[發明專利]基于直流供電的燈樁一體化功率調節設備和系統

有效

• 申請號: 201410773051.8
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN105739591B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 王建;李曉龍;殷樹剛;李濤;魏明磊;孫辰軍;金濤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河北省電力公司;北京南瑞智芯微電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/66
• 分類號: G05F1/66
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 郭振興,王正茂

技術領域

本發明涉及電力技術領域，具體地，涉及一種基于直流供電的燈樁一體化功率調節設備和系統。

背景技術

20世紀70年代世界范圍內的能源危機爆發后，環境污染和能源短缺等問題受到了全世界各國的普遍關注，而分布式能源系統由于具有負荷變動靈活、供電可靠、輸電損失小以及便于可再生能源應用等特點，而受到越來越多的關注；另外，分布式電源的應用也使得傳統的配電由單純的供電功能，擴展出了發電的功能。常見的分布式電源主要有光伏電池、燃料電池、風力機和燃氣輪機等，而這些電源產生的電能均為直流電或可經過簡單整流后變為直流電。

21世紀初，美國學者首先提出微電網的概念。微電網是將可再生能源發電裝置、負荷、儲能裝置及控制裝置等有機結合并接入到電網中的技術。微電網一般接入到配電系統中，既可與電網聯網運行，也可在電網故障或需要時與主網斷開單獨運行。靈活的運行方式可以實現分布式能源的接納及與電網的互相支撐。

隨著配電系統的發展，直流微電網將比交流微電網更具優勢。如果將現行的交流供電改為直流供電，通過改變供電系統的構成就可降低約20％的耗電量，從而實現節能優化、低碳的目的。

為了緩解資源環境約束，應對全球氣候變化，促進經濟發展方式轉變，建設資源節約型、環境友好型社會，我國正在大力加強節能減排工作，LED路燈代替傳統路燈，以及電動汽車的推廣都是節約能源的值得倡導的方式，但是，電動汽車在全國范圍的推廣和普及十分有限，究其主要原因：基礎設施的缺乏特別是充電樁、充電站建設的嚴重滯后，充電不便直接導致消費者對電動汽車的認同度不高。

充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩種。交流充電樁是安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置，同時具備計量計費功能，交流充電樁一般只提供電能，不提供對車輛狀態監控，連接端口一般為圖1所示，電池充電機集成在汽車內部，車載充電機實現電源變換、汽車狀態、電池管理、各種保護和控制功能。

直流充電樁是固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車動力電池提供直流電源的供電裝置，直流充電樁具有充電機功能，可以實時監視并控制被充電電池狀態，同時，直流充電樁可以對充電電量進行計量，當車輛端子與充電樁完全連接后，直流樁接手了交流車載充電機的電源變換、汽車狀態監測、電池管理、各種保護和控制功能，實現對汽車電池的充電控制和檢測。

發明內容

為了在解決現有技術中存在的電動汽車受到車載充電機的束縛充電效率低問題的同時，亦期用于直流電網直接用電設備，本發明提出了一種基于直流供電的燈樁一體化功率調節設備和系統。

該設備包括：

LED路燈、直流充電樁，所述LED路燈與所述直流充電樁為一體化設置，且與外部直流供電網相連；

所述LED路燈接收所述外部直流供電網的電能，根據檢測到的自身周圍光強度進行開啟或關閉，并將開啟或關閉的信息傳送到所述直流充電樁；

所述直流充電樁與外部電動汽車相連，接收所述外部直流供電網的電能，為外部電動汽車進行充電；

當所述LED路燈開啟時，所述直流充電樁根據所述LED路燈關閉的數量減少向外部電動汽車充電輸出的功率；

當所述LED路燈關閉時，所述直流充電樁根據所述LED路燈關閉的數量增加向外部電動汽車充電輸出的功率。

本發明的基于直流供電的燈樁一體化功率調節設備，LED路燈和直流充電樁可以達到功率互補、負載平衡，減少了直流電網負荷波動，增加直流電網的穩定性。在節能上，LED路燈比傳統路燈節省相當大的能耗，方便市民對電動汽車進行充電，解決了長期以來影響電動汽車推廣的“充電難”問題，將極大推動電動汽車的推廣和普及，最終實現更深層次意義上的節能減排。在電網層面上，為提高負荷率，本質上就是要設法提高低谷負荷和降低高峰負荷，即“填谷”與“削峰”。儲能技術將保存電力系統中的低谷電能，當高峰負荷到來時，再將保存的能量以電能的形式釋放，這樣，電能儲存裝置在低谷負荷時作為電力系統的負荷填谷，在高峰負荷時作為電源供電，改善了負荷率，本發明在不采用儲能設備的基礎上，實現了“填谷”與“削峰的功能，提高了電網的負荷率。

該系統包括：外部直流供電網以及多個基于直流供電的燈樁一體化功率調節設備。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。