一种V2H配电系统的制作方法

一种v2h配电系统
技术领域
1.本发明属于配电系统技术领域，具体而言，涉及一种v2h配电系统。


背景技术：

2.公开号为cn205811618u的中国实用新型专利(申请号：cn201620732504.7)公开了一种用于农村家庭的电动汽车充电桩，其特征在于：所述的充电桩包括正方体结构的充电桩本体的立面上设有单项三孔插座，三孔插座的地线端与金属桩的引出接地线连接；三孔插座的单项电源从金属桩的顶部穿入中部穿出，金属桩埋入地下，金属部分露出地面30-50cm。由于采用上述的结构，本实用新型有效的解决农村家庭电动汽车常规充电的问题，同时本实用新型非专业人员即可完成安装操作，可为用户节约安装费。
3.一种v2h配电系统中,v2h意为vehicle to home,即车辆入宅。它以电动汽车电池作为分布式储存电能的载体，在用电低谷时对电动汽车进行充电，在用电高峰或特殊情况时为负载供电，在一定程度上有效解决了电网几乎不能储存能量的缺陷，为电能的有效利用提供了一个新的途径。v2h系统可用于调节峰谷用电，减少用电高峰的申网压力及用电花费；上述专利中通过设置电动汽车，解决了家庭的应急电源需要，但在当前的家庭中，各种实验对电源电压有不同的要求，上述实用新型中无法对电压进行二次调节，功能不够全面。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种v2h配电系统，可以解决无法对电压进行二次调节，功能不够全面的问题。
5.本发明是这样实现的：
6.本发明提供一种v2h配电系统，其中，包括电网、家庭电源、配电箱和电动汽车，其中所述电网与所述配电箱电连接，所述配电箱与所述家庭电源和所述电动汽车电连接。
7.在上述技术方案的基础上，本发明的一种v2h配电系统还可以做如下改进:
8.其中，所述配电箱包括充电功能模块、放电功能模块、控制功能模块、显示功能模块、手动输入模块、故障报警模块、计量功能模块，其中：
9.所述充电功能模块用于为所述电动汽车充电；
10.所述放电功能模块用于为所述家庭电源供电；
11.所述控制功能模块用于控制在充电状态下，为所述电动汽车充电；在并网状态下，通过所述电动汽车进行二次调节至所述家庭电源所需的工作电压；在离网状态下，所述电动汽车向所述家庭电源供电。
12.所述显示功能模块用于显示所述配电箱的充放电参数；
13.所述手动输入模块用于人工设置所述配电箱的工作模式和参数；
14.所述故障报警模块用于检测配电箱的异常状态并报警；
15.所述计量功能模块用于实时读取配电箱的充放电参数。
16.其中，所述配电箱设置有第一进线开关、第二进线开关、第一出线开关和第二出线
开关，其中，所述第一进线开关的一端与所述电网的进线接口电连接，所述第二进线开关的一端与所述电动汽车的放电接口电连接；所述第一出线开关与所述家庭电源电连接，所述第二出线开关与所述电动汽车的充电接口电连接。
17.进一步的，所述控制模块设置有双向ac-dc变流模块单元和双向dc-dc变流模块单元。
18.进一步的，所述功能显示模块设置有显示屏。
19.进一步的，所述计量功能模块设置有交流电能表。
20.其中，所述配电箱还设置有逆变器。
21.进一步的，所述充放电参数至少包括所述配电箱运行模式、充放电电压、充放电电流、充放电时间和故障信息。
22.其中，所述电动汽车容量至少为3kw。
23.其中，所述配电箱充放电的所需最大功率为7kw。
24.与现有技术相比较，本发明提供的一种v2h配电系统的有益效果是：通过设置双向ac-dc变流模块单元和双向dc-dc变流模块单元，能够使得在并网模式下时，通过双向能量传输调节，改善电能质量；在离网模式下通过双向ac-dc变流模块单元通过逆变输出交流电压，供给家庭电源提供应急电源，同时双向dc-dc变流模块单元对相应的电动汽车进行放电经升压变换为稳定的直流母线电压；本发明能够在不同连接电网模式下，对配电箱进行调整，保证家庭电源在不同情况下的正常使用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为一种v2h配电系统的拓扑图；
27.图2为一种v2h配电系统的第一实施例示意图；
28.图3为一种v2h配电系统的配电箱电连接示意图。
具体实施方式
29.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.如图1所示，是本发明的拓扑图，包括电网、家庭电源、配电箱和电动汽车，其中电网与配电箱电连接，配电箱与家庭电源和电动汽车电连接。
35.其中，在上述技术方案中，配电箱包括充电功能模块、放电功能模块、控制功能模块、显示功能模块、手动输入模块、故障报警模块、计量功能模块，其中：
36.充电功能模块用于为电动汽车充电；
37.放电功能模块用于为家庭电源供电；
38.控制功能模块用于控制在充电状态下，为电动汽车充电；在并网状态下，通过电动汽车进行二次调节至家庭电源所需的工作电压；在离网状态下，电动汽车向家庭电源供电。
39.显示功能模块用于显示配电箱的充放电参数；
40.手动输入模块用于人工设置配电箱的工作模式和参数；
41.故障报警模块用于检测配电箱的异常状态并报警；
42.计量功能模块用于实时读取配电箱的充放电参数。
43.如图2所示，是本发明的第一实施例，其中：
44.控制功能模块通过下发控制指令进行双向能量传输的调节，各种工作状态下的电池状态、各变流模块单元状态、各仓状态、换电设备状态以及运行数据。
45.s1：双向ac-dc变流模块单元与外部电网电压连接，在正常充电模式下，将交流电压变换为稳定的直流母线电压；在并网工作模式下，将稳定的直流母线电压变换为交流电压反馈给外部电网；在离网工作模式下，将稳定的直流母线电压变换为交流电压提供给家庭电源。
46.s2：双向dc-dc变流模块单元分别连接直流母线、蓄电池，在正常充电模式下，将稳定的直流母线电压变换为可调的蓄电池充电电压；在离网/并网工作模式下，将蓄电池电压变换为稳定的直流母线电压。
47.s3：在充电状态下，连接外部电网电压，双向ac-dc变流模块单元将外部电网电压变换为稳定的直流母线电压，然后双向dc-dc变流模块单元将稳定的直流母线电压经降压变换为可调的直流电压(根据蓄电池电压规格)，对蓄电池进行恒压恒流充电。
48.s4：在离网状态下，断开外部电网电压，双向ac-dc变流模块单元通过逆变输出交流电压，供给家庭电源提供应急电源，同时双向dc-dc变流模块单元对相应的锂电池进行放电经升压变换为稳定的直流母线电压，
49.s5：在并网状态下，正常连接外部电网电压，控制功能模块下发有功功率/无功功
率调节指令，双向ac-dc变流模块单元及双向dc-dc变流模块单元通过双向能量传输调节，从而改善电能质量，
50.可选的，前述的具备双向能量传输功能的电动汽车集中充换电系统还可增加分布式光伏发电装置进行补充。
51.s6：将分布式光伏发电装置经ac-dc逆变单元后，与直流母线进行连接，实现母线电压的稳压控制。
52.可选的，前述的具备双向能量传输功能的电动汽车集中充换电系统还可增加分布式风力发电装置进行补充。
53.s7：将分布式风力发电装置经ac-dc逆变单元后，与直流母线进行连接，实现母线电压的稳压控制。
54.进一步的，在上述技术方案中，充放电参数至少包括充电桩运行模式、充放电电压、充放电电流、充放电时间、故障信息。
55.进一步的，在上述技术方案中，计量功能模块设置有交流电能表，交流电能表与智能充放电设备。
56.进一步的，在上述技术方案中，手动输入功能模块设置有控制器，控制器与显示屏连接。
57.如图2所示，在上述技术方案中，配电箱设置有第一进线开关、第二进线开关、第一出线开关和第二出线开关，其中，第一进线开关的一端与电网的进线接口电连接，第二进线开关的一端与电动汽车的放电接口电连接；第一出线开关与家庭电源电连接，第二出线开关与电动汽车的充电接口电连接。
58.系统功能实现方式：
59.1、市电接入模块：配电箱可闭合k1、k3、k4开关，使用电网为电动汽车进行充电，使用电网为家庭电源供电；
60.2、充电功能模块：充放电机根据蓄电池管理系统bms和互动平台的控制指令，动态调整充电运行参数，执行相应操作，为蓄电池系统充电。
61.3、放电模块：智能配电箱闭合k2、k3开关，电动汽车通过智能充放电设备为负荷供电。充放电机并网时，根据蓄电池管理系统和控制模块的控制指令，动态调整充电运行参数，执行相应操作，为蓄电池系统bms充电。
62.充放电机离网时，根据蓄电池管理系统bms和控制模块的控制指令，动态调整放电运行参数，执行相应操作，将动力蓄电池系统能量反馈给家庭电源。
63.4、显示模块：进行充电信息的展示，显示的信息包括：运行状态、充电电压、充电电流、充电时间、和故障信息等。
64.5、手动输入模块：具有通过操作面板人工设置配电箱的运行模式(充电or放电)、充电参数和放电参数的功能。
65.6、故障报警模块：充放电机出现故障或检测到异常状况时报警，并具有故障记录、查询和远传功能。故障记录具有掉电保持功能。
66.7、计量功能模块：充放电机具有双向电能计量的功能；计量模块通过内置电能表，对当前电压、电流、电能等参数进行实时监控读取；
67.本系统涉及一种配电箱模块，配电箱可实现电网，家庭电源，配电箱和电动汽车的
投切，可对各路电压电流进行检测，配电箱配备2路开关器件，自动设别市电断电，智能投入充电设备。
68.进一步的，在上述技术方案中，控制模块设置有双向ac-dc变流模块单元和双向dc-dc变流模块单元。
69.连接外部电网电压，双向ac-dc变流模块单元将外部电网电压变换为稳定的直流母线电压，然后双向dc-dc变流模块单元将稳定的直流母线电压经降压变换为可调的直流电压，对电动汽车进行恒压恒流充电。
70.能够在离网状态下，起到社区储能/终端用户储能的作用及保障部分锂电池正常领换退功能。其能量传输链路：断开外部电网电压，双向ac-dc变流模块单元通过逆变输出交流电压，供给家庭电源提供应急电源，同时双向dc-dc变流模块单元对相应的蓄电池进行放电经升压变换为稳定的直流母线电压。
71.能够在并网状态下参与到电网的二次调频、调峰，支持电能质量。其能量传输链路：正常连接外部电网电压，控制模块下发有功功率/无功功率调节指令，双向ac-dc变流模块单元及双向dc-dc变流模块单元通过双向能量传输调节，从而改善电能质量。
72.进一步的，在上述技术方案中，功能显示模块设置有显示屏。
73.进一步的，在上述技术方案中，计量功能模块设置有交流电能表。
74.其中，在上述技术方案中，配电箱还设置有逆变器。
75.逆变器使用化州市正弦电子科技有限公司生产的型号为zx243000的纯正弦波智弦逆变器。
76.进一步的，在上述技术方案中，充放电参数至少包括配电箱运行模式、充放电电压、充放电电流、充放电时间和故障信息。
77.其中，在上述技术方案中，电动汽车容量至少为30kw。
78.电动汽车使用可使用电动汽车进行储电。
79.其中，在上述技术方案中，配电箱充放电的所需最大功率为7kw。
80.具体的，本发明的原理是：通过配电箱发送控制指令进行双向能量传输的调节，其基本功能：能够对电动汽车进行正常充电；能够在离网状态下，起到储能的作用；能够在并网状态下参与到电网的二次调频、调峰；当连接电网电压时，双向ac-dc变流模块单元将外部电网电压变换为稳定的直流母线电压，然后双向dc-dc变流模块单元将稳定的直流母线电压经降压变换为可调的直流电压，对电动汽车进行恒压恒流充电。
81.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。