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 南京工程学院 一种智能户用光储充能源互联系统及其能效管理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈根 等: "光储式电动汽车充电站微网运行及V2G实现研究", 《华东电力》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114221365A (zh) * 2021-12-10 2022-03-22 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) 基于v2g微网系统的电能控制方法和v2g微网系统
ES2957850A1 (es) * 2022-06-22 2024-01-26 Closebattery Logistics Sl Dispositivo cargador bidireccional, sistema y vehiculo que comprenden dicho dispositivo

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