CN218940693U - 充换电能源系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种充换电能源系统，其中，充换电能源系统，包括：电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统、能源调控管理子系统、直流高压母线；电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统和能源调控管理子系统均与直流高压母线连接；能源调控管理子系统与电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统和换电储能子系统通信连接。本申请能够实现光伏、储能、充电、换电一体化融合，进而使电能耦合流动，从而提高电能的利用率。另一方面，本申请能够降低电网电价的波动。
Description
技术领域
本申请涉及充电设备领域，具体而言，涉及一种充换电能源系统。
背景技术
目前，现有的电动车充电设备及网络存在电能利用率低的确定。同时，电动车充电设备及网络的电能利用率低，因此其容易导致电网电价的波动，例如，在用电高峰时，由于其电能利用率低低，会导致许多用电得不到满足，继而导致电网电价的波动。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种充换电能源系统，用以实现光伏、储能、充电、换电一体化融合，进而使电能耦合流动，从而提高电能的利用率。另一方面，本申请能够降低电网电价的波动。
第一方面，本发明提供一种充换电能源系统，包括：电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统、能源调控管理子系统、直流高压母线；
所述电网子系统、所述直流储能子系统、所述光伏发电子系统、所述超级充电子系统、所述换电储能子系统和所述能源调控管理子系统均与所述直流高压母线连接；
所述能源调控管理子系统与所述电网子系统、所述直流储能子系统、所述光伏发电子系统、所述超级充电子系统和所述换电储能子系统通信连接，其中，所述能源调控管理子系统用于使所述直流储能子系统和所述换电储能子系统接收所述光伏发电子系统、所述电网子系统输出的电能；
所述能源调控管理子系统还用于使所述光伏发电子系统、所述电网子系统、所述直流储能子系统或所述换电储能子系统向所述超级充电子系统输出电能；
所述能源调控管理子系统还用于使所述光伏发电子系统所述直流储能子系统和所述换电储能子系统向所述电网子系统输出电能。
本申请第一方面的系统能够实现光伏、储能、充电、换电一体化融合，进而使电能耦合流动，从而能够提高电能的利用率。
在可选的实施方式中，所述电网子系统包括配用电变压器、用电低压侧380V交流子系统，其中，所述用电低压侧380V交流子系统与所述直流高压母线、所述配用电变压器连接。
在本可选的实施方式中，由于配用电变压器与用电低压侧380V交流子系统连接，因此通过配用电变压器将10kV的配网电压变换为380V交流并输入到用电低压侧380V交流子系统，另一方面，通过用电低压侧380V交流子系统能够向直流高压母线输入电能。
在可选的实施方式中，所述直流储能子系统包括储能变流器、储能电池子系统，其中，所述储能变流器与所述用电低压侧380V交流子系统连接，并与所述直流高压母线连接；
所述储能电池子系统与所述直流高压母线连接。
在本可选的实施方式中，通过储能变流器能够将380V交流电转化为直流电，进而将直流电输入到直流高压母线。另一方面，由于储能电池子系统与所述直流高压母线连接，因此，储能电池子系统能够与直流高压母线进行电能交互。
在可选的实施方式中，所述超级充电子系统包括充电变换器、第一充电桩和第二充电桩，其中，所述充电变换器与所述直流高压母线连接，所述第一充电桩和所述第二充电桩均与所述充电变换器连接。
在本可选的实施方式中，通过充电变换器与所述直流高压母线连接，能够将直流高压母线输出的电流转化为满足第一充电桩的额定输入电压和第二充电桩的额定输入电压。
在本可选的实施方式中，第一充电桩、第二充电桩，分别为直流桩和超级桩，其中，直流桩能够提供120-180kW的充电做功，而超级桩能够提供480kW及以上的充电做功，这样一来，就能够车主就能够基于需求灵活选择相应的充电桩。
在可选的实施方式中，所述光伏发电子系统包括光伏面板和光伏变换器，其中，所述光伏面板与所述光伏变换器连接，所述光伏变换器还与所述直流高压母线连接。
在本可选的实施方式中，通过光伏变换器能够将光伏面板输出的电压转换为符合直流高压母线要求的电压。
在可选的实施方式中，所述系统还包氢储能子系统，所述氢储能子系统与直流高压母线连接；
以及，所述能源调控管理子系统与所述氢储能子系统通信连接，所述能源调控管理子系统还用于使所述直流储能子系统和所述换电储能子系统接收氢储能子系统所述输出的电能，所述能源调控管理子系统还用于使所述氢储能子系统向所述超级充电子系统输出电能。
在本可选的实施方式中，通过将氢储能子系统与直流高压母线连接，使得直流高压母线还能够接入氢储能子系统所产生的电能，从而使氢储能子系统所产生的电能能够在系统中流动，即能够使得氢储能子系统向所述超级充电子系统输出电能，或使氢储能子系统所产生的电能能够存储在直流储能子系统和所述换电储能子系统中。
在可选的实施方式中，所述换电储能子系统包括由多个车用动力电池箱体组成的换电电池簇、DC/DC变流单元，其中，所述DC/DC变流单元与所述直流高压母线连接，所述DC/DC变流单元与所述换电电池簇连接。
在本可选的实施方式中，通过DC/DC变流单元，换电电池簇能够与直流高压母线连接，进而使换电电池簇的电能流动到系统中，或使系统其他设备所产生的电能流动到换电电池簇中。
在可选的实施方式中，所述换电储能子系统还包括直流高压回路，其中，所述DC/DC变流单元通过所述直流高压回路与所述换电电池簇连接。
在本可选的实施方式中，通过直流高压回路，能够将DC/DC变流单元输出的电流输入到换电电池簇。
在可选的实施方式中，所述换电储能子系统还包括热管理子系统、冷却管路，其中，所述冷却管路与所述换电电池簇连接，所述热管理子系统用于使所述冷却管路对所述换电电池簇进行冷却。
在本可选的实施方式中，通过热管理子系统和冷却管路，能够对换电电池簇进行冷却。
第二方面，本发明提供一种充换电方法，所述方法应用于如前述实施方式任一项所述的充换电能源系统，其中，所述方法包括：
当系统时间为位于第一时间段内时，控制电网子系统向超级充电子系统输出电能，或控制所述电网子系统向换电储能子系统或直流储能子系统输出电能；
当所述系统时间为位于第三时间段内时，控制所述光伏发电子系统和所述直流储能子系统及所述换电储能子系统向所述电网子系统输出电能，和控制所述光伏发电子系统、所述换电储能子系统和所述直流储能子系统向所述超级充电子系统输出电能；
当所述系统时间为位于第五时间段内时，控制所述光伏发电子系统、所述换电储能子系统和所述直流储能子系统向所述电网子系统输出电能，同时，控制所述光伏发电子系统、所述换电储能子系统和所述直流储能子系统向所述超级充电子系统输出电能。
本申请第二方面的方法通过以上步骤，能够在不同时间段，采用不同的电能流动策略调控电能流动，从而降低电价波动。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例提供的一种充换电能源系统的结构示意图；
图2是本申请实施例公开的一种换电储能子系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种充换点方法的流程示意图；
图4是本申请实施例公开的第一种电能流动示意图；
图5是本申请实施例公开的第二种电能流动示意图；
图6是本申请实施例公开的第三种电能流动示意图；
图7是本申请实施例公开的第四种电能流动示意图；
图8是本申请实施例公开的第五种电能流动示意图；
图9是本申请实施例公开的第六种电能流动示意图。
图标：1-用电变压器；2-储能变流器；3-光伏面板；4-光伏变换器；5-储能电池子系统；6-换电储能子系统；7-充电变换器；8-第一充电桩；9-第二充电桩；10-用电低压侧380V交流子系统；11-直流高压母线；12-热管理子系统；13-换电电池簇；14-车用动力电池箱体；15-DC/DC变流单元；16-冷却管路；17-直流高压回路；18-氢储能子系统；19-能源调控管理子系统。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种充换电能源系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统6、能源调控管理子系统19、直流高压母线11；
电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统6和能源调控管理子系统19均与直流高压母线11连接；
能源调控管理子系统19与电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统和换电储能子系统6通信连接，其中，能源调控管理子系统19用于使直流储能子系统和换电储能子系统6接收光伏发电子系统、电网子系统输出的电能；
能源调控管理子系统19还用于使光伏发电子系统、电网子系统、直流储能子系统或换电储能子系统6向超级充电子系统输出电能；
能源调控管理子系统19还用于使光伏发电子系统直流储能子系统和换电储能子系统6向电网子系统输出电能。
本申请实施例的系统能够实现光伏、储能、充电、换电一体化融合，进而使电能耦合流动，从而能够提高电能的利用率。例如，能够将光伏发电子系统产生的电能存储到直流储能子系统和换电储能子系统中，又能够将光伏发电子系统产生的电能输送到电网子系统和超级充电子系统。
在可选的实施方式中，电网子系统包括配用电变压器1、用电低压侧380V交流子系统10，其中，用电低压侧380V交流子系统10与直流高压母线11、配用电变压器1连接。
在本可选的实施方式中，由于配用电变压器1与用电低压侧380V交流子系统10连接，因此通过配用电变压器1将10kV的配网电压变换为380V交流并输入到用电低压侧380V交流子系统10，另一方面，通过用电低压侧380V交流子系统10能够向直流高压母线11输入电能。
在可选的实施方式中，直流储能子系统包括储能变流器2、储能电池子系统5，其中，储能变流器2与用电低压侧380V交流子系统10连接，并与直流高压母线11连接；
储能电池子系统5与直流高压母线11连接。
在本可选的实施方式中，通过储能变流器2能够将380V交流电转化为直流电，进而将直流电输入到直流高压母线11。另一方面，由于储能电池子系统5与直流高压母线11连接，因此，储能电池子系统5能够与直流高压母线11进行电能交互。
在可选的实施方式中，超级充电子系统包括充电变换器7、第一充电桩8和第二充电桩9，其中，充电变换器7与直流高压母线11连接，第一充电桩8和第二充电桩9均与充电变换器7连接。
在本可选的实施方式中，通过充电变换器7与直流高压母线11连接，能够将直流高压母线11输出的电流转化为满足第一充电桩8的额定输入电压和第二充电桩9的额定输入电压。
在可选的实施方式中，光伏发电子系统包括光伏面板3和光伏变换器4，其中，光伏面板3与光伏变换器4连接，光伏变换器4还与直流高压母线11连接。
在本可选的实施方式中，通过光伏变换器4能够将光伏面板3输出的电压转换为符合直流高压母线11要求的电压。
在可选的实施方式中，本申请实施例的系统还包氢储能子系统18，氢储能子系统18与直流高压母线11连接；
以及，能源调控管理子系统19与氢储能子系统18通信连接，能源调控管理子系统19还用于使直流储能子系统和换电储能子系统6接收氢储能子系统18输出的电能，能源调控管理子系统19还用于使氢储能子系统18向超级充电子系统输出电能。
在本可选的实施方式中，通过将氢储能子系统18与直流高压母线11连接，使得直流高压母线11还能够接入氢储能子系统18所产生的电能，从而使氢储能子系统18所产生的电能能够在系统中流动，即能够使得氢储能子系统18向超级充电子系统输出电能，或使氢储能子系统18所产生的电能能够存储在直流储能子系统和换电储能子系统6中。
在可选的实施方式中，请参阅图2，图2是本申请实施例公开的一种换电储能子系统的结构示意图。如图2所示，换电储能子系统6包括由多个车用动力电池箱体14组成的换电电池簇13、DC/DC变流单元15，其中，DC/DC变流单元15与直流高压母线11连接，DC/DC变流单元15与换电电池簇13连接。
在本可选的实施方式中，通过DC/DC变流单元15，换电电池簇13能够与直流高压母线11连接，进而使换电电池簇13的电能流动到系统中，或使系统其他设备所产生的电能流动到换电电池簇13中。
在本可选的实施方式中，具体地，车用动力电池箱体14装载有动力电池，即换电电池簇13由多个动力电池集成。
在可选的实施方式中，换电储能子系统6还包括直流高压回路17，其中，DC/DC变流单元15通过直流高压回路17与换电电池簇13连接。
在本可选的实施方式中，通过直流高压回路17，能够将DC/DC变流单元15输出的电流输入到换电电池簇13。
在可选的实施方式中，换电储能子系统6还包括热管理子系统12、冷却管路16，其中，冷却管路16与换电电池簇13连接，热管理子系统12用于使冷却管路16对换电电池簇13进行冷却。
在本可选的实施方式中，通过热管理子系统12和冷却管路16，能够对换电电池簇13进行冷却。
此外，本申请实施例还提供一种充换电方法，该方法应用于如前述实施方式任一项的充换电能源系统，其中，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种充换点方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
101、当系统时间为位于第一时间段内时，控制电网子系统向超级充电子系统输出电能，或控制电网子系统向换电储能子系统或直流储能子系统输出电能；
102、当系统时间为位于第三时间段内时，控制光伏发电子系统和直流储能子系统及换电储能子系统向电网子系统输出电能，和控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能；
103、当系统时间为位于第五时间段内时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向电网子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能。
本申请实施例的方法通过以上步骤，能够在不同时间段，采用不同的电能流动策略调控电能流动，从而降低电价波动。
在本申请实施例中，具体地，请参阅图4，图4是本申请实施例公开的第一种电能流动示意图。如图4所示，当系统时间为位于第一时间段内时，控制电网子系统向超级充电子系统输出电能，或控制电网子系统向换电储能子系统或直流储能子系统输出电能。
在本申请实施例中，具体地，请参阅图5，图5是本申请实施例公开的第二种电能流动示意图。如图5所示，当系统时间为位于第二时间段内时，控制光伏发电子系统向电网子系统输出电能，或控制光伏发电子系统和电网子系统向超级充电子系统输出电能。
在本申请实施例中，具体地，请参阅图6，图6是本申请实施例公开的第三种电能流动示意图。如图6所示，当系统时间为位于第三时间段内时，控制光伏发电子系统和直流储能子系统及换电储能子系统向电网子系统输出电能，和控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能。
在本申请实施例中，具体地，当系统时间为位于第四时间段内时，控制光伏发电子系统和电网子系统向换电储能子系统和直流储能子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统和电网子系统向超级充电子系统输出电能。具体地，请参阅图7，图7是本申请实施例公开的第四种电能流动示意图。如图7所示，当系统时间为位于第四时间段内时，控制光伏发电子系统和电网子系统向换电储能子系统和直流储能子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统和电网子系统向超级充电子系统输出电能。
在本申请实施例中，具体地，当系统时间为位于第五时间段内时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向电网子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能。具体地，请参阅图8，图8是本申请实施例公开的第五种电能流动示意图。如图8所示，当系统时间为位于第五时间段内时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向电网子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能。
在本申请实施例中，具体地，当系统时间为位于第六时间段内时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向电网子系统输出电能，同时，控制光伏发电子系统、换电储能子系统和直流储能子系统向超级充电子系统输出电能。具体地，请参阅图9，图9是本申请实施例公开的第六种电能流动示意图。如图9所示，当系统时间为位于第六时间段内时，控制电网子系统向超级充电子系统输出电能。
在本申请实施例中，第一时间段为0点到8点，第二时间段为8点到10点，第三时间段为10点到12点、第四时间段为12点到14点、第五时间段为14点到19点、第六时间段为19点到24点。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种充换电能源系统，其特征在于，包括：电网子系统、直流储能子系统、光伏发电子系统、超级充电子系统、换电储能子系统、能源调控管理子系统、直流高压母线；
所述电网子系统、所述直流储能子系统、所述光伏发电子系统、所述充电子系统、所述换电储能子系统和所述能源调控管理子系统均与所述直流高压母线连接；
所述能源调控管理子系统与所述电网子系统、所述直流储能子系统、所述光伏发电子系统、所述超级充电子系统和所述换电储能子系统通信连接，其中，所述能源调控管理子系统用于使所述直流储能子系统和所述换电储能子系统接收所述光伏发电子系统、所述电网子系统输出的电能；
所述能源调控管理子系统还用于使所述光伏发电子系统、所述电网子系统、所述直流储能子系统或所述换电储能子系统向所述超级充电子系统输出电能；
所述能源调控管理子系统还用于使所述光伏发电子系统所述直流储能子系统和所述换电储能子系统向所述电网子系统输出电能。
2.如权利要求1所述的充换电能源系统，其特征在于，所述电网子系统包括配用电变压器、用电低压侧380V交流子系统，其中，所述用电低压侧380V交流子系统与所述配用电变压器连接。
3.如权利要求2所述的充换电能源系统，其特征在于，所述直流储能子系统包括储能变流器、储能电池子系统，其中，所述储能变流器与所述用电低压侧380V交流子系统连接，并与所述直流高压母线连接；
所述储能电池子系统与所述直流高压母线连接。
4.如权利要求1所述的充换电能源系统，其特征在于，所述超级充电子系统包括充电变换器、第一充电桩和第二充电桩，其中，所述充电变换器与所述直流高压母线连接，所述第一充电桩和所述第二充电桩均与所述充电变换器连接。
5.如权利要求1所述的充换电能源系统，其特征在于，所述光伏发电子系统包括光伏面板和光伏变换器，其中，所述光伏面板与所述光伏变换器连接，所述光伏变换器还与所述直流高压母线连接。
6.如权利要求1所述的充换电能源系统，其特征在于，所述系统还包氢储能子系统，所述氢储能子系统与直流高压母线连接；
以及，所述能源调控管理子系统与所述氢储能子系统通信连接，所述能源调控管理子系统还用于使所述直流储能子系统和所述换电储能子系统接收所述氢储能子系统输出的电能，所述能源调控管理子系统还用于使所述氢储能子系统向所述超级充电子系统输出电能。
7.如权利要求1所述的充换电能源系统，其特征在于，所述换电储能子系统包括由多个车用动力电池箱体组成的换电电池簇、DC/DC变流单元，其中，所述DC/DC变流单元与所述直流高压母线连接，所述DC/DC变流单元与所述换电电池簇连接。
8.如权利要求7所述的充换电能源系统，其特征在于，所述换电储能子系统还包括直流高压回路，其中，所述DC/DC变流单元通过所述直流高压回路与所述换电电池簇连接。
9.如权利要求7所述的充换电能源系统，其特征在于，所述换电储能子系统还包括热管理子系统、冷却管路，其中，所述冷却管路与所述换电电池簇连接，所述热管理子系统用于使所述冷却管路对所述换电电池簇进行冷却。
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|---|---|---|---|
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| CN202222901948.7U Active CN218940693U (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 充换电能源系统 |
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