CN202488178U - 基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统 - Google Patents

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查晓明
张胜宝
杨振宝
邓浩
孙建军
申志凌
左新宇
黄国平
苏天诺
柳羿
荆晓洁
周永光
李嫦艳
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Abstract

本实用新型公开了一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，包括直流母线、光伏系统、储能系统、充电系统、DC/AC逆变器、AC/DC整流器和DC/DC转换器，AC/DC整流器输入端连接交流配电网，AC/DC整流器输出端连接直流母线，DC/AC逆变器输入端连接直流母线，DC/AC逆变器输出端连接交流配电网，充电系统连接直流母线，光伏系统和储能系统分别通过DC/DC转换器连接直流母线。本实用新型只需要对直流母线电压进行控制，容易满足系统性能要求，控制算法相对容易，并可减少变流器中间环节，降低系统损耗提高整体效率，简化系统主接线结构。另外，本实用新型采用分布式直流母线控制，系统容易扩展。

Description

基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电站系统技术领域，尤其涉及一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统。
背景技术
面对能源和环境的巨大压力，电动汽车逐渐成为各国政府和汽车制造商关注的焦点，而电动汽车充电站是必不可少的设施。为了节约能源，提高充电站的供电可靠性，同时实现能量的灵活调度，可以建设含有光伏发电和储能系统的电动汽车充电站。这种含有电源(光伏)、储能设备、负荷(充电系统)的电动汽车充电站不仅可以平滑其负荷变化曲线避免对供电系统的冲击，而且通过合理的配置充电站内部设备容量可以对电力系统运行起到“消峰填谷”的作用。
目前，国内已有装设了光伏系统和储能系统的电动汽车充电站系统，但均是基于交流母线连接的。也即，光伏系统和储能系统均需要通过DC/AC逆变器转换为交流电与交流母线连接。这样就存在交流电压相位同步的问题，同时控制算法也比较复杂，系统构建成本较高。
实用新型内容
为解决上述所存在的电动汽车充电站系统均为基于交流母线的问题，本实用新型提供了一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统。
一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，包括直流母线、光伏系统、储能系统、充电系统、DC/AC逆变器、AC/DC整流器和DC/DC转换器，所述AC/DC整流器输入端连接交流配电网，所述AC/DC整流器输出端连接所述直流母线，所述DC/AC逆变器输入端连接所述直流母线，所述DC/AC逆变器输出端连接交流配电网，所述充电系统连接所述直流母线，所述光伏系统和所述储能系统分别通过DC/DC转换器连接所述直流母线。
与现有技术相比，本实用新型提出的基于直流母线的电动汽车充电站系统只需要对直流母线电压进行控制，容易满足系统性能要求，控制算法相对容易，并可减少变流器中间环节，降低系统损耗提高整体效率，简化系统主接线结构。另外，本实用新型采用分布式直流母线控制，系统容易扩展。
附图说明
图1为基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本实用新型所提出的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，做更清楚和完整的描述。
请参阅图1，本实用新型光伏储能电动汽车充电站系统的系统结构示意图。
一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，包括直流母线14、光伏系统12、储能系统11、充电系统13、DC/AC逆变器15、AC/DC整流器16、DC/DC转换器17和DC/DC转换器18，所述AC/DC整流器16输入端连接交流配电网，所述AC/DC整流器16输出端连接所述直流母线14，所述DC/AC逆变器15输入端连接所述直流母线14，所述DC/AC逆变器15输出端连接交流配电网，所述充电系统13连接所述直流母线14，所述光伏系统12和所述储能系统11分别通过DC/DC转换器17和DC/DC转换器18连接所述直流母线14。
综合考虑充电站光伏系统12一天中所发出的电能、电网的峰谷差价政策、光伏上网电价政策以及储能系统11的特性，可控制储能系统11在储能系统自充电、向充电系统充电、向电网充电和保持状态四种工作状态下进行切换。其中，向充电系统充电是指储能系统11发出的电能经过DC/DC转换器17转换后经直流母线14输送至充电系统13；向电网充电是指储能系统11发出的电能经过DC/DC转换器17转换后经直流母线14，并经DC/AC逆变器15逆变后输送至交流配电网上；储能系统自充电是指光伏系统12上的电能经过DC/DC转换器18转换后经直流母线14，并经DC/DC转换器17转换之后输送至储能系统11，或者交流配电网上的电能经过AC/DC整流器16整流之后输送至直流母线14，再经过DC/DC转换器17转换之后输送至储能系统11；保持状态是指储能系统11没有电能流出和流入。
上述的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统中，储能系统11与交流配电网之间的电能能够双向交流。同时，光伏系统12可通过DC/DC转换器18将电能传输至直流母线14，并给充电系统13供电，或者通过DC/AC逆变器15将电能反馈至交流配电网。
与现有技术相比，本实用新型提出的基于直流母线的电动汽车充电站系统只需要对直流母线14的电压进行控制，容易满足系统性能要求，控制算法相对容易，并可减少变流器中间环节，降低系统损耗提高整体效率，简化系统主接线结构。另外，本实用新型采用分布式直流母线控制，系统容易扩展。
优选的，本实用新型所提供的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，还可进一步包括监控系统和照明系统，所述监控系统和照明系统连接直流母线。
优选的，本实用新型中所述储能系统以蓄电池组作为储能介质，所述储能系统11包括若干容量的蓄电池组和开关控制器；所述充电系统13包括充电机和充电桩。此外，交流配电网通过高压继电保护柜、三相变压器和低压继电保护柜接入充电站系统；照明系统和监控系统连接直流母线，监控系统完成对充电站各设备运行状态的监测和动作的控制，用以指导整个充电站的运行。
所述的整个系统运行在直流400V的电压等级之下，由10kV电网经变压器后整流供电。光伏系统12发出的是直流电，经DC/DC转换器18转换之后连接直流母线14；400V直流母线上的电能可直接连接充电系统13为电动汽车的车载蓄电池充电；储能系统11的电能与400V直流母线上的电能可通过DC/DC转换器17进行双向交流。此外，连接在400V直流母线上的还有维持充电站正常运行的照明设备、监控系统等固定负荷。
本实用新型的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，可使电动汽车集中充电对交流配电网所引起的负荷冲击得到平滑，充分利用区域内的太阳能，给予电网有效的支持和配合，提高电动汽车充电站的总体经济效益。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，其特征在于，包括直流母线、光伏系统、储能系统、充电系统、DC/AC逆变器、AC/DC整流器和DC/DC转换器，所述AC/DC整流器输入端连接交流配电网，所述AC/DC整流器输出端连接所述直流母线，所述DC/AC逆变器输入端连接所述直流母线，所述DC/AC逆变器输出端连接交流配电网，所述充电系统连接所述直流母线，所述光伏系统和所述储能系统分别通过DC/DC转换器连接所述直流母线。
2.如权利要求1所述的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，其特征在于，还包括监控系统，所述监控系统连接直流母线。
3.如权利要求1所述的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，其特征在于，还包括照明系统，所述照明系统连接直流母线。
4.如权利要求1所述的基于直流母线的光伏储能电动汽车充电站系统，其特征在于，所述储能系统以蓄电池组作为储能介质。
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