CN220410340U - 一种电动车充电站微电网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电动车充电站微电网系统，包括：降压变压器、断路器、交流母线、柴油发电机、风力发电机、配电箱、站点负载、双向AC/DC转换器、交流充电桩、直流母线、单向DC/DC转换器、双向DC/DC转换器、光伏阵列、MPPT汇流箱、微网储能系统、燃料电池组和直流充电桩；本实用新型提供的电动车充电站微电网系统，引入了柴油发电机、风力发电机以及燃料电池组做为能源输入的补充，使微电网系统的自足性增强，整个充电站微电网系统同时具备直流充电平台和交流充电平台，能满足电动车多种充电形式的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于能源综合利用技术领域，具体涉及一种电动车充电站微电网系统。
背景技术
随着新能源行业日益发展，储能以及微电网的应用范围越来越广泛，尤其是涉及到光伏、风电、新能源电动汽车等多源融合的应用场景，对于整个系统的控制架构要求越来越高。目前常用的微电网架构包括共交流母线控制架构、共直流母线控制架构以及交直流混合微电网控制架构，根据不用的系统需求配置各有优势。
多能源综合利用是交直流混合微电网的核心，将其应用于电动车充电站既可以直接与电网并网运行，又可以与电网断开独立运行，具有较高的灵活性和可调度性。目前现有技术中电动车充电站微电网系统，对于多能源综合利用的考虑有所欠缺，应急能力有所不足。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电动车充电站微电网系统，旨在实现电动车充电站微电网的能量综合利用，利用绿色能源的转化实现站内设备的供电，同时具备直流充电平台和交流充电平台，能满足电动车多种充电形式的需求。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
本实用新型提供了一种电动车充电站微电网系统，包括：
降压变压器、断路器、交流母线、柴油发电机、风力发电机、配电箱、站点负载、双向AC/DC转换器、交流充电桩、直流母线、单向DC/DC转换器、双向DC/DC转换器、光伏阵列、MPPT汇流箱、微网储能系统、燃料电池组和直流充电桩；所述降压变压器的高压侧接入电网侧，降压变压器的低压侧与断路器的输入端相连接，所述断路器的输出端接入交流母线相连接；所述柴油发电机、风力发电机和交流充电桩均接入交流母线；所述站点负载通过配电箱接入交流母线；所述双向AC/DC转换器的交流侧接入交流母线，双向AC/DC转换器的直流侧接入直流母线；所述光伏阵列的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端与MPPT汇流箱的输入端相连接，所述MPPT汇流箱的输出端接入直流母线；所述微网储能系统的输出端与双向DC/DC转换器的输入端相连接，所述双向DC/DC转换器的输出端接入直流母线；所述燃料电池组的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端接入直流母线，所述直流充电桩接入直流母线。
作为本实用新型的进一步改进，所述单向DC/DC转换器包括：电感L1、NPN三极管Q1、二极管D1和电容C1，所述电感L1的一端与NPN三极管Q1的集电极以及二极管D1的正极相连接，电感L1的另一端与NPN三极管Q1的发射极做为单向DC/DC转换器的输入端；所述NPN三极管Q1的发射极与电容C1的负极相连接；所述电容C1的正极与二极管D1的正极相连接；所述电容C1的正极和负极做为单向DC/DC转换器的输出端。
作为本实用新型的进一步改进，所述双向DC/DC转换器包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L2、IGBT晶体管S1、IGBT晶体管S2、二极管D2和二极管D3；所述电阻R1的一端与电容C2的正极以及电感L2的一端相连接，电阻R1的另一端与电容C2的负极做为双向DC/DC转换器的输入端；所述电感L2的另一端分别与IGBT晶体管S1的集电极、IGBT晶体管S2的发射极相连接，所述IGBT晶体管S1的发射极分别与电容C2的负极、电容C3的负极相连接，所述IGBT晶体管S2的集电极分别与电容C3的正极、电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的负极做为双向DC/DC转换器输出端；所述IGBT晶体管S1的集电极与发射极之间并接有二极管D2，所述IGBT晶体管S2的集电极与发射极之间并接有二极管D3。
作为本实用新型的进一步改进，所述交流充电桩至少为2个，每个交流充电桩均接入交流母线。
作为本实用新型的进一步改进，所述直流充电桩至少为2个，每个直流充电桩均接入直流母线。
作为本实用新型的进一步改进，所述光伏阵列至少为2个，每个光伏阵列均通过单向DC/DC转换器接入MPPT汇流箱。
作为本实用新型的进一步改进，所述微网储能系统为锂电池组。
本实用新型的优点：
本实用新型提供的电动车充电站微电网系统，依托绿色能源的转化实现电站用能供给自足，降低了对电网的依赖，剔除了充电站建设的壁垒，为电动汽车推广提供了良性支撑，建设成本低、建设工期短；为了提升应急能力，引入了柴油发电机、风力发电机以及燃料电池组做为能源输入的补充，使微电网系统的自足性增强，整个充电站微电网系统同时具备直流充电平台和交流充电平台，能满足电动车多种充电形式的需求。
附图说明
图1为本实用新型所述的电动车充电站微电网系统的结构框图；
图2为本实用新型所述的单向DC/DC转换器的电路图；
图3为本实用新型所述的双向DC/DC转换器的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的实施例中提供了一种电动车充电站微电网系统，如图1所示，包括：
降压变压器、断路器、交流母线、柴油发电机、风力发电机、配电箱、站点负载、双向AC/DC转换器、交流充电桩、直流母线、单向DC/DC转换器、双向DC/DC转换器、光伏阵列、MPPT汇流箱、微网储能系统、燃料电池组和直流充电桩；所述降压变压器的高压侧接入电网侧，降压变压器的低压侧与断路器的输入端相连接，所述断路器的输出端接入交流母线相连接；所述柴油发电机、风力发电机和交流充电桩均接入交流母线；所述站点负载通过配电箱接入交流母线；所述双向AC/DC转换器的交流侧接入交流母线，双向AC/DC转换器的直流侧接入直流母线；所述光伏阵列的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端与MPPT汇流箱的输入端相连接，所述MPPT汇流箱的输出端接入直流母线；所述微网储能系统的输出端与双向DC/DC转换器的输入端相连接，所述双向DC/DC转换器的输出端接入直流母线；所述燃料电池组的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端接入直流母线，所述直流充电桩接入直流母线。当微电网并网运行时，如此时阳光充足，光伏阵列发电量较多时，光伏阵列通过单向DC/DC转换器以及MPPT汇流箱向直流母线供电，直接为直流充电桩提供电能、向微网储能系统储能，以及通过双向AC/DC转换器向交流母线供电，直接为交流充电桩以及站点负载提供电能；如阳光不足时，可以接入风力发电机向交流母线供电，直接为交流充电桩以及直流充电桩供电；若阳光以及风力均不足时，电网侧通过降压变压器一方面直接向交流母线供电，为交流充电桩提供电能，另一方面通过双向AC/DC转换器向直流母线供电，向直流充电桩提供电能，微网储能系统处于充电或浮充状态。当微电网孤岛运行时，如此时阳光充足，光伏阵列发电量较多时，光伏阵列通过单向DC/DC转换器以及MPPT汇流箱直接向直流母线供电，向直流充电桩提供电能、以及通过双向AC/DC转换器向交流母线供电，为交流充电桩提供电能，此时，微网储能系统处于充电或浮充状态；如阳光不足时，可以接入风力发电机向交流母线以及直流母线供电；若阳光以及风力均不足时，断路器闭合，调整为并网运行，用电负荷所需电能由电网侧以及光伏阵列和风力发电机提供。当电网侧故障或者停电时，无论微电网处于何种工作状态，选择利用燃料电池组通过单向DC/DC转换器向直流母线供电，以及通过双向AC/DC转换器向交流母线供电，或者选择利用柴油发电机直接向交流母线供电，以及通过双向AC/DC转换器向直流母线供电，同时，微网储能系统也通过双向DC/DC转换器向直流母线供电，保障了供电可靠性，提供了供选择的多种能源综合利用方式。
在一个实施例中，如图2所示，所述单向DC/DC转换器包括：电感L1、NPN三极管Q1、二极管D1和电容C1，所述电感L1的一端与NPN三极管Q1的集电极以及二极管D1的正极相连接，电感L1的另一端与NPN三极管Q1的发射极做为单向DC/DC转换器的输入端与光伏阵列的输出端相连接；所述NPN三极管Q1的发射极与电容C1的负极相连接；所述电容C1的正极与二极管D1的正极相连接；所述电容C1的正极和负极做为单向DC/DC转换器的输出端与MPPT汇流箱的输入端相连接。
在一个实施例中，如图3所示，所述双向DC/DC转换器包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L2、IGBT晶体管S1、IGBT晶体管S2、二极管D2和二极管D3；所述电阻R1的一端与电容C2的正极以及电感L2的一端相连接，电阻R1的另一端与电容C2的负极做为双向DC/DC转换器的输入端与微网储能系统的输出端相连接；所述电感L2的另一端分别与IGBT晶体管S1的集电极、IGBT晶体管S2的发射极相连接，所述IGBT晶体管S1的发射极分别与电容C2的负极、电容C3的负极相连接，所述IGBT晶体管S2的集电极分别与电容C3的正极、电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的负极做为双向DC/DC转换器输出端接入直流母线；所述IGBT晶体管S1的集电极与发射极之间并接有二极管D2，所述IGBT晶体管S2的集电极与发射极之间并接有二极管D3。
在一个实施例中，所述交流充电桩至少为2个，每个交流充电桩均接入交流母线。
在一个实施例中，所述直流充电桩至少为2个，每个直流充电桩均接入直流母线。
在一个实施例中，所述光伏阵列至少为2个，每个光伏阵列均通过单向DC/DC转换器接入MPPT汇流箱。
在一个实施例中，所述微网储能系统为锂电池组。
由此描述了本实用新型的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本实用新型的精神和范围内。
Claims (7)
1.一种电动车充电站微电网系统，其特征在于，包括：
降压变压器、断路器、交流母线、柴油发电机、风力发电机、配电箱、站点负载、双向AC/DC转换器、交流充电桩、直流母线、单向DC/DC转换器、双向DC/DC转换器、光伏阵列、MPPT汇流箱、微网储能系统、燃料电池组和直流充电桩；所述降压变压器的高压侧接入电网侧，降压变压器的低压侧与断路器的输入端相连接，所述断路器的输出端接入交流母线相连接；所述柴油发电机、风力发电机和交流充电桩均接入交流母线；所述站点负载通过配电箱接入交流母线；所述双向AC/DC转换器的交流侧接入交流母线，双向AC/DC转换器的直流侧接入直流母线；所述光伏阵列的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端与MPPT汇流箱的输入端相连接，所述MPPT汇流箱的输出端接入直流母线；所述微网储能系统的输出端与双向DC/DC转换器的输入端相连接，所述双向DC/DC转换器的输出端接入直流母线；所述燃料电池组的输出端与单向DC/DC转换器的输入端相连接，所述单向DC/DC转换器的输出端接入直流母线，所述直流充电桩接入直流母线。
2.如权利要求1所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于，所述单向DC/DC转换器包括：电感L1、NPN三极管Q1、二极管D1和电容C1，所述电感L1的一端与NPN三极管Q1的集电极以及二极管D1的正极相连接，电感L1的另一端与NPN三极管Q1的发射极做为单向DC/DC转换器的输入端；所述NPN三极管Q1的发射极与电容C1的负极相连接；所述电容C1的正极与二极管D1的正极相连接；所述电容C1的正极和负极做为单向DC/DC转换器的输出端。
3.如权利要求1所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于，所述双向DC/DC转换器包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L2、IGBT晶体管S1、IGBT晶体管S2、二极管D2和二极管D3；所述电阻R1的一端与电容C2的正极以及电感L2的一端相连接，电阻R1的另一端与电容C2的负极做为双向DC/DC转换器的输入端；所述电感L2的另一端分别与IGBT晶体管S1的集电极、IGBT晶体管S2的发射极相连接，所述IGBT晶体管S1的发射极分别与电容C2的负极、电容C3的负极相连接，所述IGBT晶体管S2的集电极分别与电容C3的正极、电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电容C3的负极做为双向DC/DC转换器输出端；所述IGBT晶体管S1的集电极与发射极之间并接有二极管D2，所述IGBT晶体管S2的集电极与发射极之间并接有二极管D3。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于：所述交流充电桩至少为2个，每个交流充电桩均接入交流母线。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于：所述直流充电桩至少为2个，每个直流充电桩均接入直流母线。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于：所述光伏阵列至少为2个，每个光伏阵列均通过单向DC/DC转换器接入MPPT汇流箱。
7.如权利要求1至3中任意一项所述的电动车充电站微电网系统，其特征在于：所述微网储能系统为锂电池组。
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|---|---|---|---|---|
| US20240014740A1 (en) * | 2019-08-07 | 2024-01-11 | Delta Electronics, Inc. | Power apparatus applied in solid state transformer structure and three-phase power system having the same |
| CN119628124A (zh) * | 2024-11-29 | 2025-03-14 | 深圳市瑞亨数字能源科技有限公司 | 一种交直流混合的微电网系统及实现方法 |
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