電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站及充放電方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，包括AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、儲(chǔ)能堆和單向DC/DC變流器；所述AC/DC變流器的交流側(cè)與電網(wǎng)相連，將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸送給母線；所述雙向DC/DC變流器一端與母線相連，另一端與儲(chǔ)能堆相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆與母線之間的雙向能量傳輸；所述單向DC/DC變流器為電動(dòng)汽車(chē)提供電源，將母線上的直流電輸送給電動(dòng)汽車(chē)；所述儲(chǔ)能堆用于存儲(chǔ)電能，通過(guò)雙向DC/DC變流器實(shí)現(xiàn)自充放電。本發(fā)明在保證電動(dòng)汽車(chē)正常充電基礎(chǔ)上，改善了充電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的連接方式及儲(chǔ)能堆的充放電方式，能有效地降低充電站的充電峰值負(fù)荷、平滑充電負(fù)荷曲線，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能電池的淺充淺放，降低充電站的配電容量和延長(zhǎng)動(dòng)力電池的循環(huán)壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站及充放電方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種由電池組向負(fù)載供電領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站及充放電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用大多停留在公共領(lǐng)域，例如，客車(chē)、出租車(chē)、環(huán)衛(wèi)車(chē)等公務(wù)用車(chē)，這些電動(dòng)汽車(chē)主要在白天運(yùn)行，導(dǎo)致白天充電期間，充電負(fù)荷疊加于電網(wǎng)高峰負(fù)荷，使得電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)一步增大。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池充電容量達(dá)到80%以下時(shí)，將從電動(dòng)汽車(chē)上退役，但此部分電池可作為儲(chǔ)能使用。
[0003]因此，為降低電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的沖擊和實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的梯級(jí)利用，各地紛紛建設(shè)一定容量的儲(chǔ)能堆，實(shí)現(xiàn)充電站充放儲(chǔ)一體化。
[0004]中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?01210279995.0的專(zhuān)利公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化系統(tǒng)，此系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)換電的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)間的放電和動(dòng)力電池的梯級(jí)利用。但此種充放電方式存在的問(wèn)題是，直接與電網(wǎng)互動(dòng)進(jìn)行削峰填谷要求儲(chǔ)能系統(tǒng)容量足夠大，否則效果并不明顯。同時(shí)，與電網(wǎng)互動(dòng)過(guò)程復(fù)雜。
[0005]中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?01210514524.3的專(zhuān)利公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，此裝置解決了不同類(lèi)型電池不能“因池而異”的充電技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了電池組均衡的充電。但此裝置存在的問(wèn)題是，增加了只有一種電池類(lèi)型的充電站建設(shè)成本，適用性差。同時(shí)，并未解決充電站充電時(shí)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)荷沖擊問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站充放電方法，有效地降低充電站的峰值功率、平滑充`電站的功率和實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用。
[0007]本發(fā)明的目的之一是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，包括AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、儲(chǔ)能堆和單向DC/DC變流器；所述AC/DC變流器的交流側(cè)與電網(wǎng)相連，將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸送給母線；所述雙向DC/DC變流器一端與母線相連，另一端與儲(chǔ)能堆相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆與母線之間的雙向能量傳輸；所述單向DC/DC變流器為電動(dòng)汽車(chē)提供電源，將母線上的直流電輸送給電動(dòng)汽車(chē)；所述儲(chǔ)能堆用于存儲(chǔ)電能，通過(guò)雙向DC/DC變流器實(shí)現(xiàn)自充放電。
[0008]進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能堆由多個(gè)電池組串關(guān)聯(lián)而成。
[0009]進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能堆為新電池或電動(dòng)汽車(chē)退役動(dòng)力電池。
[0010]本發(fā)明的目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站充放電方法，根據(jù)電網(wǎng)晝夜負(fù)荷峰谷差特性、充電站的充電負(fù)荷需求和配電容量以及AC/DC變流器的功率大小，確定充電站的目標(biāo)平滑負(fù)荷；電動(dòng)汽車(chē)充電期間，當(dāng)充電負(fù)荷需求小于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電；當(dāng)充電負(fù)荷需求等于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器只向電動(dòng)汽車(chē)充電；當(dāng)充電負(fù)荷需求大于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，由儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電。
[0011]進(jìn)一步，所述AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電時(shí)，優(yōu)先保證電動(dòng)汽車(chē)充電，電力富裕的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)雙向DC/DC變流器的電壓，使得剩余電力能夠通過(guò)雙向DC/DC變流器向儲(chǔ)能堆充電。
[0012]進(jìn)一步,所述儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí),根據(jù)儲(chǔ)能堆的儲(chǔ)能量和充電高峰時(shí)段長(zhǎng)短，控制AC/DC變流器的輸出功率，不足電力由儲(chǔ)能堆通過(guò)雙向DC/DC變流器放電。
[0013]進(jìn)一步，雙向DC/DC變流器充放電過(guò)程中，能夠動(dòng)態(tài)跟隨充電站的充電負(fù)荷需求的變化，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆的淺充淺放；
[0014]所述目標(biāo)負(fù)荷平滑曲線的確定方法為:
[0015]以母線匯合點(diǎn)為參考點(diǎn)，注入直流母線方向?yàn)檎?，流出母線方向?yàn)樨?fù)，則有
[0016]O < Pil ≤Pilo(I)
[0017]- Pi2tl < Pi2 ≤ Pi2tl (2)
[0018]由AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC變流器構(gòu)成的電路中，任意時(shí)刻注入母線的功率代數(shù)和為零，即存在功率平衡，相應(yīng)關(guān)系式表達(dá)為
[0019]Pn+Pi2+Pt=0(3)
[0020]則(3)式可轉(zhuǎn)換為
[0021]Pn= - (pi2+pt)(4)
[0022]Pil為AC/DC變流器的功率，Pilo為其最大輸出功率，Pi2為雙向DC/DC變流器的功率，其雙向可接受的功率大小均為Pi2tl, Wi2為儲(chǔ)能堆容量，Pt為充電站的日負(fù)荷功率，P0為平滑負(fù)荷，以上功率全為瞬時(shí)值，均有大小和方向；
[0023]建立以Pil為橫軸、Pi2為縱軸的二維坐標(biāo)系，并將⑴、⑵、(4)式在此坐標(biāo)系中進(jìn)行表示；
[0024]由坐標(biāo)系初步確定充儲(chǔ)放一體化充電站中儲(chǔ)能堆充電和放電時(shí)AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC變流器三者間的功率協(xié)調(diào)范圍，
[0025]直線Piltl= - (Pi2+Pt)、直線Pi2+Pt=0、直線Pi2tl和該坐標(biāo)系縱軸圍成的區(qū)域表示儲(chǔ)能堆放電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍，直線Piltl= - (Pi2+Pt)、直線Pi2+Pt=0、直線-Pi2tl和該坐標(biāo)系橫軸圍成的區(qū)域表示儲(chǔ)能堆充電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍；
[0026]作經(jīng)過(guò)充電站的日負(fù)荷功率曲線Pt的最高點(diǎn)并與橫軸平行的直線，此直線與直線Pi2tl相交于一點(diǎn)；作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)并與直線Pi2+Pt=0平行的直線Pi2+Pt= - Pf，設(shè)此直線與縱軸相交于一點(diǎn)，作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與橫軸平行的直線-Ptjl，此直線則為目標(biāo)平滑負(fù)荷的初步值；
[0027]進(jìn)一步地，將日負(fù)荷功率曲線Pt按自各峰值負(fù)荷對(duì)應(yīng)時(shí)刻起，按At的時(shí)間間隔等分，并將日負(fù)荷功率曲線Pt按時(shí)間點(diǎn)延長(zhǎng)線進(jìn)行網(wǎng)格化處理，從而計(jì)算目標(biāo)平滑負(fù)荷的為-Ptjl時(shí)，削減各峰值所需電量之和W，即
[0028]W = Σ^=1 P1- /^1At(5)
[0029]Δ t視實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，Λ t越小則(5)式計(jì)算越精確，Pi表示等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值，
[0030]若此電量值小于或等于20%Wi2，以此時(shí)平滑負(fù)荷替代之前的目標(biāo)平滑負(fù)荷的初步值，并定為最終的目標(biāo)平滑負(fù)荷；若此電量值大于20%Wi2，則將平滑負(fù)荷-Ptjl以Λ P向Pt的負(fù)方向移動(dòng)，繼續(xù)按(5)式進(jìn)行計(jì)算，找出所需電量等于或小于逼近20%Wi2時(shí)的平滑負(fù)荷；Λ P表示Λ t時(shí)刻內(nèi)平滑負(fù)荷-Ptll向縱軸移動(dòng)的量。
[0031 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站及充放電方法，在保證電動(dòng)汽車(chē)正常充電的基礎(chǔ)上，改變了充電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的連接方式及充電站的充放電方式，能有效地降低充電站的充電峰值負(fù)荷、平滑充電負(fù)荷，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能電池的淺充淺放，從而降低充電站的配電容量和延長(zhǎng)動(dòng)力電池的循環(huán)壽命。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0033]圖1為電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖2為電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法控制示意圖；
[0035]圖3為當(dāng)充電負(fù)荷小于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖；
[0036]圖4為當(dāng)充電負(fù)荷等于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖；
[0037]圖5為當(dāng)充電負(fù)荷大于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖；
[0038]圖6為充電站的充放電功率協(xié)調(diào)區(qū)域圖；
[0039]圖7為平滑負(fù)荷確定圖；
[0040]圖8平滑負(fù)荷修正圖；
[0041]圖9充儲(chǔ)放過(guò)程儲(chǔ)能堆充放電曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043]圖1為電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的結(jié)構(gòu)圖；圖2為電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法控制示意圖；圖3為當(dāng)充電負(fù)荷小于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖；圖4為當(dāng)充電負(fù)荷等于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖；圖5為當(dāng)充電負(fù)荷大于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站的充放電方法的示意圖。
[0044]如圖1所示，電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，包括AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、儲(chǔ)能堆和單向DC/DC變流器；所述AC/DC變流器的交流側(cè)與電網(wǎng)相連，將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸送給母線；所述雙向DC/DC變流器一端與母線相連，另一端與儲(chǔ)能堆相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆與母線之間的雙向能量傳輸；所述單向DC/DC變流器為電動(dòng)汽車(chē)提供電源，將母線上的直流電輸送給電動(dòng)汽車(chē)；所述儲(chǔ)能堆用于存儲(chǔ)電能，通過(guò)雙向DC/DC變流器實(shí)現(xiàn)自充放電。
[0045]所述儲(chǔ)能堆由多個(gè)電池組并聯(lián)而成；所述儲(chǔ)能堆為新電池或電動(dòng)汽車(chē)退役動(dòng)力電池，其容量可根據(jù)削峰和平滑負(fù)荷的需求定。
[0046]所述AC/DC變流器的功率大小視充電站的充電需求定，所述雙向DC/DC變流器的功率大小視參與削峰的比例定，所述單向DC/DC的功率大小視電動(dòng)汽車(chē)的充電需求定。
[0047]基于上述充電站，本發(fā)明還提供一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站的充放電方法，根據(jù)電網(wǎng)晝夜負(fù)荷峰谷差特性、充電站的充電負(fù)荷需求和配電容量以及AC/DC變流器的功率大小，確定充電站的目標(biāo)平滑負(fù)荷。電動(dòng)汽車(chē)充電期間，當(dāng)充電負(fù)荷需求小于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電，其充放電示意圖如圖3所示。當(dāng)充電負(fù)荷需求等于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器只向電動(dòng)汽車(chē)充電，其充放電示意圖如圖4所示。當(dāng)充電負(fù)荷需求大于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，由儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電，其充放電示意圖如圖5所示。
[0048]所述AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電時(shí)，優(yōu)先保證電動(dòng)汽車(chē)充電，電力富裕的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)雙向DC/DC變流器的電壓，使得剩余電力能夠通過(guò)雙向DC/DC變流器向儲(chǔ)能堆充電。
[0049]所述儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，根據(jù)儲(chǔ)能堆的儲(chǔ)能量和充電高峰時(shí)段長(zhǎng)短，控制AC/DC變流器的輸出功率，不足電力由儲(chǔ)能堆通過(guò)雙向DC/DC變流器放電。
[0050]雙向DC/DC變流器充放電過(guò)程中，能夠動(dòng)態(tài)跟隨充電站的充電負(fù)荷需求的變化，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆的淺充淺放；
[0051]假定AC/DC變流器的功率為Pil，其最大輸出功率為PilQ，雙向DC/DC變流器的功率為Pi2，其雙向可接受的功率大小均為Pi2tl (為計(jì)算方便，假設(shè)大小一樣，實(shí)際情況中可以不一樣)，儲(chǔ)能堆容量為wi2，削峰前整個(gè)充電站的日負(fù)荷功率為Pt，平滑負(fù)荷為P。，以上功率全為瞬時(shí)值，均有大小和方向，以母線匯合點(diǎn)為參考點(diǎn)，注入直流母線方向?yàn)檎?，流出母線方向?yàn)樨?fù)，則有
[0052]O < Pil ≤ Pilo(I)
[0053]- Pi20 < Pi2 ( Pi20(2)
[0054]由AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC構(gòu)成的電路中，任意時(shí)刻注入直流母線與流出直流母線的功率代數(shù)和為零(流入直流母線為正，流出直流母線為負(fù))，即存在功率平衡，相應(yīng)關(guān)系式表達(dá)為
[0055]Pn+Pi2+Pt=0(3)
[0056]則(3)式可轉(zhuǎn)換為
[0057]Pil= - (Pi2+Pt)(4)
[0058]目標(biāo)平滑負(fù)荷的確定方法如下:
[0059]建立以Pil為橫軸、Pi2為縱軸的二維坐標(biāo)系，并將⑴、⑵、(4)式在此坐標(biāo)系中進(jìn)行表示。
[0060]由圖形可初步確定此充儲(chǔ)放一體化充電站中儲(chǔ)能堆充電和放電時(shí)AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC三者間的功率協(xié)調(diào)范圍，具體如圖6所示，四邊形ABOC構(gòu)成儲(chǔ)能堆放電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍，四邊形CDEO構(gòu)成儲(chǔ)能堆充電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍。
[0061]初步確定平滑負(fù)荷:作經(jīng)過(guò)充電站的日負(fù)荷功率曲線Pt的最高點(diǎn)并與水平軸平行的直線，設(shè)此直線與線段AB相交于F點(diǎn)，作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)并與直線Pi2+Pt=0平行的直線Pi2+Pt=-PF，設(shè)此直線與線段CO相交于G點(diǎn)，作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與水平軸平行的直線-Ptjl，此直線則為平滑負(fù)荷的初步值，結(jié)果如圖7所示。
[0062]進(jìn)一步地，將日負(fù)荷功率曲線Pt按自各峰值負(fù)荷點(diǎn)以Λ t為時(shí)間間隔進(jìn)行等分，如圖8所示，并將日負(fù)荷功率曲線Pt按時(shí)間點(diǎn)延長(zhǎng)線進(jìn)行網(wǎng)格化處理，從而計(jì)算平滑負(fù)荷的為-Pt5l時(shí)，削減各峰值所需電量之和，即
[0063]W = ^ni^P1- Pm\At(5)
[0064]Δ t可視實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，Λ t越小則(5)式計(jì)算越精確。
[0065]若此電量值小于或等于20%Wi2，以此平滑負(fù)荷替代之前的平滑負(fù)荷Ptjl,并定為最終的平滑負(fù)荷；若此電量值大于20%Wi2，則將平滑負(fù)荷-Ptjl以ΛΡ向上移動(dòng)，繼續(xù)按(5)式進(jìn)行計(jì)算，找出所需電量等于或小于逼近20%Wi2時(shí)的平滑負(fù)荷，ΛΡ表示At時(shí)刻內(nèi)平滑負(fù)荷-Ptjl向縱軸移動(dòng)的量。充放電起始、結(jié)束時(shí)間為平滑負(fù)荷與日負(fù)荷功率曲線Pt交點(diǎn)。
[0066]相應(yīng)的充儲(chǔ)放策略執(zhí)行過(guò)程如下:
[0067]儲(chǔ)能堆利用晚上24:00以后的低谷電通過(guò)AC/DC變流器進(jìn)行充電，并充滿(mǎn)。白天電動(dòng)汽車(chē)充電功率達(dá)到a點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)能堆開(kāi)始放電，放電曲線如圖9所示第一部分，放電至b點(diǎn)結(jié)束。隨后按圖4所示第二部分的充電曲線進(jìn)行充電，充至c點(diǎn)結(jié)束。第二次放電從c點(diǎn)開(kāi)始，至d點(diǎn)結(jié)束。
[0068]所述充電過(guò)程中，按式(5)計(jì)算，若充電電量大于20%Wi2時(shí)，充電期間的平滑負(fù)荷可稍許向下移動(dòng)，但需保證儲(chǔ)能堆充滿(mǎn)。否則充至?xí)r間c點(diǎn)結(jié)束。
[0069]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站及充放電方法，在保證電動(dòng)汽車(chē)正常充電的基礎(chǔ)上`，改變了充電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的連接方式及充電站的充放電方式，能有效地降低充電站的充電峰值負(fù)荷、平滑充電負(fù)荷，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能電池的淺充淺放，從而降低充電站的配電容量和延長(zhǎng)動(dòng)力電池的循環(huán)壽命。
[0070]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化電站及充放電方法，在保證電動(dòng)汽車(chē)正常充電的基礎(chǔ)上，改善了充電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的連接方式及儲(chǔ)能堆的充放電方式，能有效地降低充電站的充電峰值負(fù)荷、平滑充電負(fù)荷曲線，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能電池的淺充淺放，從而降低充電站的配電容量和延長(zhǎng)動(dòng)力電池的循環(huán)壽命。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，其特征在于:包括AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、儲(chǔ)能堆和單向DC/DC變流器；所述AC/DC變流器的交流側(cè)與電網(wǎng)相連，將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸送給母線；所述雙向DC/DC變流器一端與母線相連，另一端與儲(chǔ)能堆相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆與母線之間的雙向能量傳輸；所述單向DC/DC變流器為電動(dòng)汽車(chē)提供電源，將母線上的直流電輸送給電動(dòng)汽車(chē)；所述儲(chǔ)能堆用于存儲(chǔ)電能，通過(guò)雙向DC/DC變流器實(shí)現(xiàn)自充放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，其特征在于:所述儲(chǔ)能堆由多個(gè)電池組并聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站，其特征在于:所述儲(chǔ)能堆為新電池或電動(dòng)汽車(chē)退役動(dòng)力電池。
4.電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站充放電方法，其特征在于:根據(jù)電網(wǎng)晝夜負(fù)荷峰谷差特性、充電站的充電負(fù)荷需求和配電容量以及AC/DC變流器的功率大小，確定充電站的目標(biāo)平滑負(fù)荷；電動(dòng)汽車(chē)充電期間，當(dāng)充電負(fù)荷需求小于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電；當(dāng)充電負(fù)荷需求等于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，AC/DC變流器只向電動(dòng)汽車(chē)充電；當(dāng)充電負(fù)荷需求大于目標(biāo)平滑負(fù)荷時(shí)，由儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站充放電方法，其特征在于:所述AC/DC變流器同時(shí)向電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能堆充電時(shí)，優(yōu)先保證電動(dòng)汽車(chē)充電，電力富裕的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)雙向DC/DC變流器的電壓，使得剩余電力能夠通過(guò)雙向DC/DC變流器向儲(chǔ)能堆充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站充放電方法，其特征在于:所述儲(chǔ)能堆和AC/DC變流器一起向電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，根據(jù)儲(chǔ)能堆的儲(chǔ)能量和充電高峰時(shí)段長(zhǎng)短，控制AC/DC變流器的輸出功率，不足電力由儲(chǔ)能堆通過(guò)雙向DC/DC變流器放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)`汽車(chē)充儲(chǔ)放一體化充電站充放電方法，其特征在于:雙向DC/DC變流器充放電過(guò)程中，能夠動(dòng)態(tài)跟隨充電站的充電負(fù)荷需求的變化，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能堆的淺充淺放； 所述目標(biāo)負(fù)荷平滑曲線的確定方法為: 以母線匯合點(diǎn)為參考點(diǎn)，注入直流母線方向?yàn)檎鞒瞿妇€方向?yàn)樨?fù)，則有 O < Pil ^ Pilo(I) _ Pi20〈 Pi2 ^ Pi20⑵ 由AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC變流器構(gòu)成的電路中，任意時(shí)刻注入母線的功率代數(shù)和為零，即存在功率平衡，相應(yīng)關(guān)系式表達(dá)為 Pii+Pi2+Pt=0(3) 則(3)式可轉(zhuǎn)換為 Pil= - (Pi2+Pt)(4) Pil為AC/DC變流器的功率,Piltl為其最大輸出功率，Pi2為雙向DC/DC變流器的功率，其雙向可接受的功率大小均為Pi2tl, Wi2為儲(chǔ)能堆容量，Pt為充電站的日負(fù)荷功率，P。為平滑負(fù)荷，以上功率全為瞬時(shí)值，均有大小和方向； 建立以Pil為橫軸、Pi2為縱軸的二維坐標(biāo)系，并將(I)、(2)、(4)式在此坐標(biāo)系中進(jìn)行表不; 由坐標(biāo)系初步確定充儲(chǔ)放一體化充電站中儲(chǔ)能堆充電和放電時(shí)AC/DC變流器、雙向DC/DC變流器和單向DC/DC變流器三者間的功率協(xié)調(diào)范圍， 直線Piltl= - (Pi2+Pt)、直線Pi2+Pt=0、直線Pi2tl和該坐標(biāo)系縱軸圍成的區(qū)域表示儲(chǔ)能堆放電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍，直線Piltl= - (Pi2+Pt)、直線Pi2+Pt=0、直線-Pi2tl和該坐標(biāo)系橫軸圍成的區(qū)域表示儲(chǔ)能堆充電時(shí)的功率協(xié)調(diào)范圍； 作經(jīng)過(guò)充電站的日負(fù)荷功率曲線Pt的最高點(diǎn)并與橫軸平行的直線，此直線與直線Pi2tl相交于一點(diǎn)；作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)并與直線Pi2+Pt=0平行的直線Pi2+Pt= - Pf，設(shè)此直線與縱軸相交于一點(diǎn)，作經(jīng)過(guò)此點(diǎn)與橫軸平行的直線-Ptjl，此直線則為目標(biāo)平滑負(fù)荷的初步值；進(jìn)一步地，將日負(fù)荷功率曲線Pt按自各峰值負(fù)荷對(duì)應(yīng)時(shí)刻起，按At的時(shí)間間隔等分，并將日負(fù)荷功率曲線Pt按時(shí)間點(diǎn)延長(zhǎng)線進(jìn)行網(wǎng)格化處理，從而計(jì)算目標(biāo)平滑負(fù)荷的為-Ptjl時(shí)，削減各峰值所需電量之和W，即
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK103762703SQ201410055592
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】汪會(huì)財(cái), 劉永相, 鄭可, 侯興哲, 周全, 李林霞, 孫洪亮, 史樂(lè)峰, 楊澤偉 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院