一种利用储能倍增的充电系统的制作方法

1.本实用新型涉及电能传输技术领域，具体涉及一种利用储能倍增的充电系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的普及，大功率充电也会愈加普及。但考虑到原有电网的容量，大功率充电在某些特定场合将会因为容量的限制无法安装或者只能少量安装。储能装置可以降低充电装置对电网容量的需求，因此会有很多的储能装置伴随着大功率充电桩站一起存在。
3.目前储能充电系统中，多将新能源、储能电池、充电设备集成到一起。由于以上能量转换都有现行设备，标准做法是将现有的标准设备如光伏逆变器，储能逆变器，大功率充电桩直接组合使用，或将新能源和储能设备公用一套逆变器，该方式存在如下弊端：
4.1、存在多路变换器，每路变换器的容量都会限制系统的整体容量，所以均需按最大容量设计，必然增加成本，并且伴随着比较大的损耗，因为系统复杂，也会增加失效的几率；
5.2、从整个系统看，存在交流输电线路以连接电网和充电设备，直流输电线路以连接新能源和储能电池系统，输电线路多，架设线路的成本高；
6.3、存在多个直流-直流变换器串联现象，涉及到下垂控制，控制复杂且系统鲁棒性较差。


技术实现要素：

7.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种利用储能倍增的充电系统，该系统只需要一个功率较小的交流-直流变换器，根据现场多种能源来源的具体条件调整交流-直流变换器容量和其他能源来源的比例，即可实现用电系统的最大容量，不再需要按照最大容量设计各种变换器，从而可以降低整体成本；储能电池直连入直流输电总线，利用电池慢充快放的特性，可以直接配置最大容量的充电设备以最大限度地利用电池性能；整个系统中，只需要架设直流输电线路，便可以将新能源、储能电池系统和充电设备连接进一套系统，节省架设线路的成本；新能源和储能电池不需要将能量并入电网再变换后传递到充电设备，节省了间接传递过程中的能量损耗；由于储能系统自身具有稳压特性，直流总线无需电压稳定控制，简化系统控制提高系统稳定性。
8.本实用新型采用的技术方案如下：
9.一种利用储能倍增的，包括：配电网；交流-直流变换器，所述交流-直流变换器的交流侧与所述配电网直接或间接相连，所述交流-直流变换器用于将交流电压逆变为第一直流电压；直流输电总线，所述直流输电总线与所述交流-直流变换器的直流侧相连；储能电池组，所述储能电池组与所述直流输电总线相连，所述储能电池组能够工作在充电模式和放电模式，当所述储能电池组工作在所述充电模式时，从所述直流输电总线获取的所述第一直流电压并存储，当所述储能电池组工作在所述放电模式时，所述储能电池组输出第
一直流电压至所述直流输电总线；第一直流-直流变换器，所述第一直流-直流变换器的一侧与所述直流输电总线相连，所述第一直流-直流变换器的另一侧用于与充电设备相连，所述第一直流-直流变换器用于将所述直流输电总线上的所述第一直流电压转换为预设直流电，以给所述充电设备充电。
10.本实用新型上述提出的利用储能倍增的充电系统还可以具有如下附件技术特征：
11.具体地，所述交流-直流变换器的交流侧与所述配电网间接相连时，所述充电系统还包括：变压器，所述变压器的一侧与所述配电网相连，所述变压器的另一侧与所述交流-直流变换器的交流侧相连，所述变压器用于将所述配电网侧的第一交流电压转换为第二交流电压。
12.进一步地，上述的充电系统还包括：新能源设备，所述新能源设备通过第二直流-直流变换器与所述直流输电总线相连，所述第二直流-直流变换器用于将所述新能源设备输出的第二直流电压转换为所述第一直流电压并输送至所述直流输电总线上。
13.具体地，所述交流-直流变换器为双向交流-直流变换器。
14.具体地，所述新能源设备包括：太阳能设备、风能设备、光伏设备中的一种或多种。
15.进一步的，所述储能电池组包括：多个串联和/或并联的单体电池或电池模组。
16.具体地，所述第一直流-直流变换器包括至少一个，如果所述第一直流-直流变换器包括两个或者两个以上，则所述第一直流-直流变换器之间相互并联。
17.本实用新型的有益效果：
18.(1)本实用新型只需要一个功率较小的交流-直流变换器，根据现场多种能源来源的具体条件调整交流-直流变换器容量和其他能源来源的比例，即可实现用电系统的最大容量，不再需要按照最大容量设计各种变换器，从而可以降低整体成本；
19.(2)储能电池直连入直流输电总线，利用电池慢充快放的特性，可以直接配置最大容量的充电设备以最大限度地利用电池性能；
20.(3)整个系统中，只需要架设直流输电线路，便可以将新能源、储能电池系统和充电设备连接进一套系统，节省架设线路的成本；
21.(4)新能源和储能电池不需要将能量并入电网再变换后传递到充电设备，节省了间接传递过程中的能量损耗；
22.(5)由于储能系统自身具有稳压特性，直流总线无需电压稳定控制，简化系统控制提高系统稳定性。
附图说明
23.图1是本实用新型一个实施例的利用储能倍增的充电系统的结构示意图；
24.图2是本实用新型另一个实施例的利用储能倍增的充电系统的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.图1是本实用新型一个实施例的利用储能倍增的充电系统结构示意图，如图1所示，该系统包括：配电网1、交流-直流变换器2、直流输电总线3、储能电池组4和第一直流-直流变换器5，其中，
27.交流-直流变换器2的交流侧与配电网1直接或间接相连，交流-直流变换器2用于将交流电压逆变为第一直流电压；直流输电总线3与交流-直流变换器2的直流侧相连；储能电池组4与直流输电总线3相连，储能电池组4能够工作在充电模式和放电模式，当储能电池组4工作在充电模式时，从直流输电总线3获取的第一直流电压并存储，当储能电池组4工作在放电模式时，储能电池组4输出第一直流电压至直流输电总线3；第一直流-直流变换器5的一侧与直流输电总线3相连，第一直流-直流变换器5的另一侧与充电设备9相连，第一直流-直流变换器5用于将直流输电总线3上的第一直流电压转换为预设直流电，以给充电设备9充电。
28.进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，交流-直流变换器2的交流侧与配电网1间接相连时，充电系统还包括：变压器6，变压器6的一侧与配电网1相连，变压器6的另一侧与交流-直流变换器2的交流侧相连，变压器6用于将配电网1侧的第一交流电压转换为第二交流电压，第一交流电压与第二交流电压的比例由变压器6的变比决定。
29.进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，上述利用储能倍增的充电系统还可以包括：新能源设备7，新能源设备7通过第二直流-直流变换器8与直流输电总线3相连，第二直流-直流变换器8用于将新能源设备7输出的第二直流电压转换为第一直流电压并输送至直流输电总线3上。
30.在本实用新型的实施例中，交流-直流变换器2可以为双向交流-直流变换器，也就是说，交流-直流变换器2既可以将交流电压逆变为第一直流电压输出至直流输电总线3上，也可以将直流输电总线3上的第一直流电压转换为交流电压并输送至配电网。
31.具体地，储能电池组4的电能来源直流输电总线3，直流输电总线3的电能来源可以是配电网1也可以是新能源设备7，即配电网1-变压器6-交流-直流变换器2-直流输电总线3，新能源设备7-第二直流-直流变换器8-直流输电总线3。在储能电池组4的电能存储已满的情况下，新能源设备7输出的电能(第二直流电压)可以通过第二直流-直流变换器8-直流输电总线3-交流-直流变换器6输送至配电网1。充电设备9容量是交流-直流变换器2的容量的数倍可以通过直接耦合连接在直流输电总线3上的储能电池组4实现充电功率的倍增。
32.储能电池组4直接耦合连接到直流输电总线3上，不经过功率变换，当充电设备9充电时，电能来源包括配电网1、储能电池组4和新能源设备7，优先采用新能源设备7进行供电，若新能源设备7的需求电能大于新能源设备7输送的电能，则采用储能电池组4进行供电，如果储能电池组4的电能耗尽，则采用配电网1进行供电。由此，在保证充电设备的充电需求的情况下，可以缓解电网压力，且优先采用新能源设备供电，响应了可持续发展的号召，推动力新能源产业的发展。
33.本实用新型中，新能源设备7可以包括：太阳能设备、风能设备、光伏设备等中的一种或多种。储能电池组4可以包括：多个串联和/或并联的单体电池或电池模组。
34.在本实用新型的实施例中，第一直流-直流变换器5包括至少一个(图1-2中以包括一个为例)，如果第一直流-直流变换器5包括两个或者两个以上，则第一直流-直流变换器之间相互并联即可，实现端口同时供电功能。
35.可以理解的是，充电设备9即需要进行充电的设备，例如电动车，可以通过大功率充电枪或者直流充电枪将预设直流电输送至充电设备。
36.综上所述，根据本实用新型的利用储能倍增的充电系统，只需要一个功率较小的交流-直流变换器，根据现场多种能源来源的具体条件调整交流-直流变换器容量和其他能源来源的比例，即可实现用电系统的最大容量，不再需要按照最大容量设计各种变换器，从而可以降低整体成本；储能电池直连入直流输电总线，利用电池慢充快放的特性，可以直接配置最大容量的充电设备以最大限度地利用电池性能；整个系统中，只需要架设直流输电线路，便可以将新能源、储能电池系统和充电设备连接进一套系统，节省架设线路的成本；新能源和储能电池不需要将能量并入电网再变换后传递到充电设备，节省了间接传递过程中的能量损耗；由于储能系统自身具有稳压特性，直流总线无需电压稳定控制，简化系统控制提高系统稳定性。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
39.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。