CN206148966U - V2g交直流混合微电网控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种V2G交直流混合微电网控制系统，包括相互连接的直流微电网和交流微电网，所述直流微电网和交流微电网内分别设有直流负载和交流负载，所述直流负载包括V2G电动汽车充电桩，所述直流微电网和交流微电网还设有配套的电网控制系统。所述直流微电网还设有配套的供电系统和储能系统，所述直流微电网和交流微电网内的各设备中均设有数据采集装置，所述数据采集装置与所述电网控制系统通信连接。本实用新型根据用户的目标，可以进行电网内各设备的自动控制和运行，同时能够维持整个电网的运行成本最低和效益最高，实现了电网的总体监控和电能的合理利用。

Description

V2G交直流混合微电网控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种V2G交直流混合微电网控制系统。

背景技术

随着人类生产力的发展，对环境的影响日益增加，至今已经达到了非常严重的程度。基于此种状态，推广新能源、节能降耗、降低碳排放量、增加电力利用就成为了解决环境问题的重要手段。

当前我国正处于电动汽车大规模推广和充电基础设施广泛布局的初期，由于新能源、充电设施与车辆储能等系统问题，造成了社会资源的浪费。随着V2G技术的产生，新能源汽车发展迅速，如何提高能源使用，促进我国新能源电动汽车和充电基础设施快速发展成为了一个新的课题。

当前相关的产品技术方向侧重于某一种或少数几种的应用，控制范围较窄，节能效果较差。譬如：单一的V2G电动汽车的实现和利用、光伏控制系统的建设管理、微电网控制系统等等。并没有一个完整的、系统性的大电网控制系统解决方案。

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基于V2G技术的大规模利用而设计的一种在相应软件支持下可稳定地协调管理新能源发电、电动汽车充放电以及微电网与大电网之间能量交换的控制系统的硬件架构。

本实用新型的技术方案是：

一种V2G交直流混合微电网控制系统，包括相互连接的直流微电网和交流微电网，所述直流微电网和交流微电网内分别设有直流负载和交流负载，所述直流负载包括V2G电动汽车充电桩，所述直流微电网和交流微电网还设有配套的电网控制系统。

优选的，所述直流微电网设有配套的供电系统，所述供电系统为分布式能源供电系统，所述分布式能源供电系统包括风能供电系统、光伏供电系统、地热能供电系统和生物能供电系统中的一种或多种。

优选的，所述直流微电网还设有储能系统，所述储能系统为储能电池组。

优选的，所述直流微电网和交流微电网通过交直流变流器相连接。

优选的，所述交流微电网通过网关接口柜连接电网。

优选的，所述直流微电网和交流微电网内的各设备中均设有数据采集装置，所述数据采集装置包括数据采集单元、控制单元和通信单元，所述数据采集装置与所述电网控制系统通信连接。

优选的，所述数据采集装置与所述电网控制系统的通信连接方式为有线或无线连接。

优选的，所述电网控制系统主要包括中央处理器、存储器、电源模组和信号输入输出单元。

优选的，所述电网控制系统与远端服务器通信连接。

优选的，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。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型将通信技术、控制技术应用于采用V2G技术的微电网，形成一种硬件系统，能够在软件支持下实现了对微电网系统的监控。本实用新型可以对V2G系统、新能源供电系统、储能系统、直流微电网、交流微电网和电网等进行高效的综合控制，同时也可以独立的控制各个系统和设备。根据用户的目标，可以进行直流负载、交流负载、新能源设备、电动车、储能设备的自动控制和运行，同时能够维持整个电网的运行成本最低和效益最高，实现了电网的总体监控和电能的合理利用。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图。

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，本实用新型公开了一种V2G交直流混合微电网控制系统，该系统为硬件系统，包括相互连接的直流微电网和交流微电网，所述直流微电网和交流微电网内分别设有直流负载和交流负载，所述直流负载包括V2G电动汽车充电桩，所述V2G电动汽车充电桩中的变流器优选采用双向变流器，并设有用于对所述双向变流器进行控制的PWM控制器，所述直流微电网和交流微电网还设有配套的电网控制系统。所述电网控制系统能够实时监控微电网内的电能，根据用户的需求调节电量在微电网内的分配，达到电网的运行成本最低和效益最高。

所述直流微电网设有配套的供电系统，所述供电系统优选为分布式能源供电系统，所述分布式能源供电系统包括风能供电系统、光伏供电系统、地热能供电系统和生物能供电系统中的一种或多种。采用分布式能源供电系统不仅提高了能源的利用率而且还更加适用于偏远地区的微电网建设，有利于V2G技术的发展。

所述直流微电网还设有储能系统，所述储能系统为储能电池组。所述储能电池组内包括锂电池、铅碳电池、超级电容器和液流电池中的一种或多种，优选采用性价比最高的铅碳电池。所述储能电池组还可以设置换电电池，以满足电动汽车快速换电的需求。

所述直流微电网和交流微电网通过交直流变流器相连接，交直流变流器能够实现电能在直流微电网和交流微电网之间的传递。

所述交流微电网通过网关接口柜连接电网，实现微电网与大电网之间的电能传递。

所述直流微电网和交流微电网内的各设备中均设有数据采集装置，所述数据采集装置与所述电网控制系统通信连接。所述数据采集装置包括数据采集单元、控制单元和通信单元。所述采集单元用于采集设备内的用电数据和电量情况，所述通信单元用于将所述采集单元所采集的信息传递至电网控制系统并接收电网控制系统的反馈指令，所述控制单元负责执行采集任务并根据电网反馈指令进行相应动作。

所述直流微电网和交流微电网内的各设备均采用强弱电分离技术，保护用户的人身安全和其他设备的安全稳定运行。

所述数据采集装置与所述电网控制系统的通信连接方式为有线或无线连接。优选的，所述数据采集装置与所述电网控制系统的通信连接方式为无线连接，通过局域网络或移动网络实现连接。

所述电网控制系统采用PLC逻辑控制器，主要包括中央处理器、存储器、电源模组和信号输入输出单元。所述存储器内置有电网控制所需的软件逻辑程序，所述信号输入输出单元接收来自微电网内各设备传递的信号，经中央处理器分析计算后发出电网调度信号给微电网内的各设备，同时也能够接收远端服务器发出的调控指令进行微电网的调控。

所述软件逻辑程序包括：a)电动车快充目标；b）最佳稳定目标；c）最佳经济目标；d）最大载荷目标；e）用户自定义目标。根据用户的需求反馈各程序的控制方式如下所示：

电动车快充目标：在此目标下，利用微电网、储能系统、供电系统和电网中的电能给配置为快充模式的电动车同时充电，并且必要时可以切断次要的交流负载和直流负载。等快速充电模式的电动车充满电后，系统转换为其它程序模式。

最佳稳定目标：在此目标下，首先维持储能系统的荷电状态为配置的最佳值，在未到达最佳值前，利用电网、供电系统、电动车内的电池同时给储能设备充电，若有必要刻意切断次要的交流负载和直流负载，在达到储能系统的最佳荷电目标后转换为其它程序模式。在此目标下，若遇电网断电、交直流负载急需用电或电动车需要紧急充电等状况都可以稳健切换，并维持最长时间运行。

最大经济目标：在此目标下，需要根据电网的调度、地区的峰谷电价、新能源设备运行成本、储能设备运行成本、交流负载运行成本、直流负载运行成本、电动车充电损耗成本、大电网送电成本等因素，计算每个设备的独立成本，获取电网运行的最低成本、最高利润时的状态，然后对各种设备进行协调维持在最佳成本运行。根据用户的设定目标，可以随时转换成其它程序模式。

最大载荷目标：在此目标下，最大程度的保证交流负载、直流负载的运行稳定性，在核算系统成本后，必要时可以使用电动汽车电池、供电系统、储能系统和电网同时给交流负载、直流负载供电。

用户自定义目标：在此目标下，用户可以设置每一个类型设备的独立运行状态，控制系统将优先依照用户的定义，控制独立的设备运行，其余设备尽量满足次要的目标。

所述电网控制系统还设有警报单元，所述警报单元的运行优先级最高，实时对电网进行监控，发现异常时及时发出警报信号并采取相关措施，保证人体安全和电网运行。

所述电网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，通过远程通信实现远程监控管理，实现更大范围内的电网统一监管和调控。

Claims (9)

1.一种V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于包括相互连接的直流微电网和交流微电网，所述直流微电网和交流微电网通过交直流变流器相连接，所述直流微电网和交流微电网内分别设有直流负载和交流负载，所述直流负载包括V2G电动汽车充电桩，所述直流微电网和交流微电网还设有配套的电网控制系统。

2.如权利要求1所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述直流微电网设有配套的供电系统，所述供电系统为分布式能源供电系统，所述分布式能源供电系统包括风能供电系统、光伏供电系统、地热能供电系统和生物能供电系统中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述直流微电网还设有储能系统，所述储能系统为储能电池组。

4.如权利要求3所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述交流微电网通过网关接口柜连接电网。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述直流微电网和交流微电网内的各设备中均设有数据采集装置，所述数据采集装置包括数据采集单元、控制单元和通信单元，所述数据采集装置与所述电网控制系统通信连接。

6.如权利要求5所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述数据采集装置与所述电网控制系统的通信连接方式为有线或无线连接。

7.如权利要求6所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述电网控制系统主要包括中央处理器、存储器、电源模组和信号输入输出单元。

8.如权利要求7所述的V2G交直流混合微电网控制系统，其特征在于所述电网控制系统与远端服务器通信连接。

9.如权利要求8所述的V2G交直流混合微电网控制系统，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。