[發明專利]帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統及其控制方法

無效

• 申請號: 201010517843.0
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN101958567A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 周克亮;楊永恒;鄒志翔;邱志鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J15/00;H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于電動汽車和電力系統技術領域，具體涉及一種帶有儲能裝置的電動汽車充電站及其配置與運行方法。

背景技術

隨著能源危機的日益嚴重和人們環保意識的逐漸增強，清潔能源動力汽車得到了廣泛發展和推廣應用，其中尤以電動汽車的發展技術最為成熟。電動汽車的充電形式主要可以分為更換電池組和充電站/樁充電這兩種。

由于車輛的動力要求和尺寸大小不一、車載空間有限且布置差別很大，因此不同車輛所需的電池組容量大小、電池組的配置以及尺寸難以標準化，通常采用更換電池組的充電方式一般適用于特定種類的車輛供電，比如采用模塊化的標準電池組的有足夠空間的大型客車或者運輸車輛；或為某一公司的若干類型的電動車輛專門指定更換電池組的充電站。該方式適用范圍小、通用性差，無法滿足各式各樣電動車輛的充電需求。

而車輛的充電站/樁充電方式幾乎適用于所有的電動車輛的充電。目前充電有兩種工作模式：正常速率充電方式（一般6～8小時充滿），最普遍的是家用電動車輛在停車場停車時間充電；快速充電，電動車輛在充電站用15～20分鐘充滿80%以上的電能。然而采用正常速率充電，車輛的充電速度太慢，難以滿足營運車輛以及長途運行車輛的時效性要求。和正常速率充電方式相比，快速充電技術能夠滿足車輛時效性要求，但其每輛車的充電電流幾十倍于正常充電電流，會給電網帶來電流沖擊，當大量的電動汽車集中在充電站同時快速充電時，短時間內所需的能量極大，會產生巨大的沖擊電流，將威脅到電網的穩定安全運行，甚至會損壞線路、變壓器等電網設備，因此有關的變電站和線路勢必要進行擴容，但擴容的變電站和線路容量的平均利用率非常低，經濟上不劃算。此外充電站快速充電一般多在用電高峰的白天，不僅會增加電網的負擔，用電成本高。

如何既經濟、高效、安全和可靠地解決電動汽車利用充電站充電的問題對于電動車輛的推廣應用，以及保證電網運行的經濟、安全和高效具有重大意義。因此有必要開發出一種充電站方案以有效地解決充電站對電網的充電沖擊電流過大、變電站和線路容量過大且利用率低等一系列技術經濟難題。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統，以使其在滿足電動汽車快速充電需求的同時，克服電動汽車快速充電時對電網所造成的電力沖擊，大大減少電動汽車充電站所需的變電站容量和線路容量，保證電網安全穩定運行。本發明的另一目的是提供一種上述的帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統得控制方法。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統，包括交流供電電網、監控設備和充電設備；所述的交流供電電網通過高壓繼電保護柜、三相變壓器和低壓繼電保護柜接入電動汽車充電站系統；監控設備完成對電動汽車充電站系統的監測與控制，指導整個電動汽車充電站系統的運行；還包括儲能設備；儲能設備含有若干儲能設備組，每一儲能設備組由若干開關控制器和儲能裝置構成；所述的充電設備含有若干充電設備組，每一充電設備組由若干開關控制器和充電樁構成。

所述的儲能裝置的儲能方式采用單獨儲能方式或組合儲能方式。

所述的儲能裝置的儲能元件為單一類型的儲能元件或不同類型的儲能元件的組合。

一種上述的帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統的控制方法，用電低谷時段，進行充電站儲能設備的充電儲能；用電高峰時段，將儲能設備所存儲的電能給電動汽車充電；用電緊張的高峰時段，將盈余電能回饋給電網，供用戶使用。

本發明的帶有儲能裝置的電動汽車充電站系統由交流電網供電系統、監控設備、儲能設備、充電設備等部分組成。

交流電網供電系統，由高壓繼電保護柜、三相變壓器和低壓繼電保護柜構成；高壓繼電保護柜的連接于高壓交流電網和三相變壓器的高壓側之間，三相變壓器的低壓側連接低壓繼電保護柜，實現隔離和保護作用。

監控設備是整個系統的核心，主要完成系統監測（包含電網信息監測、蓄能狀態監測、充電狀態監測）、儲能設備與交流電網之間功率流動的控制（蓄能狀態或回饋狀態）、儲能設備與充電設備（用戶）之間的控制，指導整個充電站系統的運行狀態。當電動汽車充電時，即有能量需求時，監控設備監控系統的儲能設備能量余量以及電網信息等。