CN205657439U - V2g交直流混合微电网供电体系结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，包括直流微电网和交流微电网，所述直流微电网设有分布式能源供电系统为所述直流微电网提供电能，所述直流微电网连接有电动汽车充电桩，实现与电动汽车之间的电能配置，同时还设有储能系统存储过剩的电量，维持直流微电网的稳定性。本实用新型的分布式供电系统、储能系统、电动汽车充电桩与直流母线直接相连。直流微电网内的电流以直流电的形式运行，能够有效的减少光伏逆变和充电桩整流环节，降低系统的建设成本和运营成本，提高系统效率，提高经济效益。所述直流微电网通过交流微电网连接电网，使电动车电池作为移动式储能装置缓冲电网压力，增加电网稳定性和可靠性，降低电力系统运营成本。

Description

V2G交直流混合微电网供电体系结构

技术领域

本实用新型涉及一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，具体涉及一种应用于电动汽车充电与电网协调配合管理方面的供电体系结构。

背景技术

V2G（车电互联模式）是指乘用车与电网采用的是能量双向流动的控制技术，电动车不但单向接收电网能量，必要时还可以向电网提供能量支撑，是未来智能电网的坚强后盾，2015年我国的电网装机容量为2000GW, 汽车社会保有量为1.6亿辆，每年汽车增量为2000万辆，每辆汽车功率按照50KW计算，20000000*50kw=1000GW，也就是说每年新增汽车的功率就相当于半个电网的装机容量，大数据表明汽车的综合使用率只有5%，每天一小时，全社会汽车功率容量是电网容量的4倍，储能容量是电网发电量的20%，而一般发电机利用率在60%，每年4800小时，以上数据表明，未来汽车的储能体量远超过其他任何储能方式。

V2G技术是新能源汽车的方向，通过V2G技术，可以平滑电动汽车充电对电网的冲击，不仅可以使充电时间和充电功率可控，必要时还可以反向向电网放电，从而缓解电网的高峰压力；V2G技术还有利于道路救援，当一部电动车没电了不需要将其拖回，只需两部V2G电动车就可以实现快速对充；采用V2G技术的电动汽车适合做灾区救援车辆、工具车，一辆50kwh满电的V2G电动汽车可以供应一个家庭一周的电量。

当前采用V2G技术的电动汽车发展迅速，但电网建设和充电设施建设严重落后。主要表现在：1、配电网建设不同步，充电桩和充电站接入电网困难；2、充电桩与现有的停车位的冲突；3、充电速度慢，需要排队等候；4充电设施网点不足，尤其是偏远地区更少。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，本实用新型解决了背景技术中所指出的缺陷，能够将分布式新能源发电、电动汽车充电、电网储能和电网功率交换很好的管理起来。

本实用新型的技术方案是：

一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于包括：

直流微电网，用于接收分布式供电系统发出的电能并将电能进行传递和分配利用，所述直流微电网与交流微电网互相连接；

交流微电网，用于接收所述直流微电网产生的电能并将电能分配利用或传递至电网，所述交流微电网与所述电网互相连接；

所述直流微电网设有直流母线，所述直流微电网还包括：

分布式供电系统，将发出的电能输送至所述直流微电网，所述分布式供电系统的电能输出线与所述直流母线相连接；

储能系统，用于存储所述直流微电网内的电能，所述储能系统与所述直流母线相连接；

电动汽车充电桩，与所述直流母线相连接，用于向电动汽车提供电能或将电动汽车的电能反向释放至所述直流微电网。

优选的，所述分布式供电系统为光伏发电系统，所述光伏发电系统设置于车棚和/或屋顶处。

优选的，所述储能系统包括储能电池组和换电电池组，所述储能电池组内设有储电装置，所述储电装置包括锂电池、铅碳电池、超级电容器和液流电池中的一种或多种。

优选的，所述光伏发电系统通过光伏直流/直流专用变流器接入所述直流母线；所述储能电池组通过储能直流/直流专用双向变流器接入所述直流母线；所述换电电池组通过直流/直流变流器接入所述直流母线；所述电动汽车充电桩为直流/直流式充电桩，所述电动汽车充电桩包括快冲式充电桩和慢充式充电桩，所述电动汽车充电桩通过电动汽车直流/直流专用变流器接入所述直流母线。

优选的，所述直流微电网内的电流均以直流电的形式在所述分布式供电系统与所述直流母线之间、所述储能系统与所述直流母线之间、所述电动汽车充电桩与所述直流母线之间传导。

优选的，所述交流微电网设有交流母线，所述直流母线通过交直流变流器连接所述交流母线，所述交流母线通过网关接口柜连接所述电网。

优选的，所述交流微电网连接有交流负载，所述交流负载包括交流充电桩和交流/直流充电桩。

优选的，所述电网用于接收所述交流微电网传递的电能或向所述交流微电网内输出电能，当所述供电体系结构内产生的电能过剩时，所述电网接收过剩的电能进行并网利用；当所述供电体系结构内产生的电能不足时，所述电网向所述交流微电网内输送电能，以满足所述供电体系结构的用电需求。

优选的，所述供电体系结构还设有管理控制系统，所述管理控制系统包括主控模块和设置在所述直流微电网和交流微电网中各设备内的检测模块，所述主控模块与所述检测模块通信连接。

优选的，所述管理控制系统还设有通信模块，所述管理控制系统与远端服务器通信连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型将分布式供电系统产生的电能接入直流微电网，配合储能系统及电动汽车充电桩形成直流微电网系统，解决了电动汽车配电网建设的问题；通过设置快充式充电桩和慢充式充电桩解决了用户的充电问题；通过交流微电网连接大电网，解决了微电网并网问题，实现与大电网之间的连接，增加本实用新型运行的可靠性，同时使本实用新型能够随时切换并网或离网运行方式，运行方式灵活；本实用新型分布式的微电网系统解决了充电设施网点不足的问题，有利于清洁汽车的普及。

本实用新型可以用电动车电池作为移动式储能装置缓冲电网压力，从而为分布式供电系统的间歇性可再生能源提供支持，减低CO₂排放，改善分布式供电系统的并网能力。同时本实用新型能够为电网提供如调峰或调频等辅助服务，增加电网稳定性和可靠性，降低电力系统运营成本。

本实用新型直流微电网内的电流均以直流电的形式在分布式供电系统与直流母线之间、储能系统与直流母线之间、电动汽车充电桩与直流母线之间传导。采用直流电的形式直接连接于直流微电网的直流母线能够有效的减少光伏逆变和充电桩整流环节，降低系统的建设成本和运营成本，提高系统效率，提高经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的框架结构简图；

图2是本实用新型的供电体系结构简图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1至图2，本实用新型公开了一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于包括：

直流微电网，用于接收分布式供电系统发出的电能并将电能进行传递和分配利用，所述直流微电网与交流微电网互相连接；

交流微电网，用于接收所述直流微电网产生的电能并将电能分配利用或传递至电网，所述交流微电网与所述电网互相连接；

所述直流微电网设有直流母线，所述直流微电网还包括：

分布式供电系统，将发出的电能输送至所述直流微电网，所述分布式供电系统的电能输出导线与所述直流母线相连接；

储能系统，用于存储所述直流微电网内的电能，所述储能系统与所述直流母线相连接；

电动汽车充电桩，与所述直流母线相连接，用于向电动汽车提供电能或将电动汽车的电能反向释放至所述直流微电网。

所述分布式供电系统就近接入所述直流微电网，所述分布式供电系统主要为光伏发电系统，也可采用风能发电系统、潮汐能发电系统、生物能发电系统或地热能发电系统等任意适宜的形式。所述光伏发电系统设置于车棚和/或屋顶处，以便充分接收光照，吸收足够的光照强度产生更多的电量，所述光伏发电系统包括中小型光伏发电系统（光伏容量为30kW-500kW）和大型光伏发电系统（光伏容量大于500kW）。

所述储能系统包括储能电池组和换电电池组（即可与电动汽车内的电池进行更换使用的电池组），所述储能电池组内设有储电装置，所述储电装置包括锂电池、铅碳电池、超级电容器和液流电池中的一种或多种。当前所述储电装置主要采用性价比最高的铅碳电池，今后可将退役后的电动汽车内置的电池用作储电装置，不仅节省成本，而且还进行了废物利用，减少了环境污染。配置所述储能系统后，能够在所述分布式供电系统不发电的时候也可以维持电网的正常运行。未来可以采用智能电池技术，利用分布式供电系统直接给换电电池充电，使系统更加简洁、高效。

所述电动汽车充电桩为直流/直流式充电桩，所述电动汽车充电桩包括快冲式充电桩和慢充式充电桩，以满足不同情况下的用户需求，提高转换效率，降低设备成本。

所述光伏发电系统通过光伏直流/直流专用变流器接入所述直流母线；所述储能电池组通过储能直流/直流专用双向变流器接入所述直流母线，能够满足电能在储能电池组和直流微电网之间的传递转换的需求；所述换电电池组通过直流/直流变流器接入所述直流母线；所述电动汽车充电桩通过电动汽车直流/直流专用变流器接入所述直流母线。

所述直流微电网内的电流均以直流电的形式在所述分布式供电系统与所述直流母线之间、所述储能系统与所述直流母线之间、所述电动汽车充电桩与所述直流母线之间传导。采用直流电的形式直接连接于直流母线能够有效的减少光伏逆变和充电桩整流环节，降低系统的建设成本和运营成本，提高系统效率，提高经济效益。

所述直流微电网的运行模式为：所述分布式供电系统将产生的电能输送至直流母线，当电动汽车充电时，所述直流微电网内的电能优先供给电动汽车充电桩以满足电动汽车充电使用。当无电动汽车充电时，所述直流微电网内的电能优先供给换电电池组进行充电，以满足电动车换电池的需求，然后再给储能电池组进行充电，作为电能存储保证所述直流微电网的正常运行，最后再将剩余的电能输送至所述交流微电网内。这样分配电能能够减少电网储能的配置，同时也符合经济要求，使利益最大化。

所述交流微电网设有交流母线，所述直流母线通过交直流变流器连接所述交流母线，所述交流母线通过网关接口柜在PCC处连接所述电网。通过搭配交流微电网技术，能够实现微电网与大电网的连接，同时可以切换并网或离网运行方式，运行方式灵活。

所述交流微电网连接有交流负载，用于兼容现有的电动汽车充电设备，所述交流负载包括交流充电桩和交流/直流充电桩，所述交流充电桩和交流/直流充电桩均可设有快充式或慢充式充电桩。

所述电网用于接收所述交流微电网传递的电能或向所述交流微电网内输出电能，当所述供电体系结构内产生的电能过剩时，所述电网接收过剩的电能进行并网利用；当所述供电体系结构内产生的电能不足时，所述电网向所述交流微电网内输送电能，以满足所述供电体系结构的用电需求。

所述供电体系结构还设有管理控制系统，所述管理控制系统包括主控模块和设置在所述直流微电网和交流微电网中各设备内的检测模块，所述主控模块和所述检测模块通信连接。所述管理控制系统能够实现直流微电网和交流微电网的测控功能，通过记录、统计、分析系统的电力运行数据，综合管理调度分布式供电系统、储能系统、电动汽车充电桩以及直流微电网和交流微电网之间的能量交换，使得系统的运行达到最佳状态，实现较好的经济效益。

所述管理控制系统还设有通信模块，所述管理控制系统与远端服务器通信连接。所述远端服务器包括电动汽车管理平台、新能源发电管理平台和智能电网监控平台，通过远程通信实现用户远程监控管理。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于包括：

直流微电网，用于接收分布式供电系统发出的电能并将电能进行传递和分配利用，所述直流微电网与交流微电网互相连接；

交流微电网，用于接收所述直流微电网产生的电能并将电能分配利用或传递至电网，所述交流微电网与所述电网互相连接；

所述直流微电网设有直流母线，所述直流微电网还包括：

分布式供电系统，将发出的电能输送至所述直流微电网，所述分布式供电系统的电能输出导线与所述直流母线相连接；

储能系统，用于存储所述直流微电网内的电能，所述储能系统与所述直流母线相连接；

电动汽车充电桩，与所述直流母线相连接，用于向电动汽车提供电能或将电动汽车的电能反向释放至所述直流微电网。

2.如权利要求1所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述分布式供电系统为光伏发电系统，所述光伏发电系统设置于车棚或/和屋顶处。

3.如权利要求2所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述储能系统包括储能电池组和换电电池组，所述储能电池组内设有储电装置，所述储电装置包括锂电池、铅碳电池、超级电容器和液流电池中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述电动汽车充电桩为直流/直流式充电桩，所述电动汽车充电桩包括快冲式充电桩和慢充式充电桩。

5.如权利要求4所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述光伏发电系统通过光伏直流/直流专用变流器接入所述直流母线；所述储能电池组通过储能直流/直流专用双向变流器接入所述直流母线；所述换电电池组通过直流/直流变流器接入所述直流母线；所述电动汽车充电桩通过电动汽车直流/直流专用变流器接入所述直流母线。

6.如权利要求5所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述交流微电网设有交流母线，所述直流母线通过交直流变流器连接所述交流母线，所述交流母线通过网关接口柜连接所述电网。

7.如权利要求6所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述交流微电网连接有交流负载，所述交流负载包括交流充电桩和交流/直流充电桩。

8.如权利要求7所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于还设有管理控制系统，所述管理控制系统包括主控模块和设置在所述直流微电网和交流微电网中各设备内的检测模块，所述主控模块与所述检测模块通信连接。

9.如权利要求8所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述管理控制系统还设有通信模块，所述管理控制系统与远端服务器通信连接。

10.如权利要求9所述的V2G交直流混合微电网供电体系结构，其特征在于所述远端服务器包括电动汽车管理平台、新能源发电管理平台和智能电网监控平台。