[發明專利]基于高壓直流微網的靈活復用型光儲充智慧充電站

在審

• 申請號: 202011541749.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112653165A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 向慕超;凌在汛;崔一鉑;金晨;康逸群;陳文;游力;熊昊哲;丁永明;萬沖
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;湖北方源東力電力科學研究有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02M3/335;H02M7/219;B60L53/51;B60L53/63;B60L53/67;B60L55/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種基于高壓直流微網的靈活復用型光儲充智慧充電站，該系統包括雙向整流單元、雙向充電堆單元、投切單元、充電槍、光伏發電單元、儲能單元；雙向整流單元向上與10kV交流配電網相連，向下與雙向充電堆單元匯聚于1kV直流母線；投切單元同時連接室內機房雙向充電堆單元、儲能單元和室外若干充電槍、光伏發電單元。本發明使用接觸器投切開關矩陣建立不同的直流充放電通道，根據電動汽車充電功率的大小采取不同的控制策略，可實現電動汽車柔性充電；對日間負荷高峰時期快充站用電進行支撐，并加以光伏發電系統進行補充，能夠有效地平衡快充站的負荷峰谷差，起到“削峰填谷”的作用，從而維持電網運行狀態的穩定運行，提高系統運行效率。

技術領域

本發明涉及新能源光伏儲能充電站技術領域，具體是一種基于高壓直流微網的靈活復用型光儲充智慧充電站及控制方法。

背景技術

目前電動汽車充電站電源單一，主要采用通過配電網供電形式。站內通常設有多臺直流充電機，因單臺直流充電機的功率較大，單次充電時間較短，這一特點導致充電站在晚間電網負荷低谷時期的利用率較低，而在日間電網負荷高峰時期，若有大量電動車同時需要快速充電時，大功率的充電需求將對電網帶來短時的負荷沖擊。隨著充電站建設的大范圍開展，這一問題勢必會影響電網的穩定運行，甚至可能威脅電力系統安全。

光儲充智慧充電站將光伏、儲能和充電站結合建設，利用電池儲能系統吸收晚間負荷低谷時期的電能，對日間負荷高峰時期快充站用電進行支撐，并加以光伏發電系統進行補充，能夠有效平衡快充站的負荷峰谷差，提高系統運行效率，減少負荷高峰時期電力系統資源占用，從而達到優化運行方式，提高運行經濟性的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于高壓直流微網的靈活復用型光儲充智慧充電站，解決了現有技術中存在的負荷高峰期時對電網的短時負荷沖擊的問題。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于高壓直流微網的靈活復用型光儲充智慧充電站，包括雙向整流單元、雙向充電堆單元、投切單元、充電槍、光伏發電單元、儲能單元；

所述雙向整流單元向上與10kV交流配電網相連，向下與雙向充電堆單元匯聚于1kV直流母線；所述投切單元同時連接室內機房雙向充電堆單元、儲能單元和室外若干充電槍、光伏發電單元。

進一步的，所述雙向整流單元包括若干個插拔式雙向AC/DC模塊、雙向整流單元控制器，雙向AC/DC模塊可工作在整流和逆變兩種模式，整流模式下完成APFC功能，逆變模式下作為虛擬同步發電機實現并網。

進一步的，所述雙向充電堆單元包括20個雙向DC/DC轉換模塊、雙向充電堆控制器，雙向DC/DC轉換模塊可工作在升壓和降壓兩種模式，在降壓模式下通過投切單元以恒流控制模式用于電動汽車充電，在升壓模式下以恒壓控制模式與1kV直流母線相連。

進一步的，所述投切單元包括接觸器投切開關矩陣及投切控制器，每個接觸器開關矩陣由4個半導體開關為1組的切換單元組成，所述接觸器投切開關矩陣用于根據連接到充電槍上的電動汽車所需充電功率進行投切半導體開關至不同數量和不同狀態的DC/DC轉換模塊，從而實現通過投切實現電動汽車的柔性充電。

進一步的，所述光伏發電單元包括光伏組件、匯流排及MPPT控制器，系統采用60片的光伏組件，15組串聯到600V/4.5kW，再8組并聯到600V/36kW，總計120塊光伏組件，面積約為200平方米，最大功率點時，電壓約為480V。

進一步的，所述儲能單元包括鋰電池組、BMS，其中鋰電池組采用標稱電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池，采用先并后串組成鋰電池組。

本發明的有益效果是：