CN207150182U - 一种基于dc/dc变换器分时复用的直流微网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，属于电网与新能源汽车技术领域，其包括原端直流母线、储能电池、微端直流母线、AC/DC变换器、DC/DC变换器、并网变压器、切换开关、电网；电网通过并网变压器的变压和隔离后，再经过AC/DC变换器滤波整流，然后接入到原端直流母线，微端直流母线连接电动汽车直流快充桩等直流负荷，DC/DC变换器的一端与储能电池相连，另一端与切换开关连接，切换开关的另一端在原端直流母线和微端直流母线间切换。本实用新型在谷电时段给储能电池充电，在峰电时段给电网送电或给微端直流母线侧送电，在实现移峰填谷和消纳直流快充桩等冲击负荷的目的同时，将同一DC/DC变换器分时复用，减少了功率变换与损耗，提高了设备利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网与新能源汽车技术领域，特别涉及一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统。
背景技术
《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》中规划的1.2万座充换电站和480万个充电桩基本有望解决2020年时电动汽车对充换电基础设施的需求，但现有的配电网容量与结构尚无法解决未来大量的电动汽车基础设施所带来的峰谷负荷差加剧和大功率快速充电桩/站对配电网造成的冲击负荷等问题。直流快充(桩)站与储能系统的结合可就地消纳快充对配电网的冲击，具有较好的应用前景。
当前，国内的直流充电桩中普遍采用的多个充电模块并联的结构，皆采用了AC/DC整流加DC/DC高频隔离变换的两级结构，能量单向流动，效率低。尤其对于共交流母线的储能式直流快充，储能电池的输出需经过DC/DC变换和DC/AC变换两级功率变换到交流母线后再经由充电机的AC/DC变换和DC/DC变换两级功率变换对电动汽车动力电池组充电，带来了大量的额外损耗和设备成本。
虽然现有的技术中有采用共直流母线的方式，节省了储能电池的能量从直流到交流，再从交流到直流的两个环节，提高了功率变换效率。然而，公共直流母线与储能电池组之间，公共直流母线与直流充电桩输出母线之间的连接分别需要独立的DC/DC变换器，造成储能电池的能量向电动汽车动力电池组传递时仍然有两级DC/DC变换，其功率变换效率仍不理想。此外，直流快充桩的DC/DC设备在深夜谷电时段，处于闲置状态，而连接储能电池的DC/DC设备在日间峰电时段，亦不宜使用，系统设备的利用率不高。
因此，有必要针对上述的问题，提出一种新型的储能式电动汽车直流充电系统，解决现有系统的功率转换效率和设备利用率低的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其通过增设切换开关能够解决现有基于直流微网的储能式充电桩需要公共直流母线与储能电池组之间和公共直流母线到充电桩母线之间的两级DC/DC变换器的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，该系统包含电网，并网变压器，所述并网变压器的一端连接至所述电网，所述并网变压器的另一端连接至AC/DC变换器的AC端，还包含原端直流母线，微端直流母线，DC/DC变换器，储能电池和切换开关；
所述AC/DC变换器的DC端连接至所述原端直流母线；
所述DC/DC变换器的一端与所述储能电池相连，另一端与所述切换开关的一端连接，所述切换开关的另一端在所述原端直流母线和所述微端直流母线之间切换。
进一步，所述AC/DC变换器为双向的AC/DC变换器。
进一步，所述AC/DC变换器由三相全桥变流器和三相滤波器组成。
进一步，所述并网变压器高压侧的电压等级为35kV或10kV，低压侧的电压等级与所述AC/DC变换器的交流侧电压等级一致。
进一步，所述DC/DC变换器由两个半桥组成的双向Buck-Boost变换器构成或为隔离型的DC/DC变换器。
进一步，所述切换开关实现单刀双掷功能，所述切换开关为单刀双掷开关或由两个单刀单掷开关组成的开关组。
进一步，所述微端直流母线上连接直流负荷。
进一步，所述直流负荷为直流充电桩，或所述微端直流母线直接作为直流充电桩的输出母线。
进一步，该系统包含多组的所述DC/DC变换器、储能电池和切换开关；在峰电时段，多组的储能电池及其相应的DC/DC变换器通过多组的切换开关连接至一段微端直流母线上，所述微端直流母线上连接直流充电桩，所述直流充电桩对汽车内的电池组进行充电；在谷电时段，多组的储能电池及其相应的DC/DC变换器通过多组的切换开关连接至所述原端直流母线上，此时所述原端直流母线给所述储能电池进行充电。
本实用新型的有益效果在于：目前已知方案中将储能电池与直流快充桩共直流母线的结构可以有效地实现移峰填谷和消纳直流快充的冲击负荷，但是公共直流母线需要通过两个独立的DC/DC变换器分别连接储能电池和充电桩输出母线，这样导致储能电池对充电桩提供能量时需要两级DC/DC变换，损失了功率变换效率。而本实用新型中所涉及的储能电池对电动汽车的动力电池充电只需要经过一个DC/DC变换器环节，从而有效地提高了功率变换效率。
另一方面，本实用新型利用了深夜谷电时段基本没有电动汽车的直流快充需求，而峰电时段又不应进行大功率储能的这一现实，通过巧妙复用同一台DC/DC变换器，在谷电时段进行电网对储能电池的充电，而在峰电时段则直接用储能电池对电动汽车充电，从而避免了在已知方案中直流快充桩的功率变换设备在谷电时段基本闲置和连接储能电池的功率变换设备在峰电时段几乎闲置的问题，大幅提高了设备利用率并降低了系统成本。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为现有技术的直流母线拓扑结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型中DC/DC变换器的拓扑结构图；
图4为本实用新型中AC/DC变换器的拓扑结构图；
图中，10-原端直流母线、20-AC/DC变换器、30-并网变压器、40-电网、50-DC/DC变换器、60-储能电池、70-微端直流母线、80-切换开关。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚、明白，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图2所示，本实用新型的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统包括原端直流母线10、AC/DC变换器20、并网变压器30、电网40、DC/DC变换器50、储能电池60、微端直流母线70、切换开关80。
并网变压器30，用于连接配电网与低压侧的AC/DC变换器，并实现电网电压的变压与隔离作用，中压配电网侧的电压等级为10kV或35kV，低压侧的电压等级为380V或是与AC/DC变换器所配套的网侧电压。
图4为本实用新型中AC/DC变换器的拓扑结构图，AC/DC变换器20，是连接并网变压器30与原端直流母线10的双向AC/DC变换器，它由一个三相全桥变流器及相应的滤波器构成，负责原端直流母线10与交流电网40之间的能量交换，可通过控制器的调节实现功率的双向流动。
每个储能电池60连接一个DC/DC变换器50的一端，DC/DC变换器50的另一端与微端直流母线70连接，或与原端直流母线10连接。如图3所示，本实施例中的DC/DC变换器的结构为两个半桥组成的双向Buck-Boost变换器，不仅功率可以实现双向流动，而且从DC/DC变换器的任意一端到另一端均可以实现升压和降压的功能。
本实用新型的微端直流母线70可连接各类直流负荷并向直流负荷供电，同时本实用新型的微端直流母线本身也可以直接作为直流输出母线。本实施例中的微端直流母线70作为直流充电桩的输出母线，为电动汽车充电。
切换开关80为单刀双掷型开关，其公共触点连接到DC/DC变换器，而其另一端的两个触点之一连接到原端直流母线10上，另一个触点连接到微端直流母线70上，切换开关80在原端直流母线10或微端直流母线70之间切换。
切换开关80的工作方式如下：
当切换开关80连通DC/DC变换器50与原端直流母线10时，此时原端直流母线10向储能电池60充电，或者储能电池60的电能通过DC/DC变换器50回送至电网；
当切换开关80连通DC/DC变换器50与微端直流母线70时，储能电池60的电能通过DC/DC变换器50送入微端直流母线70。
本实用新型实施例的工作过程如下：
配电网40通过并网变压器30的变压和隔离作用后与AC/DC变换器20连接，经过AC/DC变换器20的滤波和整流后，接入到原端直流母线10；原端直流母线10通过切换开关80的作用与DC/DC变换器50连接，经过DC/DC变换器20的变换作用，将电能在储能电池60与电网之间双向输送；微端直流母线10通过切换开关80的作用与DC/DC变换器50连接，经过DC/DC变换器20的变换作用，将电能从储能电池60供给微端直流母线所连接的直流快充桩；虽然直流快充桩也可以将电动汽车动力电池的电能返送给储能电池60，但此模式很少会使用。
连接了各自储能电池组的多个DC/DC变换器50分别通过切换开关80连接到一个微端直流母线70上，微端直流母线70通过充电枪或其它连接装置与电动汽车连接，以对汽车内的动力电池组充电，此时微端直流母线70的工作电压跟随电动汽车动力电池组的端电压。
在深夜的谷电时段，切换开关80将原端直流母线10与DC/DC变换器20连接起来，AC/DC变换器工作在整流模式下，电网的电能流入所述的储能电池60进行存储。
在每天的峰电时段，储能电池的电能可回送至电网40，参与电网调峰，此时的切换开关80仍然连接着DC/DC变换器20与原端直流母线10，而AC/DC变换器20则通过逆变控制模式将能量返送到交流电网。
在每天的峰电时段，储能电池的电能亦可送入微端直流母线70，给直流充电桩供电，实现给电动汽车的充电，避免了大功率直流快充冲击配电网而造成巨大的负荷尖峰；此时的切换开关80将原本连接在原端直流母线10的一端转而连接到微端直流母线70上，DC/DC变换器50将能量由储能电池60输送到电动汽车直流快充桩。同时，连接了各自储能电池组的DC/DC变换器50都可以通过其对应的切换开关80连接到微端直流母线70，以灵活增加充电功率。
本实用新型利用储能电池向电动汽车提供快速充电的同时，又不会对电网造成冲击和增容需求。储能电池组在夜间谷电时段从电网吸收能量充电，在峰电时段则调用储能电池存储的电能为电动汽车充电或向电网回馈能量，实现移峰填谷的功能。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，该系统包含电网，并网变压器，所述并网变压器的一端连接至所述电网，所述并网变压器的另一端连接至AC/DC变换器的AC端，其特征在于：还包含原端直流母线，微端直流母线，DC/DC变换器，储能电池和切换开关；
所述AC/DC变换器的DC端连接至所述原端直流母线；
所述DC/DC变换器的一端与所述储能电池相连，另一端与所述切换开关的一端连接，所述切换开关的另一端在所述原端直流母线和所述微端直流母线之间切换。
2.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述AC/DC变换器为双向的AC/DC变换器。
3.根据权利要求2所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述AC/DC变换器由三相全桥变流器和三相滤波器组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述并网变压器高压侧的电压等级为35kV或10kV，低压侧的电压等级与所述AC/DC变换器的交流侧电压等级一致。
5.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述DC/DC变换器由两个半桥组成的双向Buck-Boost变换器构成或为隔离型的DC/DC变换器。
6.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述切换开关实现单刀双掷功能，所述切换开关为单刀双掷开关或由两个单刀单掷开关组成的开关组。
7.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述微端直流母线上连接直流负荷。
8.根据权利要求7所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：所述直流负荷为直流充电桩，或所述微端直流母线直接作为直流充电桩的输出母线。
9.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC变换器分时复用的直流微网系统，其特征在于：该系统包含多组的所述DC/DC变换器、储能电池和切换开关；在峰电时段，多组的储能电池及其相应的DC/DC变换器通过多组的切换开关连接至一段微端直流母线上，所述微端直流母线上连接直流充电桩，所述直流充电桩对汽车内的电池组进行充电；在谷电时段，多组的储能电池及其相应的DC/DC变换器通过多组的切换开关连接至所述原端直流母线上，此时所述原端直流母线给所述储能电池进行充电。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN107465205A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-12 | 重庆聚陆新能源有限公司 | 一种基于dc/dc变换器分时复用的直流微网系统 |
| CN108988336A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-11 | 深圳供电局有限公司 | 具有嵌套式微电网的充电桩结构及其优化规划方法 |
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| CN111347916A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 奥动新能源汽车科技有限公司 | 一种充电和储能一体式换电站 |
| CN114865804A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-08-05 | 荣耀终端有限公司 | 一种电子设备及智能功率放大器的供电方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107465205A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-12 | 重庆聚陆新能源有限公司 | 一种基于dc/dc变换器分时复用的直流微网系统 |
| CN108988336A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-11 | 深圳供电局有限公司 | 具有嵌套式微电网的充电桩结构及其优化规划方法 |
| CN111347916A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 奥动新能源汽车科技有限公司 | 一种充电和储能一体式换电站 |
| CN109921496A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-21 | 深圳英飞源技术有限公司 | 一种储能充电系统 |
| CN114865804A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-08-05 | 荣耀终端有限公司 | 一种电子设备及智能功率放大器的供电方法 |
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