一种基于微电网技术的v2g系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，包括双向AC/DC变流器、双向DC/DC变换器、储能调节系统、光伏系统、微电网能量管理与控制系统、电动汽车充电智能端口、交流配电系统。本实用新型基于微电网技术的V2G系统将现有技术中各个零散的部件通过微电网技术有机地结合在一起，使得本实用新型占用设备的空间少，且用户在使用时简单方便，缩短了系统的安装时间提高了工作效率；实现了太阳能、电动汽车和电网的无缝连接，满足了普通用户和公共电网的需求；通过适当的改造和设计使两者合二为一，从而降低成本，有利于清洁能源的推广和使用。
【专利说明】
一种基于微电网技术的V2G系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车充电站充放电控制领域，特别涉及一种基于微电网技术的V2G系统。
【背景技术】
[0002]随着全球资源以及环境压力的不断增大，环境保护、节能减排和可持续性发展日益成为社会关注的问题。未来的电网必然由多种新能源构成，为用户提供更加安全、清洁、可靠、优质的电力。随着电动汽车产业的发展和市场保有量的增加，电动汽车作为可移动式能源，越来越被用户所接受，而充电设施不完善的问题将日益加剧，一些中小城市甚至没有电动汽车充电站。
[0003]但电动汽车充电设施的建设，对本地电网产生了较大的冲击与干扰，主要是由于电动汽车充电的无序性和电网本身的脆弱性，这种矛盾也制约着电动汽车的发展。
[0004]另一方面，目前越来越多的屋顶都铺设有光伏系统，除了日常供负载使用外，多余的电力反馈至公共电网，由于光伏发电系统受天气影响比较大，这些分散的光伏系统对电网说也具有一定的冲击和干扰。
[0005]光伏系统与电动汽车都是国家重点发展的方向，如何通过某种技术将两者紧密联系起来，消除两者的弊端，发挥两者优势，一方面降低系统建设成本，另一方面消除两者对电网产生的冲击和干扰，既满足公共电网的需求，也满足用户的正常使用。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为了提供一种基于微电网技术的V2G系统，一方面利用微电网技术将光伏系统与充电站V2G服务相结合，解决光伏系统、充电站的无序性对电网产生的冲击和干扰，另一方面，通过适当的改造和设计使两者合二为一，从而降低成本，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0008]—种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，包括双向AC/DC变流器、双向DC/DC变换器、储能调节系统、光伏系统、微电网能量管理与控制系统、电动汽车充电智能端口、交流配电系统；
[0009]所述光伏系统通过交流转换开关接入交流配电系统;所述储能调节系统通过交流转换开关接入交流配电系统;所述电动汽车充电智能端口通过转换开关与双向DC/DC变换器相连;所述双向DC/DC变换器通过双向AC/DC变流器与公共电网接口相连;所述微电网能量管理与控制系统负责各个子模块的运行与控制；
[0010]所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车充电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统进行优化控制，电动汽车充电优先利用光伏系统所发电量，不足部分由公共电网补充，储能调节系统调节由于电动汽车充电时，给公共电网带来的冲击与干扰，光伏产生的电能与公共电网提供的电能，经过所述双向AC/DC变流器与双向DC/DC变换器对电压进行调整并通过电动汽车充电智能端口输出；
[0011]所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车放电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统进行优化控制，电动汽车经过所述双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器将直流电转换成与电网同频同相的交流电反馈到电网，所述储能调节系统根据微电网能量管理与控制系统本地控制策略或远程下发控制策略；
[0012]所述基于微电网技术的V2G系统工作于无电动汽车充、放电情况下，所述光伏系统发电反馈到公共电网，所述储能调节系统根据微电网能量管理与控制系统本地控制策略或远程下发控制策略，对光伏系统输出电力进行调节，以满足电网的管理需求。
[0013]作为本实用新型的优选方案:所述光伏系统为多组串联的光伏电池并联组成。
[0014]作为本实用新型的优选方案:所述双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器构成两极结构。
[0015]作为本实用新型的优选方案:所述储能调节系统为附加的储能电池系统，用于平滑电动汽车在充放电过程中，以及光伏系统在发电过程中，对电网的冲击和干扰，同时，也可兼顾充电站后备电源的作用。
[0016]作为本实用新型的优选方案:所述双向AC/DC变流器具有实现整流与逆变功能的全桥整流电路以及滤除电流谐波的滤波电感L。
[0017]作为本实用新型的优选方案:所述双向DC/DC变换器采用半桥结构。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1、解决了太阳能光伏发电并网和电动汽车充电的双重难题，有效的将光伏系统与电动汽车充电相结合，充分利用微电网控制技术，实现了能量的高效利用，满足了用户的充电需求；由于采用了微电网控制技术，使得公共电网，特别是在电网比较脆弱的地区，能够进行电动汽车充电站和光伏电站的建设，保护公共电网免于电动汽车和光伏系统对电网的冲击和干扰，促进了电动汽车的发展和智能电网的建设;2、将现有技术中各个零散的部件通过微电网技术有机地结合在一起，使得本实用新型占用设备的空间少，且用户在使用时简单方便，缩短了系统的安装时间提高了工作效率;3、实现了太阳能、电动汽车和电网的无缝连接，满足了普通用户和公共电网的需求;4、通过适当的改造和设计使两者合二为一，从而降低成本，有利于清洁能源的推广和使用。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的系统拓扑结构示意图；
[0020]图2为本实用新型的光伏系统结构示意图；
[0021]图3为本实用新型的双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器构成两极结构的电气结构图；
[0022]图4为本实用新型的基于微电网技术的V2G系统运行控制图。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]请参阅图1?4，在本实施例中包含光伏系统1、储能调节系统2、双向AC/DC变流器
3、双向DC/DC变换器4、电动汽车充电智能端口 5、交流配电系统6、微电网能量管理与控制系统7，以及公共电网8。
[0025]所述光伏系统I通过交流转换开关接入交流配电系统6;所述储能调节系统2通过交流转换开关接入交流配电系统6;所述电动汽车充电智能端口 5通过转换开关与双向DC/DC变换器相连4;所述双向DC/DC变换器4通过双向AC/DC变流器3与公共电网接口 8相连;所述微电网能量管理与控制系统7负责各个子模块的运行与控制；
[0026]所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车充电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统进行优化控制，电动汽车充电优先利用光伏系统所发电量，不足部分由公共电网补充，储能调节系统调节由于电动汽车充电时，给公共电网带来的冲击与干扰，光伏产生的电能与公共电网提供的电能，经过所述双向AC/DC变流器与双向DC/DC变换器对电压进行调整并通过电动汽车充电智能端口输出；
[0027]所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车放电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统7进行优化控制，电动汽车经过所述双向DC/DC变换器4与双向AC/DC变流器3将直流电转换成与电网同频同相的交流电反馈到电网8，所述储能调节系统2根据微电网能量管理与控制系统7本地控制策略或远程下发控制策略，对电动汽车反馈到电网的电力进行调节，以满足电网的管理需求；
[0028]所述基于微电网技术的V2G系统工作于无电动汽车充、放电情况下，所述光伏系统I发电反馈到公共电网8，所述储能调节系统2根据微电网能量管理与控制系统7本地控制策略或远程下发控制策略，对光伏系统I输出电力进行调节，以满足电网的管理需求；
[0029]图2为本实用新型的光伏系统实施例结构示意图，如图2所示，所述光伏系统为多组串联的光伏阵列并联组成；
[0030]图3为本实用新型的双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器构成两极结构的实施例电气结构示意图，如图3所示，所述双向DC/DC变换器I与双向AC/DC变流器2构成两极结构，所述双向AC/DC变流器具有实现整流与逆变功能的全桥整流电路以及滤除电流谐波的滤波电感L3，所述双向DC/DC变换器采用半桥结构。所述微电网能量管理与控制系统为整个V2G系统的控制核心，系统运行控制指令由微电网能量管理与控制系统4负责下发，双向AC/DC变流器2接入交流配电系统5;
[0031]进一步参考图3，电容C连接双向AC/DC变流器2和双向DC/DC变换器I前后两级，主要是隔离前后两级能量的作用，稳定母线电压，同时还抑制谐波，通常选用容量较大的薄膜电容；
[0032]图4为本实用新型的基于微电网技术的V2G系统运行控制图，如图4所示，所述步骤如下:(I)通过远程控制，启动系统控制软件。
[0033](2)进行系统模式选择，本系统分三种模式电动汽车充电、电动汽车放电、无电动汽车。
[0034](3)电动汽车放电模式，则系统会启动双向DC/DC变换器与双向DC/AC变流器，启动储能调节系统，通过微电网能量管理控制软件，按照预先设定的算法进行平滑控制。
[0035](4)电动汽车充电模式，则系统会启动双向DC/DC变换器与双向DC/AC变流器，启动储能调节系统，启动光伏系统，通过微电网能量管理控制软件，按照预先设定的算法进行平滑控制。
[0036](5)无电动汽车模式，则系统会启动光伏系统与储能调节系统，通过微电网能量管理控制软件，按照预先设定的算法进行平滑控制。
[0037](6)系统所有数据都上传至微电网能量管理与控制系统，监控系统参数可由本地调整或接收远程电网调度指令，系统工作模式的选择具有手动模式和系统自动控制模式。
[0038]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”等的描述意指结合改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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039]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不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下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。本实用新型的范围由所附权力要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，包括双向AC/DC变流器、双向DC/DC变换器、储能调节系统、光伏系统、微电网能量管理与控制系统、电动汽车充电智能端口和交流配电系统； 所述光伏系统通过交流转换开关接入交流配电系统;所述储能调节系统通过交流转换开关接入交流配电系统;所述电动汽车充电智能端口通过转换开关与双向DC/DC变换器相连;所述双向DC/DC变换器通过双向AC/DC变流器与公共电网接口相连;所述微电网能量管理与控制系统负责各个子模块的运行与控制； 所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车充电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统进行优化控制，电动汽车充电优先利用光伏系统所发电量，不足部分由公共电网补充，储能调节系统调节由于电动汽车充电时，给公共电网带来的冲击与干扰，光伏产生的电能与公共电网提供的电能，经过所述双向AC/DC变流器与双向DC/DC变换器对电压进行调整并通过电动汽车充电智能端口输出； 所述基于微电网技术的V2G系统工作于电动汽车放电模式时，经过所述微电网能量管理与控制系统进行优化控制，电动汽车经过所述双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器将直流电转换成与电网同频同相的交流电反馈到电网，所述储能调节系统根据微电网能量管理与控制系统本地控制策略或远程下发控制策略； 所述基于微电网技术的V2G系统工作于无电动汽车充、放电情况下，所述光伏系统发电反馈到公共电网，所述储能调节系统根据微电网能量管理与控制系统本地控制策略或远程下发控制策略，对光伏系统输出电力进行调节，以满足电网的管理需求。2.据权利要求1所述的一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，所述光伏系统为多组串联的光伏电池并联组成。3.据权利要求1所述的一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器与双向AC/DC变流器构成两极结构。4.据权利要求1所述的一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，所述储能调节系统为附加的储能电池系统，用于平滑电动汽车在充放电过程中，以及光伏系统在发电过程中，对电网的冲击和干扰，同时，也可兼顾充电站后备电源的作用。5.据权利要求1所述的一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，所述双向AC/DC变流器具有实现整流与逆变功能的全桥整流电路以及滤除电流谐波的滤波电感L。6.据权利要求1所述的一种基于微电网技术的V2G系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器采用半桥结构。
【文档编号】H02J3/32GK205509517SQ201521111570
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】周磊, 马中华, 齐月
【申请人】北京盛通高科新能源科技有限公司