一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法与流程

本发明涉及新能源及储能，尤其涉及一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法。

背景技术：

1、随着电动车换电技术的兴起以及电动车换电站的建设，电动车换电负荷给原有配电网带来负荷压力也在逐步增大。由于电动车换电柜内预置了可用于领/换的电动车电池，使得电动车换电柜同时兼具储存电能的功能（储能电源）；而如何将这些被储存的电能适时向配电网反向供能，从而减轻配电网负荷压力，对此，暂时还没有一种技术方法用以解决这个问题。同时，配电网中已部署的风电、光伏等能源，以及充电桩在内的用户负荷构成的“供配电能源-负荷系统”；在电动车换电柜接入后，如何进行能量再调控，对此，暂时还没有一种技术方法用以解决这个问题。

技术实现思路

1、本发明提出了一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，包括以下步骤：

4、步骤一：首先需要换电柜接入配电网后，建立一条用以获取原配电网中能量互动信息的通信通道；

5、步骤二：换电柜接入配电网后，作为电动车换电负荷，优先从配电网获取电能给换电柜内预置的电动车电池进行充电，将换电柜中的电池分为两部分，一部分为满电单元，另一部分为闲置单元，并保证换电柜内预置的电池有足够的数量可以被正常领/换使用，满电单元中电池的数量占换电柜中电池总数的比例a为阈值四；

6、步骤三：供配电源负荷系统中发生交互电能时，将电量输入端向配电网输送电能标记为“正”，将电量输出端向配电网获取电能标记为“负”；

7、步骤四：当通信通道获知交互电能时的标记为“正”时，换电柜作为负荷向配电网获取电能对剩下的闲置单元中的电池进行充电，直至充满；

8、当通信通道获知交互电能时的标记为“负”时，换电柜作为储能电源箱配电网输送电能，控制一定比例的电池进行放电；

9、步骤五：步骤四中的两个过程通过检测交互电能时的标记信息实时交互进行。

10、进一步的，当有电池接入换电柜时，对换电柜内电量未满的电池的数量重新计算。

11、进一步的，当有电池接入换电柜时，换电柜内的电量检测单元对新接入电池的电量进行检测，当新接入电池的电量大于等于阈值一时，新接入的电池计入满电单元中，若该新接入电池电量未达到100%，换电柜给该电池充电，直至充满；当新接入的电池的电量小于阈值一时，新接入的电池计入闲置单元，并对满电单元中电池的数量占换电柜中电池总数的比例a重新计算，若a小于阈值二，则换电柜通过电量检测单元对换电柜内电量未满的电池中电量最多的电池进行充电，直至充满。

12、进一步的，当有电池接入换电柜时，换电柜内的电量检测单元对新接入电池的电量进行检测，当新接入电池的电量大于阈值一时，新接入的电池计入满电单元中，若该新接入电池电量未达到100%，换电柜给该电池充电，直至充满；当新接入的电池的电量小于等于阈值一时，新接入的电池计入闲置单元，并对满电单元中电池的数量占换电柜中电池总数的比例a重新计算，若a小于阈值二，则换电柜通过电量检测单元对换电柜内电量未满的电池中电量最多的电池进行充电，直至充满。

13、进一步的，阈值一的范围为85-100%。

14、进一步的，阈值二的范围为50-70%。

15、进一步的，满电单元中电池电量为100%的电池占比不低于80%。

16、进一步的，当充电过程中发生满状态电池取出时并存入新的电量未满电池时，这使得a下降，此时系统将正在充电的电量未满的电池中电量最多的电池归入满电单元中，并重新计算a，若a小于阈值二，再选择闲置单元中电量最大的电池，并对其充电直至充满。

17、进一步的，换电柜作为储能电源箱配电网输送电能，控制换电柜的中电池总数量的50%-70%的电池进行放电，设置放电阈值为阈值三，即进行放电电池的电量减少至阈值三，停止放电。

18、进一步的，阈值三的范围为15-25%。

19、有益之处：本发明实现了电动车换电参与配电网运行的能量互动机制，及与配电网其他风电、光伏、充电桩、用户负荷等协同调控模式与策略；解决了高渗透率电动车换电负荷给配电网带来巨大的压力，通过对比充电模式下台区电网各维度的运行指标，保证换电模式下高效能、高稳定。

技术特征：

1.一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，包括以下步骤：其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：当有电池接入换电柜时，对换电柜内电量未满的电池的数量重新计算。

3.根据权利要求2所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：当有电池接入换电柜时，换电柜内的电量检测单元对新接入电池的电量进行检测，当新接入电池的电量大于等于阈值一时，新接入的电池计入满电单元中，若该新接入电池电量未达到100%，换电柜给该电池充电，直至充满；当新接入的电池的电量小于阈值一时，新接入的电池计入闲置单元，并对满电单元中电池的数量占换电柜中电池总数的比例a重新计算，若a小于阈值二，则换电柜通过电量检测单元对换电柜内电量未满的电池中电量最多的电池进行充电，直至充满。

4.根据权利要求2所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：当有电池接入换电柜时，换电柜内的电量检测单元对新接入电池的电量进行检测，当新接入电池的电量大于阈值一时，新接入的电池计入满电单元中，若该新接入电池电量未达到100%，换电柜给该电池充电，直至充满；当新接入的电池的电量小于等于阈值一时，新接入的电池计入闲置单元，并对满电单元中电池的数量占换电柜中电池总数的比例a重新计算，若a小于阈值二，则换电柜通过电量检测单元对换电柜内电量未满的电池中电量最多的电池进行充电，直至充满。

5.根据权利要求3或4中任意一条所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：阈值一的范围为85-100%。

6.根据权利要求3或4中任意一条所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：阈值二的范围为50-70%。

7.根据权利要求3或4中任意一条所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：满电单元中电池电量为100%的电池占比不低于80%。

8.根据权利要求1所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：当充电过程中发生满状态电池取出时并存入新的电量未满电池时，这使得a下降，此时系统将正在充电的电量未满的电池中电量最多的电池归入满电单元中，并重新计算a，若a小于阈值二，再选择闲置单元中电量最大的电池，并对其充电直至充满。

9.根据权利要求1所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：换电柜作为储能电源箱配电网输送电能，控制换电柜的中电池总数量的50%-70%的电池进行放电，设置放电阈值为阈值三，即进行放电电池的电量减少至阈值三，停止放电。

10.根据权利要求9所述的一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，其特征在于：阈值三的范围为15-25%。

技术总结
本发明属于新能源及储能技术领域，尤其涉及一种换电柜接入配电网与各能源及负荷能量互动的方法，包括以下步骤：步骤一：建立一条用以获取原配电网中能量互动信息的通信通道；步骤二：换电柜接入配电网后，作为电动车换电负荷，将换电柜中的电池分为满电单和闲置单元；步骤三：供配电源负荷系统中发生交互电能时，将电量输入端向配电网输送电能标记为“正”，将电量输出端向配电网获取电能标记为“负”；步骤四：当通信通道获知交互电能时的标记为“正”时，换电柜作为负荷向配电网获取电能对剩下的闲置单元中的电池进行充电；当通信通道获知交互电能时的标记为“负”时，换电柜作为储能电源箱配电网输送电能，控制一定比例的电池进行放电。

技术研发人员：杨波,蒋雷雷,徐明珠,周忠堂,李子凯,王建基,陈玉,李中凯,李明,李军伟,罗卉林,杜自刚,李桢,耿敏,王军,颜洪正,夏明栋,黄嘉伟,李德忠,李东,李真,谢皓宇,滕云雷,赵其成,刘士祥
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司临沂供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13