CN205104913U - 一种柔性储能充电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种柔性储能充电系统，包括光伏阵列、光伏控制器、具有离网和并网自动切换功能的双向变流器、储能电池系统、交流充电桩、直流充电桩、交流电网、智能电表、微网能量管理系统及与储能电池系统连接的电池管理系统，双向变流器直流侧连接直流母线，交流侧连接交流母线，直流母线通过光伏控制器连接光伏阵列，直流母线还连接有储能电池系统，交流母线通过智能电表连接交流电网及通过整流器连接的直流充电桩，且交流母线上还连接有交流充电桩，微网能量管理系统分别连接智能电表、电池管理系统及双向变流器。该系统实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定，同时也延长了梯级利用电池的使用寿命，降低电池全寿命周期成本。

Description

一种柔性储能充电系统
技术领域
本实用新型涉及一种光伏充电系统，具体涉及一种柔性储能充电系统。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，电动汽车的电池使用量越来越大，当电动汽车电池的容量下降到初始容量的80％后就不宜再继续使用，如果直接将电池淘汰，将造成资源的巨大浪费。为了最大化利用车用动力电池的剩余价值，延长动力电池使用寿命，电动汽车淘汰的电池具备在储能系统继续使用的条件，因此，通过梯级利用方式，不但可以延长电池使用寿命，降低电池全寿命周期成本，还可以在电网故障时为重要负荷供电，平抑充电行为的随机性，控制负荷波动，提高电网电能质量。
在十三五期间，有望实现电动车与储能市场的资源整合，电动车充电可部分来源于利用峰谷电价差存储电能的储能电站，而电动车退役电池有望在储能充电站领域实现梯次利用。
实用新型内容
本实用新型提供了一种柔性储能充电系统，以解决现有的充电系统仅能为直流充电负载或交流充电负载供电的问题。
为达到上述目的，本实用新型的柔性储能充电系统包括光伏阵列、光伏控制器、具有离网和并网自动切换功能的双向变流器、储能电池系统、交流充电桩、直流充电桩、智能电表、交流电网、微网能量管理系统及与储能电池系统连接的电池管理系统，所述双向变流器直流侧连接直流母线，交流侧连接交流母线，所述直流母线通过光伏控制器连接光伏阵列，直流母线还连接有储能电池系统，所述交流母线通过智能电表连接交流电网及通过整流器连接直流充电桩，且交流母线上还连接有交流充电桩，所述微网能量管理系统分别连接智能电表、电池管理系统及双向变流器。
所述微网能量管理系统通过CAN总线与电池管理系统连接。
所述微网能量管理系统通过RS485接口分别与智能电表和双向储能逆变器连接。
储能电池系统为梯级利用锂电池系统。
所述梯级利用锂电池系统由至少两支电动车退役锂电池串联组成。
本实用新型的有益效果：通过微网能量管理系统(EMS)智能比较光伏发电系统、储能电池系统及电网等多方电力供应，对负载供电方式进行选择，优化了能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定，解决了现有电动车充电困难或者单纯依赖市电的技术问题。
该系统将梯级利用锂电池应用在光伏充电系统中，同时也延长了梯级利用电池的使用寿命，降低电池全寿命周期成本。
附图说明
图1为柔性储能充电系统结构示意图；
图2为当白天光伏能量充足且用电高峰时储能充电系统的控制流程图；
图3为当白天光伏能量充足且用电非高峰期时储能充电系统的控制流程图；
图4为当夜晚没有光伏能量且处于用电高峰期时储能充电系统的控制流程图；
图5为夜晚没有光伏能量且处于用电峰谷期时储能充电系统的控制流程图；
图6为当智能电表检测到电网停电后储能充电系统的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的系统包括光伏阵列3、光伏控制器7、具有离网和并网自动切换功能的双向变流器1、储能电池系统2、交流充电桩6、直流充电桩5、交流电网4、微网能量管理系统8，双向变流器1直流侧连接直流母线，交流侧连接交流母线，直流母线通过光伏控制器7连接光伏阵列3，直流母线通过电池管理系统10连接储能电池系统2，交流母线上通过智能电表9连接交流电网4及通过整流器连接的直流充电桩5，且交流母线上连接有交流充电桩6，微网能量管理系统8分别连接智能电表9、电池管理系统10及双向变流器1。
本实施例中的微网能源管理系统作为整个系统的集控中心，可以根据用户设定的控制策略对系统进行集中最优化控制，并最终将整个系统的运行状况实时显示到显示屏，方便终端用户操作使用。
本实施例中的微网能源管理系统(EMS)通过RS485接口12分别连接至变流器及智能电表。本实施例中的微网能源管理系统(EMS)通过CAN总线11连接电池管理系统(BMS)。
本实施例中的储能电池系统为梯级利用锂电池系统，该梯级利用锂电池系统由两支或以上电动车退役电池串联组成。
如图2-6所示，其中，13代表直流(双向功率流动)，14代表直流(单相功率流动)，15代表交流(双向功率流动)，基于上述系统，根据光伏能量及用户用电量，控制本实施例的系统工作在不同的模式下：
如图2所示，当白天光伏能量充足且用电高峰时，光伏发电系统通过变流器以最大功率向电力系统发电，同时梯级利用锂电池系统也通过双向变流器向电网供应能量，此时双向变流器处于并网工作模式。
如图3所示，当白天用户用电量非高峰期且光伏能量充足时，可单独使用光伏发电系统为用户供电。若光伏电量仍然充足，可使用光伏发电系统对梯级利用锂电池系统充电，直至梯级利用锂电池系统充电至上限值截止，此时双向变流器仍处于并网工作模式。
如图4所示，当夜晚没有光伏能量且处于用电高峰期时，梯级利用锂电池系统通过变流器以最大功率给交、直流充电桩供电，此时双向变流器处于并网工作模式。
如图5所示，当夜晚没有光伏能量且处于用电峰谷期时，使用交流电网对交、直流充电桩供电，同时电网通过双向变流器对梯级利用锂电池系统充电，此时双向变流器处于并网工作模式。
如图6所示，当智能电表检测到电网停电后，微网能源管理系统(EMS)将通过CAN通信的方式控制梯级利用锂电池系统通过变流器对交、直流充电桩供电，此时双向变流器工作于离网模式。

Claims (5)

1.一种柔性储能充电系统，其特征在于，该系统包括光伏阵列、光伏控制器、具有离网和并网自动切换功能的双向变流器、储能电池系统、交流充电桩、直流充电桩、交流电网、智能电表、微网能量管理系统及与储能电池系统连接的电池管理系统，所述双向变流器直流侧连接直流母线，交流侧连接交流母线，所述直流母线通过光伏控制器连接光伏阵列，直流母线还连接有储能电池系统，所述交流母线通过智能电表连接交流电网及通过整流器连接直流充电桩，且交流母线上还连接有交流充电桩，所述微网能量管理系统分别连接智能电表、电池管理系统及双向变流器。
2.根据权利要求1所述柔性储能充电系统，其特征在于，所述微网能量管理系统通过CAN总线与电池管理系统连接。
3.根据权利要求1所述柔性储能充电系统，其特征在于，所述微网能量管理系统通过RS485接口分别与智能电表和双向变流器连接。
4.根据权利要求1-3任一所述柔性储能充电系统，其特征在于，储能电池系统为梯级利用锂电池系统。
5.根据权利要求4所述柔性储能充电系统，其特征在于，所述梯级利用锂电池系统由至少两支电动车退役锂电池串联组成。
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