[發明專利]電動汽車動力電池用于電網低電壓線路調壓的方法

無效

• 申請號: 201310535468.6
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103580049A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 廖強強;周國定;吳夢婕
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種電力儲能技術，特別涉及一種電動汽車動力電池作為儲能電池用于電網低電壓線路調壓的方法。

背景技術

網線路低電壓現象是影響城市用電質量的主要因素之一。由于家用電器集中使用、線路設備陳舊老化、臨時租借房屋超負荷用電、居民或工業小區供電半徑過長等原因，致使短時段負荷增大，導致電壓跌落。線路低電壓問題將增大線損、降低送變電設備能力，造成空調、冰箱等電器不能正常運轉，嚴重時還將造成電壓崩潰和大面積停電。上海低電壓熱點地區具有季節性和時段性特點，而且隨著城市人口的流動頻繁，每年低電壓熱點地區會有變化。常規解決低電壓問題的辦法1）通過增加桿上變壓器數量來擴大電網容量，每年短時峰值負荷僅出現數天，因此，這種辦法大大增加了設備的投資、安裝和運行費用；2）采用電容器對低電壓線路進行無功補償，然而，城市電網線路低電壓的主要原因是由于短時段負荷增大，導致電壓跌落；3）基于電壓源換流器的新型無功補償裝置，其直流側是電容，缺點是只能運行在兩個象限內，即發出無功功率和吸收無功功率，而不能與系統交換大量的有功功率。???

如果在直流側采用電池儲能系統，就可以發送和吸收有功功率，解決短時段負荷增大引起的電壓跌落問題。曼徹斯特理工大學的C.?Zhan等采用Hawker能源公司的高級鉛酸電池研制的動態電壓恢復器可有效解決低電壓問題。相比鉛酸電池的能量密度小，功率密度低，充電時間長，循環壽命短，自放電率高，環境污染性，鋰離子電池具有比能量高、循環壽命長、大電流放電能力強、高功率承受力、自放電率低等優點，其比能量達到了鉛酸電池的3倍左右，單體電池工作電壓為3.7V或3.2V，循環壽命在淺充放模式下可以達到3000～5000次，儲能效率可以達到90%以上。因此，鋰離子電池儲能系統適于應用于居民或工業小區要求符合占地面積較小、安全性較高的儲能技術。

隨著電動汽車發展步伐的放緩，電動汽車充換電站內儲備的大量換電式電動汽車標準電池（鋰離子電池）成為閑置。提高閑置能源利用率，不致資源浪費是思考方向。

發明內容

本發明是針對電動汽車充換電站內儲備的大量換電式電動汽車標準電池閑置、利用率低的問題，提出了一種電動汽車動力電池用于電網低電壓線路調壓的方法，電動汽車電池作為儲能電池，用于電網低電壓線路，解決大城市居民或工業小區供電線路可能出現短時段的低電壓現象。

本發明的技術方案為：一種電動汽車動力電池用于電網低電壓線路調壓的方法，具體包括如下步驟：

1）建立電池儲能系統：選用5個電動汽車標準電池箱，5個電池箱各帶1個電池管理單元，整個電池組管理系統設1個觸摸監控屏、4個電池狀態控制器、1個電池狀態主控制器、充放電主回路電氣控制元件、能量轉換裝置，4個電池狀態控制器的數據與電池狀態主控制器進行交換，電池狀態主控制器進行成組后電池箱的電流檢測，電流檢測信號送能量轉換裝置，能量轉換裝置一邊通過充放電主回路電氣控制元件與電池箱連接，另一邊接交流電網，能量轉換裝置對電網三相交流電進行整流，將交流電轉換為電池箱的充電直流電，同時根據要求將電池箱的直流電逆變為交流電并網到交流電網；

2）電池箱特性測試：對各個電池箱分別以不同功率放電，得到其電壓-時間曲線，根據放電曲線選擇放電電壓為限，比較電池箱放電時間和電池容量，得出特性曲線；

3）采用隔離變壓器和電器負載作為模擬實驗，代替交流電網負載，分析接入負載以后A相、B相和C相的電壓下降程度，將儲能電池組投入運行后，A相、B相和C相的電壓提升程度、補償電流，電池組放電電流，輸出功率，得出每個電池箱放電功率；

4）根據地區配電電壓使用情況，選定低壓上調目標值，將電池儲能系統接入地區配電系統，到低壓時段，按步驟3）所得儲能電池組提升能力，匹配投入。

本發明的有益效果在于：本發明電動汽車動力電池用于電網低電壓線路調壓的方法，解決大城市居民或工業小區供電線路可能出現短時段的低電壓現象，在低電壓時段通過電池儲能系統放電給供電線路，可以有效提升線路電壓。采用電池儲能系統是解決“低電壓”問題的一種有效方法。

附圖說明

圖1為本發明儲能電池組管理系統拓撲圖；

圖2為本發明中能量轉換裝置中三相PWM整流器的結構圖；

圖3為本發明中能量轉換裝置中三相PWM整流器的結構R相等效電路圖；

圖4為本發明中能量轉換裝置中三相PWM整流器的結構R相相量圖；

圖5為本發明中充放電主回路電氣控制圖；

圖6為上海市某小區某日配變電壓-時間曲線圖；