本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種公用充電站用復(fù)合儲能裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著城市環(huán)境問題的日益惡化，傳統(tǒng)汽車的能源消耗和尾氣排放問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，以電動汽車為主的新能源汽車替代燃油汽車成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。公用快速充電站是純電動汽車商業(yè)化的重要基礎(chǔ)設(shè)施，公用快速充電站的發(fā)展成為制約電動汽車發(fā)展的重要因素之一。目前充電站的建設(shè)主要受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和城市規(guī)劃等諸多因素的影響，未來隨著電動汽車數(shù)量的不斷增加，建設(shè)公用充電站對電網(wǎng)增容具有很大的考驗(yàn)。目前，隨著儲能技術(shù)的快速發(fā)展，儲能技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰、改善供電質(zhì)量和不間斷供電等領(lǐng)域。因此，為了支撐電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在我國某些電網(wǎng)增容困難的區(qū)域建設(shè)公用充電站時考慮配備合理儲能裝置對調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷具有重要意義。
目前已有相關(guān)研究將飛輪儲能、超級電容儲能和鋰電池組應(yīng)用于電動汽車充電樁，在眾多的儲能形式中，用戶使用過程中考慮的主要因素有能量密度、功率密度、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性等方面，而單一的儲能形式很難同時兼顧上述的全部性能，例如超級電容儲能的自放電高、輸出端電壓變化大，鋰電池價格昂貴，飛輪儲能對材料的依賴性較高等，長期來看其整體綜合效益不強(qiáng)。因此，針對目前不同儲能形式的特性和價格，在考慮投資和整體效益的前提下，將多種儲能裝置進(jìn)行聯(lián)合使用，取長補(bǔ)短，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，通過優(yōu)化復(fù)合儲能裝置充放電的控制方式，開發(fā)一種適用于公用充電站的復(fù)合儲能裝置具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種公用充電站用復(fù)合儲能裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
設(shè)計一種公用充電站用復(fù)合儲能裝置，包括依次連接的復(fù)合儲能裝置、多功能變流器裝置、母線和充電終端，所述母線還與外部電網(wǎng)連接，所述母線和充電終端之間設(shè)有計量模塊，所述復(fù)合儲能裝置包括全釩液流儲能系統(tǒng)和鋰電池組。
在上述方案中，所述復(fù)合儲能裝置和多功能變流器裝置之間設(shè)有用于控制全釩液流儲能系統(tǒng)和鋰電池組能量輸入與輸出的儲能控制模塊。
在上述方案中，所述多功能變流器裝置與母線之間設(shè)有充放電控制模塊。
在上述方案中，所述儲能控制模塊、充放電控制模塊和計量模塊均與綜合控制系統(tǒng)連接。
在上述方案中，所述多功能變流器裝置為雙向DC/DC-DC/AC結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型還提供一種上述公用充電站用復(fù)合儲能裝置的控制方法，其包括以下步驟：
1)充電狀態(tài)下，在外部電網(wǎng)運(yùn)行正常時外部電網(wǎng)先對全釩液流儲能系統(tǒng)進(jìn)行充滿電，再對鋰電池組充滿電，在外部電網(wǎng)運(yùn)行異常時，外部電網(wǎng)和全釩液流儲能系統(tǒng)同時對鋰電池組充電；
2)放電狀態(tài)下，在Pcha小于P0時外部電網(wǎng)供電且所述復(fù)合儲能裝置不工作，在P0<Pcha<Pbat+P0時外部電網(wǎng)和所述全釩液流儲能系統(tǒng)同時放電，在Pcha>Pbat+P0時外部電網(wǎng)和全釩液流儲能系統(tǒng)及鋰電池組同時放電，在外部電網(wǎng)停電時全釩液流儲能系統(tǒng)及鋰電池組同時放電，其中Pcha為充電功率，P0為電網(wǎng)功率，Pbat為儲能功率。
實(shí)施本實(shí)用新型公用充電站用復(fù)合儲能裝置，具有以下有益效果：
本實(shí)用新型將全釩液流儲能系統(tǒng)和鋰電池進(jìn)行合理配置，根據(jù)充電站的建設(shè)規(guī)模和投資成本來綜合考慮兩種儲能形式的配置容量，充分發(fā)揮兩種儲能形式的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長避短，在節(jié)約投資成本的同時可最大限度的增加儲能裝置的放電小時數(shù)。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：
圖1是本實(shí)用新型中聚類樹狀圖。
圖中：復(fù)合儲能裝置1(其中：全釩液流儲能系統(tǒng)1.1，鋰電池1.2)，儲能控制模塊2，綜合控制系統(tǒng)3，多功能變流器裝置4，充放電控制模塊5，外部電網(wǎng)6，計量模塊7，充電終端8，母線9。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。
如圖1所示，本實(shí)用新型公用充電站用復(fù)合儲能裝置，包括依次連接的復(fù)合儲能裝置1、多功能變流器裝置4、母線9和充電終端8。母線9還與外部電網(wǎng)6連接，母線9和充電終端8之間設(shè)有計量模塊7，復(fù)合儲能裝置1包括全釩液流儲能系統(tǒng)1.1和鋰電池組1.2。其中，復(fù)合儲能裝置1和多功能變流器裝置4之間設(shè)有儲能控制模塊2，其功能是根據(jù)設(shè)定的充/放電分配策略，實(shí)時控制全釩液流儲能系統(tǒng)1.1和鋰電池組1.2的能量輸入與輸出。多功能變流器裝置4與母線9之間設(shè)有充放電控制模塊5，其功能主要用于接受調(diào)度指令，完成復(fù)合儲能裝置1的充放電控制。儲能控制模塊2、充放電控制模塊5和計量模塊7均與綜合控制系統(tǒng)3連接。多功能變流器裝置4為雙向DC/DC-DC/AC結(jié)構(gòu)，可將同一交流信號處理為兩種直流信號，使其輸出的端電壓、功率等參數(shù)與兩種儲能形式相匹配，同時也可將接收到的兩種直流信號處理成為一個交流信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)和站內(nèi)直流系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型還提供一種上述公用充電站用復(fù)合儲能裝置的控制方法，其包括以下步驟：
1)充電狀態(tài)下，在外部電網(wǎng)6運(yùn)行正常時外部電網(wǎng)6先對全釩液流儲能系統(tǒng)1.1進(jìn)行充滿電，再對鋰電池組1.2充滿電，在外部電網(wǎng)6運(yùn)行異常時，外部電網(wǎng)6和全釩液流儲能系統(tǒng)1.1同時對鋰電池組1.2充電；
2)放電狀態(tài)下，在Pcha小于P0時外部電網(wǎng)6供電且復(fù)合儲能裝置不工作，在P0<Pcha<Pbat+P0時外部電網(wǎng)6和全釩液流儲能系統(tǒng)1.1同時放電，在Pcha>Pbat+P0時外部電網(wǎng)6和全釩液流儲能系統(tǒng)1.1及鋰電池組1.2同時放電，在外部電網(wǎng)6停電時全釩液流儲能系統(tǒng)1.1及鋰電池組1.2同時放電，其中Pcha為充電功率，P0為電網(wǎng)功率，Pbat為儲能功率。
當(dāng)電動汽車的充電接口連接至充電終端時，充電終端隨即檢測充電站目前的充電負(fù)荷，綜合控制系統(tǒng)3根據(jù)充電負(fù)荷的大小選定正確的充放電策略以及發(fā)出指令命令充放電控制系統(tǒng)動作，充放電控制模塊5進(jìn)而控制站內(nèi)直流系統(tǒng)工作，多功能變流器裝置4和儲能控制模塊2進(jìn)行預(yù)定的充放電模式，以此實(shí)時充放電過程，與此同時，設(shè)置于充電終端內(nèi)的計量模塊7開始計量每個充電終端的耗電量，以便實(shí)時計費(fèi)。
采用該儲能配置形式建設(shè)公用充電站時，可根據(jù)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)的容量和未來電動汽車的規(guī)劃數(shù)量，預(yù)估復(fù)合儲能裝置1的配置容量，此外，由于全釩液流儲能系統(tǒng)1.1的擴(kuò)展性能較好，與其他類型的儲能形式相比，擴(kuò)展相同容量其增加的成本較小，而且其設(shè)計壽命較長，在較長的時間范圍內(nèi)，該儲能配置形式都可以滿足區(qū)域內(nèi)電動汽車的發(fā)展。
上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。