本技术涉及充电桩测试的，尤其涉及一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试系统及方法。
背景技术：
1、随着两轮电动车的快速发展，充电桩作为其核心配套设施，其性能与安全性测试成为关键环节。现有技术中，两轮电动车充电桩测试系统主要依赖电阻负载直接消耗电能以验证充电功能，例如通过恒阻负载模拟充电过程。此外，部分改进方案尝试引入光伏发电技术，例如在充电桩旁部署光伏板直接为电动车供电，或结合储能单元储存多余电能。然而，这些系统普遍聚焦于基础充电功能的验证，能源管理方式较为单一，且光伏与储能的协同能力有限，未能形成完整的能量循环体系。
2、现有技术存在以下显著不足：首先，传统测试系统采用电阻耗能方式，单次测试耗电量巨大且无法回收能量，导致测试成本高昂并产生严重散热问题。其次，现有光储充系统多采用单向充电模式，缺乏双向能量回馈机制，无法将测试过程中产生的多余电能回馈至电网或储能设备，造成能源浪费。此外，现有方案对光伏发电与储能的协同管理能力不足，例如储能模块的电池管理单元功能单一，无法动态均衡电池状态或应对电网波动；光伏发电效率受限于固定的最大功率点跟踪策略，难以适应复杂光照条件。最后，现有测试系统智能化程度低，缺乏多模式协同调度能力，导致设备利用率不足，测试周期长且效率低下。
3、因此，如何实现充电桩测试过程中的高效能源回馈、光储充智能协同管理以及多模式动态调度，成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试系统及方法，用以解决如下技术问题：如何实现充电桩测试过程中的高效能源回馈、光储充智能协同管理以及多模式动态调度。
2、第一方面，本技术实施例提供了一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试系统，应用于充电桩的测试，充电桩用于对两轮电动车进行充电，系统包括：电网电源接口模块，用于连接外部电网并接收外部电网的供电；光伏组件模块，用于将太阳能转换为直流电并优化输出功率；储能模块，包括磷酸铁锂电池组、双向储能变流器、电池管理单元和直流母线，双向储能变流器与直流母线连接，用于存储和释放电能；充电桩接口电路模块，用于接入充电桩并与充电桩交互；多模态测试负载模块，用于模拟不同充电工况下的负载特性；能量回馈模块，用于将多模态测试负载模块的电能转换为可回馈电能并反馈至外部电网或储能模块；中央控制模块，与光伏组件模块、储能模块、能量回馈模块及充电桩接口电路模块连接，用于采集数据并生成能量分配控制指令；数据采集与分析模块，用于记录充电桩的输出参数、多模态测试负载模块的输入参数和能量回馈效率，并生成性能评估报告。
3、在本技术的一种实现方式中，光伏组件模块包括：单晶光伏板阵列，包括多个单晶光伏板，用于吸收太阳能；最大功率点跟踪电路，基于预设的扰动观察法调整单晶光伏板阵列的工作电压和电流；光照强度传感器，实时监测环境光照数据并传输至中央控制模块；防反二极管，用于防止电流逆流；熔断器，用于过载保护；直流汇流箱，用于将多路光伏板输出汇流后接入储能模块的直流母线。
4、在本技术的一种实现方式中，储能模块包括：磷酸铁锂电池组，包括多个磷酸铁锂电池，用于存储电能；双向储能变流器，用于根据中央控制单元的指令切换充放电状态；电池管理单元，包括电压采集器、温度传感器和均衡电路，用于监测多个磷酸铁锂电池的状态并进行调整；散热风道和温控装置，用于根据磷酸铁锂电池组温度调整散热强度；储能状态显示屏，用于显示磷酸铁锂电池组的荷电状态、健康度和充放电功率。
5、在本技术的一种实现方式中，能量回馈模块包括：双向dc/dc转换器，用于将充电桩的接口输出的低压直流电升压至高压直流电；双向ac/dc逆变器，与电网电源接口模块连接，用于将高压直流电转换为与外部电网同频同相的交流电；相位同步检测电路，用于监测外部电网的电压和频率，以调整逆变输出相位，与外部电网并网；能量回馈切换开关，用于根据储能模块的荷电状态选择电能回馈至电网或储能模块；电能计量单元，用于记录回馈电能的功率和累计总量。
6、在本技术的一种实现方式中，多模态测试负载模组包括：可调恒阻负载，用于调整电阻值以模拟静态负载；动态电子负载控制器，基于预设的骑行工况曲线生成动态负载波形，以模拟实际充电功率波动；电池模拟器，用于模拟不同电池类型的充电响应特性；负载参数采集单元，用于捕获电压、电流及功率数据并传输至数据采集与分析模块；多路复用开关，用于切换可调恒阻负载、动态电子负载控制器和电池模拟器的组合模式。
7、在本技术的一种实现方式中，中央控制模块包括：通信接口矩阵单元，用于与光伏组件模块、储能模块、能量回馈模块及充电桩接口电路模块连接，并进行数据交互；数据处理单元，用于对光伏组件模块的发电功率、储能模块的荷电状态和充电桩的需求功率进行计算；控制策略生成单元，用于基于预设的线性规划算法分配光伏组件模块、储能模块和外部电网的供电比例；故障诊断单元，用于检测光伏组件模块、储能模块、能量回馈模块及充电桩接口电路模块的异常状态并触发保护机制；人机交互界面，用于提供工作模式选择、参数设置和运行状态显示功能。
8、第二方面，本技术实施例还提供了一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试方法，应用于上述一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试系统，方法包括：初始化运行参数，并构建电网电源接口模块、光伏组件模块、储能模块、能量回馈模块和中央控制模块的通信连接；基于用户输入或预设条件选择协同运行模式；其中，协同运行模式包括光伏优先模式、混合供电模式和储能孤岛模式；若选择光伏优先模式，则采集光伏组件模块的发电功率数据，优先调用光伏组件模块的输出功率为充电桩供电，若光伏组件模块的发电功率不足，则调用储能模块的存储电能补充供电，若总功率不足，则调用电网电源接口模块为充电桩供电；若选择混合供电模式，则分配光伏组件模块的发电功率、储能模块的放电功率及电网电源接口模块的补电功率，基于充电桩的实时功率需求调整发电功率、放电功率和补电功率的比例；若选择储能孤岛模式，则切断电网电源接口模块的连接，调用储能模块独立为充电桩供电；通过能量回馈模块监测多模态测试负载模块消耗的电能，并将消耗的电能转换为可回馈电能，根据储能模块的荷电状态选择回馈至外部电网或储能模块；通过数据采集与分析模块记录充电桩的输出参数、测试负载的输入参数和能量回馈效率数据，生成包含电压波动率、电流稳定性及综合能效比的性能评估报告；基于性能评估报告，通过中央控制模块优化能量分配策略，调整光伏组件模块的最大功率点跟踪参数、储能模块的充放电速率及能量回馈模块的切换逻辑。
9、在本技术的一种实现方式中，若选择光伏优先模式，则采集光伏组件模块的发电功率数据，优先调用光伏组件模块的输出功率为充电桩供电，若光伏组件模块的发电功率不足，则调用储能模块的存储电能补充供电，若总功率不足，则调用电网电源接口模块为充电桩供电，具体包括：通过光照强度传感器实时采集环境光照数据，并通过最大功率点跟踪电路调整光伏组件模块的输出电压和电流，以使光伏组件模块工作在最大功率点；将光伏组件模块的输出功率与充电桩的需求功率进行比对，若光伏输出功率大于等于需求功率，则优先使用光伏组件模块供电；若光伏输出功率小于需求功率，则调用储能模块的存储电能补充供电；若光伏输出功率与储能模块的输出功率之和小于需求功率，则调用电网电源接口模块补足供电；记录并上传光伏组件模块的供电占比、储能模块的供电占比及外部电网的补电占比至中央控制模块。
10、在本技术的一种实现方式中，若选择混合供电模式，则分配光伏组件模块的发电功率、储能模块的放电功率及电网电源接口模块的补电功率，基于充电桩的实时功率需求调整发电功率、放电功率和补电功率的比例，具体包括：采集光伏组件模块的发电功率、储能模块的荷电状态和充电桩的功率需求，通过线性规划算法计算光伏组件模块、储能模块和外部电网的最优输出比例；若光伏组件模块的发电功率超出充电桩的功率需求，则确定第一多余电能，并将第一多余电能通过双向储能变流器存储至储能模块；其中，多余电能为光伏组件模块的发电功率减去充电桩的功率需求；若储能模块的荷电状态达到预设上限，则确定第二多余电能，并将第二多余电能通过能量回馈模块回馈至外部电网，并记录回馈电能的实时功率及总量；调整光伏组件模块、储能模块及电网电源接口模块的输出功率；当检测到外部电网的电网电压波动异常时，切换至储能模块独立供电模式，并触发电网异常告警。
11、在本技术的一种实现方式中，若选择储能孤岛模式，则切断电网电源接口模块的连接，调用储能模块独立为充电桩供电，具体包括：切断充电桩与电网电源接口模块的连接，调用储能模块独立为充电桩供电；监测储能模块的荷电状态，若低于预设阈值则触发告警并限制充电桩的最大输出功率；通过电池管理单元的均衡电路对储能模块进行调整；记录储能模块的充放电循环次数及容量衰减数据，以生成电池健康度评估报告。
12、本技术实施例提供的一种基于能量回馈与光伏储能的充电桩测试系统及方法，至少具备以下技术效果：
13、能源利用率显著提升：通过能量回馈模块将多模态测试负载模块消耗的电能转换为可回馈电能，并动态选择回馈至电网或储能模块，有效减少了传统测试本技术的能源浪费问题，同时降低了测试成本。
14、可再生能源高效利用：光伏组件模块采用最大功率点跟踪电路，结合扰动观察法实时优化光伏板的工作电压与电流，确保在不同光照条件下最大化太阳能输出功率；储能模块通过双向储能变流器和电池管理单元实现动态充放电控制，进一步提升了光伏发电的利用率。
15、多模式协同与动态调度能力增强：本技术支持光伏优先模式、混合供电模式及储能孤岛模式，中央控制模块基于线性规划算法动态分配光伏、储能及电网的供电比例，显著增强了对不同测试场景的适应性，同时优化了能源分配策略，确保充电桩功率需求的连续性和稳定性。
16、测试智能化与自动化水平提升：数据采集与分析模块实时记录充电桩输出参数、多模态测试负载模块输入参数及能量回馈效率，生成包含电压波动率、电流稳定性等指标的评估报告；中央控制模块根据评估结果自动优化能量分配策略，调整光伏跟踪参数和储能充放电速率，提升了测试效率和设备利用率。
17、安全性与可靠性保障：储能模块配备电池管理单元和温控装置，实时监测电池状态并进行动态均衡管理，有效延长电池寿命；能量回馈模块通过相位同步检测电路实现无缝并网，结合过压、过流保护功能，在一定程度上保证了本技术运行的安全性和电网兼容性。