CN114336715A - 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩 - Google Patents

一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩 Download PDF

Info

Publication number
CN114336715A
CN114336715A CN202210218467.8A CN202210218467A CN114336715A CN 114336715 A CN114336715 A CN 114336715A CN 202210218467 A CN202210218467 A CN 202210218467A CN 114336715 A CN114336715 A CN 114336715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
energy
energy storage
direct
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210218467.8A
Other languages
English (en)
Inventor
周君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Cas-Hiau Electrical Inc
Original Assignee
Anhui Cas-Hiau Electrical Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Cas-Hiau Electrical Inc filed Critical Anhui Cas-Hiau Electrical Inc
Priority to CN202210218467.8A priority Critical patent/CN114336715A/zh
Publication of CN114336715A publication Critical patent/CN114336715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明属于储能变换器技术领域，更具体地，涉及一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩。它包括储能装置、双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器、直流微电网、动力电池、直流微电网能量管理器，所述双向DC/DC变换器一端与储能装置连接，另一端接入直流微电网，所述绿色能源DC/DC变换器和AC/DC变换器与直流微电网连接，所述直流微电网用于为动力电池提供能量，所述直流微电网能量管理器用于管理控制双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器。本发明实现了直流侧输出功率大于交流侧输入功率，解决了传统的充电桩工频变压器增容困难条件下电动汽车短时快充需求。

Description

一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩
技术领域
本发明属于储能变换器技术领域，更具体地，涉及一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩。
背景技术
风能是利用自然界的风力带动风机发电，风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
储能技术，特别是电化学储能技术，凭借着峰谷调节、提升电力系统稳定性等特点，近年来得到了快速发展。储能系统一定程度上可以解决光伏、风电等新能源发电输出功率不稳定所带来的问题，扩大新能源的并网性。
针对目前变电站直流系统储能设备采用的交流对蓄电池单独储能方案，存在蓄电池使用寿命短、容量裕度配置高和可靠性低等问题，伴随着直流系统的冲击性负荷日益增多，冲击性负荷使蓄电池瞬间大电流放电，这种脉动式功率输出造成了蓄电池的严重损害。在用电高峰期，采用交流电网供电，增大了电网的负荷，峰谷用电严重不平衡、交流电网直流微电网不能兼容的问题。
发明内容
为了实现电动汽车充电功率需求大于交流负荷容量、动态调整电网负荷进行削峰平谷、在线对动力电池进行高精度检测的目的，本发明提供了一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，集储能、快速充电、交流电网接入、直流微电网接入及绿色能源调度为一体，满足了多样化的供电需求，实现了并网、离网兼容运行的分布式微电网供电系统，能够有效的削峰平谷，同时具备在线高精度在线动力电池检测功能。
本发明采用如下技术方案：
一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：它包括储能装置、双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器、直流微电网、动力电池、直流微电网能量管理器，所述双向DC/DC变换器一端与储能装置连接，另一端接入直流微电网，所述绿色能源DC/DC变换器和AC/DC变换器与直流微电网连接，所述直流微电网为动力电池提供能量，所述直流微电网能量管理器用于管理控制双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器；
所述直流微电网能量管理器的控制采用DDPG算法，该算法步骤如下：
S1、获取储能装置、绿色能源和交流电网的状态信息，获取动力电池的信息，这些信息作为DDPG的状态向量；
S2、将上述状态向量输入到DDPG网络模型，输出结果，得到储能充电桩中供电和充电的最优策略；
S3、根据储能充电桩中供电和充电的最优策略，直流微电网能量管理器对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器进行控制。
本技术方案进一步的优化，所述DDPG算法包括两个Actor网络和两个Critic网络。
本技术方案进一步的优化，所述DDPG算法的详细流程如下：
S2.1、Actor当前网络，Actor目标网络，Critic当前网络，Critic目标网络，参数分别为
Figure 403603DEST_PATH_IMAGE001
，随机初始化
Figure 194842DEST_PATH_IMAGE002
，清空经验回放的集合D；
S2.2、初始化当前时刻
Figure 352285DEST_PATH_IMAGE003
设置最大迭代次数T=26；
S2.3、感知当前时刻储能装置、绿色能源、交流电网和动力电池的状态
Figure 381421DEST_PATH_IMAGE004
，并将其输入到现实Actor网络，从而得到当前时刻的动作
Figure 684226DEST_PATH_IMAGE005
，其中
Figure 166023DEST_PATH_IMAGE006
为储能充电桩当前对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器的控制；
S2.4，直流微电网能量管理器执行动作
Figure 828954DEST_PATH_IMAGE005
，并返回当前时刻的奖励
Figure 712597DEST_PATH_IMAGE007
和下一时刻的状态
Figure 186303DEST_PATH_IMAGE008
，从而得到
Figure 155396DEST_PATH_IMAGE009
，并将该数组放入经验回放池D中；
S2.5，令
Figure 310434DEST_PATH_IMAGE010
；若
Figure 64895DEST_PATH_IMAGE011
小于迭代次数
Figure 709503DEST_PATH_IMAGE012
，返回步骤S2.3；否则令
Figure 165892DEST_PATH_IMAGE013
。
本技术方案进一步的优化，所述步骤S2的优化目标：
在决策周期
Figure 921358DEST_PATH_IMAGE011
内，目标函数为：
Figure 763281DEST_PATH_IMAGE014
其中，M为供电成本，a为储能装置供电成本，绿色能源的发电成本为
Figure 844370DEST_PATH_IMAGE015
，绿色能源的功率
Figure 788055DEST_PATH_IMAGE016
，绿色能源
Figure 347212DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 810686DEST_PATH_IMAGE018
为绿色能源总数，c为交流电网的供电成本。
本技术方案进一步的优化，所述储能装置主要由磷酸铁锂的电芯构成，所述储能装置内部配有电池管理系统单元，所述电池管理系统单元具备充放电控制、过充过放过热保护功能，储能装置的正负极通过电缆连接到双向DC/DC变换器的输入端。
本技术方案进一步的优化，所述双向DC/DC变换器由隔离的双向变换器功率拓扑及智能控制器构成，储能装置与直流微电网能量的双向流动，实现储能装置的充电及放电。
本技术方案进一步的优化，所述双向DC/DC变换器的输入侧及输出侧都配置有电流传感器及电压传感器，电流传感器和电压传感器的信号通过双脚屏蔽线采集到双向DC/DC变换器。
本技术方案进一步的优化，所述绿色能源DC/DC变换器连接太阳能、风能、氢能及潮汐能中的一种或多种。
本技术方案进一步的优化，还包括与动力电池连接的智能动力电池检测器，所述智能动力电池检测器在充电过程中对动力电池的电池容量、直流内阻、充电电压、充电电流、SOC进行实时检测。
本技术方案更进一步的优化，还包括物联网设备，所述智能动力电池检测器通过物联网设备将其检测数据传输给服务器。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明不仅仅采用电网供电，还增加了绿色能源供电，能够实现节约能源的目的。
2、本发明根据直流侧输出的需求，协调控制储能装置、交流电网和绿色能源通过直流微电网为动力电池供电，满足了多样化的供电需求。
3、本发明采用交流电网、绿色能源、储能装置一起为动力电池供电，解决了当前交流电网、直流微电网及储能装置无法兼容及协同工作的问题。
附图说明
图1是内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参阅图1所示，本发明优选一实施例内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩的结构示意图。一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，它包括储能装置、双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器、直流微电网、动力电池、直流微电网能量管理器器，双向DC/DC变换器一端与储能装置连接，另一端接入直流微电网，绿色能源DC/DC变换器和AC/DC变换器与直流微电网连接，直流微电网用于为动力电池提供能量，直流微电网能量管理器用于管理控制双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器。双向DC/DC变换器、AC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器通过物联网设备与直流微电网能量管理器组成能源互联网。
该实施例采用DDPG算法实现对储能充电桩的优化控制，其方法步骤如下：
S1、获取储能装置、绿色能源和交流电网的状态信息，获取动力电池的信息。
获取储能装置的剩余电量Wn，获取绿色能源的功率Pi，该实施例的绿色能源包括太阳能、风能、氢能、潮汐能等等，这些绿色能源都是发电，将这些绿色能源均接入储能充电桩，为储能充电桩提供电能。不同的绿色能源的发电成本不同，定义绿色能源的发电成本为ki。获取交流电网的负荷以及当前时间。
在训练DDPG网络模型时，将上述信息进行处理，构成一组作为输入数据输入到DDPG网络模型中，将多组典型信息数据对DDPG网络模型进行训练，得到训练后的DDPG网络模型。
S2、将上述信息输入到DDPG网络模型，输出结果，得到储能充电桩中供电和充电的最优策略。
目标函数为：
Figure 531517DEST_PATH_IMAGE019
其中，M为供电成本，a为储能装置供电成本，绿色能源的发电成本为
Figure 962498DEST_PATH_IMAGE020
，绿色能源的功率
Figure 59767DEST_PATH_IMAGE021
，c为交流电网的供电成本。
DDPG算法包括两个Actor网络和两个Critic网络，
DDPG算法的流程如下：
S2.1、Actor当前网络，Actor目标网络，Critic当前网络，Critic目标网络，参数分别为
Figure 95856DEST_PATH_IMAGE001
，随机初始化
Figure 236857DEST_PATH_IMAGE002
，清空经验回放的集合D；
S2.2、初始化当前时刻
Figure 155134DEST_PATH_IMAGE003
设置最大迭代次数T=26；
S2.3、感知当前时刻储能装置、绿色能源、交流电网和动力电池的状态
Figure 56094DEST_PATH_IMAGE004
，并将其输入到现实Actor网络，从而得到当前时刻的动作
Figure 743427DEST_PATH_IMAGE005
，其中
Figure 822373DEST_PATH_IMAGE022
为储能充电桩当前对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器的控制；
S2.4，直流微电网能量管理器执行动作
Figure 962367DEST_PATH_IMAGE005
，并返回当前时刻的奖励
Figure 667018DEST_PATH_IMAGE007
和下一时刻的状态
Figure 412120DEST_PATH_IMAGE023
，从而得到
Figure 911234DEST_PATH_IMAGE024
，并将该数组放入经验回放池D中；
S2.5，令
Figure 793652DEST_PATH_IMAGE010
；若
Figure 36414DEST_PATH_IMAGE011
小于迭代次数
Figure 698340DEST_PATH_IMAGE025
，返回步骤S2.3；否则令
Figure 368356DEST_PATH_IMAGE013
。
优化目标：
在决策周期
Figure 233675DEST_PATH_IMAGE011
内，目标函数为：
Figure 14549DEST_PATH_IMAGE014
其中，M为供电成本，a为储能装置供电成本，绿色能源的发电成本为
Figure 734243DEST_PATH_IMAGE015
，绿色能源的功率
Figure 575160DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 177043DEST_PATH_IMAGE026
为绿色能源，c为交流电网的供电成本。
S3、根据储能充电桩中供电和充电的最优策略，直流微电网能量管理器对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器进行控制。
通过DDPG算法给出最优控制策略，例如：
在白天直流输出空闲时段，交流电网通过AC/DC变换器以及绿色能源DC/DC变换对直流微电网提供能量，直流微电网通过双向DC/DC变换器对储能装置进行能量补给。在白天用电高峰时段，储能装置通过双向DC/DC变换、交流电网通过AC/DC变换器以及绿色能源DC/DC变换器对直流微电网提供能量，直流微电网对动力电池进行快速充电。在夜间用电低谷时段，交流电网通过AC/DC变换器对直流微电网提供能量，直流微电网通过双向DC/DC变换器对储能装置进行能量补给。通过直流微电网能量管理器对整个能源互联网的管理，直流电网、交流电网与外部各种绿色能源协同工作，实现个直流微电网系统处于最优状态，解决了交流电网峰谷用电不平衡的问题。
储能装置主要由磷酸铁锂的电芯构成，储能装置内部配有电池管理系统单元，具备充放电控制、过充过放过热保护功能，储能装置的正负极通过电缆连接到双向DC/DC变换器的输入端。
双向DC/DC变换器由隔离的双向变换器功率拓扑及智能控制器构成，储能装置与直流微电网能量的双向流动，实现储能装置的充电及放电。双向DC/DC变换器的输入侧及输出侧都配置有电流传感器及电压传感器，电流传感器和电压传感器的信号通过双脚屏蔽线采集到双向DC/DC变换器。双向DC/DC变换器的输出侧通过电缆分别与直流微电网母线的正负端子连接。双向DC/DC变换器的智能控制器接收直流微电网能量管理器控制指令进行发电侧输出功率实时调整，与外部各种绿色能源协同工作，实现个直流微电网系统处于最优状态。
储能装置输出接口内部通过电缆连接分别与直流微电网母线的正负端子连接，直流微电网母线与绿色能源DC/DC变换器连接，所述绿色能源包括太阳能、风能、氢能及潮汐能等。直流微电网的输出接口通过电缆分别与动力电池的正负端子连接，直流微电网的直流输出侧配置有电压传感器及电流传感器，上述传感器的信号通过双脚屏蔽线采集到所述的智能动力电池检测器。
智能动力电池检测器在充电过程中对动力电池的电池容量、直流内阻、充电电压、充电电流、SOC进行实时检测，通过物联网设备，如4G模块、以太网模块、WIFI模块或NB-IOT模块将数据上传到服务器，服务器通过大数据生成动力电池的体检报告及诊断建议，然后通过互联网发送到车主。
AC/DC变换器的输入通过端子接到电网，即可以接到单相电网，也可以接到三相电网。所述的AC/DC变换器的输出通过电缆分别与微网母线的正负端子连接。
储能装置通过双向DC/DC变换器给动力电池提供能量，各种绿色能源DC/DC变换器通过直流微电网给动力电池提供能量，交流侧电网通过AC/DC变换器给动力能量，解决了传统的充电桩工频变压器增容困难条件下电动汽车短时快充需求。
交流电网通过AC/DC变换器接入到直流微电网，储能装置通过双向DC/DC变换器接入到直流微电网，绿色能源DC/DC变换器直接接入到直流微电网，解决了当前交流电网、直流微电网及储能装置无法兼容及协同工作的问题。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：它包括储能装置、双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器、直流微电网、动力电池、直流微电网能量管理器，所述双向DC/DC变换器一端与储能装置连接，另一端接入直流微电网，所述绿色能源DC/DC变换器和AC/DC变换器与直流微电网连接，所述直流微电网为动力电池提供能量，所述直流微电网能量管理器用于管理控制双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器；
所述直流微电网能量管理器的控制采用DDPG算法，该算法步骤如下：
S1、获取储能装置、绿色能源和交流电网的状态信息，获取动力电池的信息，这些信息作为DDPG的状态向量；
S2、将上述状态向量输入到DDPG网络模型，输出结果，得到储能充电桩中供电和充电的最优策略；
所述步骤S2的优化目标：
在决策周期i内，目标函数为：
Figure 477078DEST_PATH_IMAGE001
其中，M为供电成本，a为储能装置供电成本，绿色能源的发电成本为
Figure 394218DEST_PATH_IMAGE002
，绿色能源的功率
Figure 111638DEST_PATH_IMAGE003
，绿色能源
Figure 506848DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 321220DEST_PATH_IMAGE005
为绿色能源总数，c为交流电网的供电成本；
S3、根据储能充电桩中供电和充电的最优策略，直流微电网能量管理器对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器进行控制。
2.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述DDPG算法包括两个Actor网络和两个Critic网络。
3.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述DDPG算法的详细流程如下：
S2.1、Actor当前网络，Actor目标网络，Critic当前网络，Critic目标网络，参数分别为
Figure 81365DEST_PATH_IMAGE006
，随机初始化
Figure 348399DEST_PATH_IMAGE007
，清空经验回放的集合D；
S2.2、初始化当前时刻
Figure 484982DEST_PATH_IMAGE008
设置最大迭代次数T=26；
S2.3、感知当前时刻储能装置、绿色能源、交流电网和动力电池的状态
Figure 153861DEST_PATH_IMAGE009
，并将其输入到现实Actor网络，从而得到当前时刻的动作
Figure 147225DEST_PATH_IMAGE010
，其中
Figure 281315DEST_PATH_IMAGE011
为储能充电桩当前对双向DC/DC变换器、绿色能源DC/DC变换器、AC/DC变换器的控制；
S2.4，直流微电网能量管理器执行动作
Figure 18327DEST_PATH_IMAGE010
，并返回当前时刻的奖励
Figure 541712DEST_PATH_IMAGE012
和下一时刻的状态
Figure 909239DEST_PATH_IMAGE013
，从而得到
Figure 150865DEST_PATH_IMAGE014
，并将该数组放入经验回放池D中；
S2.5，令
Figure 363671DEST_PATH_IMAGE015
；若
Figure 7142DEST_PATH_IMAGE016
小于迭代次数
Figure 342309DEST_PATH_IMAGE017
，返回步骤S2.3；否则令
Figure 507448DEST_PATH_IMAGE018
。
4.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述储能装置主要由磷酸铁锂的电芯构成，所述储能装置内部配有电池管理系统单元，所述电池管理系统单元具备充放电控制、过充过放过热保护功能，储能装置的正负极通过电缆连接到双向DC/DC变换器的输入端。
5.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述双向DC/DC变换器由隔离的双向变换器功率拓扑及智能控制器构成，储能装置与直流微电网能量的双向流动，实现储能装置的充电及放电。
6.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述双向DC/DC变换器的输入侧及输出侧都配置有电流传感器及电压传感器，电流传感器和电压传感器的信号通过双脚屏蔽线采集到双向DC/DC变换器。
7.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：所述绿色能源DC/DC变换器连接太阳能、风能、氢能及潮汐能中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：还包括与动力电池连接的智能动力电池检测器，所述智能动力电池检测器在充电过程中对动力电池的电池容量、直流内阻、充电电压、充电电流、SOC进行实时检测。
9.如权利要求8所述的内置直流微网和高效DC变换器的储能充电桩，其特征在于：还包括物联网设备，所述智能动力电池检测器通过物联网设备将其检测数据传输给服务器。
CN202210218467.8A 2022-03-08 2022-03-08 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩 Pending CN114336715A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210218467.8A CN114336715A (zh) 2022-03-08 2022-03-08 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210218467.8A CN114336715A (zh) 2022-03-08 2022-03-08 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114336715A true CN114336715A (zh) 2022-04-12

Family

ID=81033705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210218467.8A Pending CN114336715A (zh) 2022-03-08 2022-03-08 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114336715A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187784A (zh) * 2013-02-28 2013-07-03 华北电力大学 一种优化光伏充电站集成系统的方法及装置
CN111900727A (zh) * 2020-07-15 2020-11-06 国网上海市电力公司 基于pso的光储充换一体化充电站协同优化调度方法和装置
CN112260260A (zh) * 2020-12-18 2021-01-22 南京怡咖电气科技有限公司 一种新能源发电直流并网系统及其控制方法
CN113675890A (zh) * 2021-09-06 2021-11-19 北京理工大学 基于td3的新能源微电网优化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187784A (zh) * 2013-02-28 2013-07-03 华北电力大学 一种优化光伏充电站集成系统的方法及装置
CN111900727A (zh) * 2020-07-15 2020-11-06 国网上海市电力公司 基于pso的光储充换一体化充电站协同优化调度方法和装置
CN112260260A (zh) * 2020-12-18 2021-01-22 南京怡咖电气科技有限公司 一种新能源发电直流并网系统及其控制方法
CN113675890A (zh) * 2021-09-06 2021-11-19 北京理工大学 基于td3的新能源微电网优化方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
江友华 等: "基于DDPG 算法的光伏充电站策略优化", 《上海电力大学学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109659980B (zh) 集成混合储能与光伏装置的牵引供电系统能量管理优化方法
CN101860270B (zh) 一种充分利用风能和太阳能的接入系统及其实现方法
CN109474016A (zh) 房车/户用风光电互补储能系统能量管理系统与方法
WO2023029335A1 (zh) 一种光储充系统的参数配置方法及终端
CN107069786B (zh) 一种提升风电消纳的系统及方法
WO2022142812A1 (zh) 多端海上风电柔性直流与储能协同并网系统及其控制方法
CN112491045A (zh) 一种智能户用光储充能源互联系统及其能效管理方法
CN111762057B (zh) 一种区域微网中v2g电动汽车智能充放电管理方法
CN104410091A (zh) 基于变流器控制的风储能量管理系统及其控制方法
CN107092975B (zh) 一种基于储能损耗积分的交直流混合微网经济优化方法
CN106972634B (zh) 一种直流微电网的自动监控方法
CN206422586U (zh) 一种家庭能量管理系统的智能调度设备
Xu et al. Energy management and control strategy for DC micro-grid in data center
CN201656848U (zh) 一种充分利用风能和太阳能的接入系统
CN203536974U (zh) 一种区域分布式光伏供电并网系统
CN114336715A (zh) 一种内置直流微网和高效dc变换器的储能充电桩
CN115360723A (zh) 间歇性末端低电压分相治理系统及方法
CN115296415A (zh) 一种基于新型智能融合终端的台区综合能源管理系统
CN203377633U (zh) 一种风光互补发电系统控制器
CN203722248U (zh) 一种家用风光互补并网发电系统
CN112736948A (zh) 一种充电站中储能系统的功率调节方法及装置
CN107069821B (zh) 一种微电网优化平滑运行方法
CN111146795A (zh) 一种分布式光伏发电储能管理控制系统
Ni et al. Cooperative Optimization of Hybrid Energy Storage in an Isolated Microgrid Considering Battery Grouping
CN203660627U (zh) 一种基于远程监控的风光互补智能控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220412

RJ01 Rejection of invention patent application after publication