CN206332496U - 公用充电站用复合储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公用充电站用复合储能装置，该装置包括依次连接的复合储能装置、多功能变流器装置、母线和充电终端，所述母线还与外部电网连接，所述母线和充电终端之间设有计量模块，所述复合储能装置包括全钒液流储能系统和锂电池组。本实用新型将全钒液流储能系统和锂电池进行合理配置，根据充电站的建设规模和投资成本来综合考虑两种储能形式的配置容量，充分发挥两种储能形式的优点，扬长避短，在节约投资成本的同时可最大限度的增加储能装置的放电小时数。

Description

公用充电站用复合储能装置

技术领域

本实用新型属于电力设备领域，更具体地说，涉及一种公用充电站用复合储能装置。

背景技术

近年来，随着城市环境问题的日益恶化，传统汽车的能源消耗和尾气排放问题成为人们关注的焦点，以电动汽车为主的新能源汽车替代燃油汽车成为我国汽车产业发展的重要战略。公用快速充电站是纯电动汽车商业化的重要基础设施，公用快速充电站的发展成为制约电动汽车发展的重要因素之一。目前充电站的建设主要受电网结构和城市规划等诸多因素的影响，未来随着电动汽车数量的不断增加，建设公用充电站对电网增容具有很大的考验。目前，随着储能技术的快速发展，储能技术已广泛应用于电网调峰、改善供电质量和不间断供电等领域。因此，为了支撑电动汽车产业的快速发展，在我国某些电网增容困难的区域建设公用充电站时考虑配备合理储能装置对调节电网负荷具有重要意义。

目前已有相关研究将飞轮储能、超级电容储能和锂电池组应用于电动汽车充电桩，在众多的储能形式中，用户使用过程中考虑的主要因素有能量密度、功率密度、使用寿命、经济性等方面，而单一的储能形式很难同时兼顾上述的全部性能，例如超级电容储能的自放电高、输出端电压变化大，锂电池价格昂贵，飞轮储能对材料的依赖性较高等，长期来看其整体综合效益不强。因此，针对目前不同储能形式的特性和价格，在考虑投资和整体效益的前提下，将多种储能装置进行联合使用，取长补短，形成优势互补，通过优化复合储能装置充放电的控制方式，开发一种适用于公用充电站的复合储能装置具有重要意义。

实用新型内容

为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种公用充电站用复合储能装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

设计一种公用充电站用复合储能装置，包括依次连接的复合储能装置、多功能变流器装置、母线和充电终端，所述母线还与外部电网连接，所述母线和充电终端之间设有计量模块，所述复合储能装置包括全钒液流储能系统和锂电池组。

在上述方案中，所述复合储能装置和多功能变流器装置之间设有用于控制全钒液流储能系统和锂电池组能量输入与输出的储能控制模块。

在上述方案中，所述多功能变流器装置与母线之间设有充放电控制模块。

在上述方案中，所述储能控制模块、充放电控制模块和计量模块均与综合控制系统连接。

在上述方案中，所述多功能变流器装置为双向DC/DC-DC/AC结构。

本实用新型还提供一种上述公用充电站用复合储能装置的控制方法，其包括以下步骤：

1)充电状态下，在外部电网运行正常时外部电网先对全钒液流储能系统进行充满电，再对锂电池组充满电，在外部电网运行异常时，外部电网和全钒液流储能系统同时对锂电池组充电；

2)放电状态下，在P_cha小于P₀时外部电网供电且所述复合储能装置不工作，在P₀<P_cha<P_bat+P₀时外部电网和所述全钒液流储能系统同时放电，在P_cha>P_bat+P₀时外部电网和全钒液流储能系统及锂电池组同时放电，在外部电网停电时全钒液流储能系统及锂电池组同时放电，其中P_cha为充电功率，P₀为电网功率，P_bat为储能功率。

实施本实用新型公用充电站用复合储能装置，具有以下有益效果：

本实用新型将全钒液流储能系统和锂电池进行合理配置，根据充电站的建设规模和投资成本来综合考虑两种储能形式的配置容量，充分发挥两种储能形式的优点，扬长避短，在节约投资成本的同时可最大限度的增加储能装置的放电小时数。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型中聚类树状图。

图中：复合储能装置1(其中：全钒液流储能系统1.1，锂电池1.2)，储能控制模块2，综合控制系统3，多功能变流器装置4，充放电控制模块5，外部电网6，计量模块7，充电终端8，母线9。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型公用充电站用复合储能装置，包括依次连接的复合储能装置1、多功能变流器装置4、母线9和充电终端8。母线9还与外部电网6连接，母线9和充电终端8之间设有计量模块7，复合储能装置1包括全钒液流储能系统1.1和锂电池组1.2。其中，复合储能装置1和多功能变流器装置4之间设有储能控制模块2，其功能是根据设定的充/放电分配策略，实时控制全钒液流储能系统1.1和锂电池组1.2的能量输入与输出。多功能变流器装置4与母线9之间设有充放电控制模块5，其功能主要用于接受调度指令，完成复合储能装置1的充放电控制。储能控制模块2、充放电控制模块5和计量模块7均与综合控制系统3连接。多功能变流器装置4为双向DC/DC-DC/AC结构，可将同一交流信号处理为两种直流信号，使其输出的端电压、功率等参数与两种储能形式相匹配，同时也可将接收到的两种直流信号处理成为一个交流信号，进而实现交流电网和站内直流系统的能量转换。

本实用新型还提供一种上述公用充电站用复合储能装置的控制方法，其包括以下步骤：

1)充电状态下，在外部电网6运行正常时外部电网6先对全钒液流储能系统1.1进行充满电，再对锂电池组1.2充满电，在外部电网6运行异常时，外部电网6和全钒液流储能系统1.1同时对锂电池组1.2充电；

2)放电状态下，在P_cha小于P₀时外部电网6供电且复合储能装置不工作，在P₀<P_cha<P_bat+P₀时外部电网6和全钒液流储能系统1.1同时放电，在P_cha>P_bat+P₀时外部电网6和全钒液流储能系统1.1及锂电池组1.2同时放电，在外部电网6停电时全钒液流储能系统1.1及锂电池组1.2同时放电，其中P_cha为充电功率，P₀为电网功率，P_bat为储能功率。

当电动汽车的充电接口连接至充电终端时，充电终端随即检测充电站目前的充电负荷，综合控制系统3根据充电负荷的大小选定正确的充放电策略以及发出指令命令充放电控制系统动作，充放电控制模块5进而控制站内直流系统工作，多功能变流器装置4和储能控制模块2进行预定的充放电模式，以此实时充放电过程，与此同时，设置于充电终端内的计量模块7开始计量每个充电终端的耗电量，以便实时计费。

采用该储能配置形式建设公用充电站时，可根据区域内电网的容量和未来电动汽车的规划数量，预估复合储能装置1的配置容量，此外，由于全钒液流储能系统1.1的扩展性能较好，与其他类型的储能形式相比，扩展相同容量其增加的成本较小，而且其设计寿命较长，在较长的时间范围内，该储能配置形式都可以满足区域内电动汽车的发展。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (2)

1.一种公用充电站用复合储能装置，其特征在于，包括依次连接的复合储能装置（1）、多功能变流器装置（4）、母线（9）和充电终端（8），所述母线（9）还与外部电网（6）连接，所述母线（9）和充电终端（8）之间设有计量模块（7），所述复合储能装置（1）包括全钒液流储能系统（1.1）和锂电池组（1.2），所述复合储能装置（1）和多功能变流器装置（4）之间设有用于控制全钒液流储能系统（1.1）和锂电池组（1.2）能量输入与输出的储能控制模块（2），所述多功能变流器装置（4）与母线（9）之间设有充放电控制模块（5），所述储能控制模块（2）、充放电控制模块（5）和计量模块（7）均与综合控制系统（3）连接。

2.根据权利要求1所述的公用充电站用复合储能装置，其特征在于，所述多功能变流器装置（4）为双向DC/DC-DC/AC结构。