專利名稱：一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
電動汽車是指以車載電源為動力，用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。隨著低碳經(jīng)濟(jì)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，電動汽車作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分，以及國務(wù)院確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，必將成為今后中國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。然而，電動汽車產(chǎn)業(yè)是一項系統(tǒng)工程，電動汽車充電站則是主要環(huán)節(jié)之一，電動汽車充電站是指為電動汽車充電的站點，與現(xiàn)在的加油站相似，必須與電動汽車其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。目前國內(nèi)已有或在建的電動汽車充電站，大多采用國家電網(wǎng)直接給電池充電的方法，如在白天用電高峰，大量的電動汽車需要充電，這就會對電網(wǎng)造成影響，同時依賴于電網(wǎng)供電，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，便無法繼續(xù)滿足電動汽車充換電服務(wù)。另外電動汽車快速充電需要瞬時強(qiáng)大的功率電力，常規(guī)電網(wǎng)也是基本無法滿足，而要建專用充電網(wǎng)絡(luò)，這涉及整個國家電網(wǎng)改造，國家電網(wǎng)大改造不是小事，耗資巨大。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免給國家電網(wǎng)造成嚴(yán)重負(fù)荷，實現(xiàn)電動汽車與電動汽車充電站的共同協(xié)調(diào)發(fā)展，本發(fā)明提供一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)及其方法的設(shè)計方案。一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，包括監(jiān)控調(diào)度模塊，監(jiān)控調(diào)度模塊連接于用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線上，還包括多個充電機(jī)，各充電機(jī)通過對應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到用于輸電的直流母線上，DC/DC轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接，并設(shè)置有與直流母線連接的用于與外部電網(wǎng)連接的配電模塊，還包括連接到直流母線上的光伏發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及用于儲能的綜合儲能模塊。具體的，所述·光伏發(fā)電模塊通過其對應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線，所述風(fēng)力發(fā)電模塊通過其對應(yīng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器及AC/DC轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。更具體的，配電模塊通過其對應(yīng)的多個雙向DC/AC轉(zhuǎn)換器與直流母線連接； 所述多個雙向DC/AC轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。進(jìn)一步的，所述綜合儲能模塊包括通過相對應(yīng)的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線的儲能電池組、電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組以及直接連接到直流母線的超級電容器組；所述儲能電池組、電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組一一對應(yīng)的電池管理系統(tǒng)BMS ;超級電容組設(shè)置有超級電容管理系統(tǒng)CMS ;所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、池管理系統(tǒng)BMS及超級電容管理系統(tǒng)CMS均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。更進(jìn)一步的，還包括交流微網(wǎng)及直流微網(wǎng)，交流微網(wǎng)及直流微網(wǎng)分別通過對應(yīng)的DC/AC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線上。一種復(fù)合型能源充電儲能方法，包括以下步驟:(I)采集當(dāng)前綜合儲能系統(tǒng)實時可充放超級電容量 及充放電功率，次日負(fù)荷預(yù)測曲線a (/)、次日光照預(yù)測強(qiáng)度曲線&⑷
、次日風(fēng)速預(yù)測曲線、次日功率需求預(yù)測曲線根據(jù)當(dāng)前實時數(shù)據(jù)和次日預(yù)
測數(shù)據(jù)，計算出t時刻第e個儲能單元可充放超級電容量范圍及充放電功率大小
p^C (O 戽 IfaC (O 范圍和第j臺發(fā)電系統(tǒng)的出力范圍，其中t = 1,2, 3,…，24。(2)建立復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度數(shù)學(xué)模型:
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，包括監(jiān)控調(diào)度模塊，監(jiān)控調(diào)度模塊連接于用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線上，還包括多個充電機(jī)，各充電機(jī)通過對應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到用于輸電的直流母線上，DC/DC轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接，并設(shè)置有與直流母線連接的用于與外部電網(wǎng)連接的配電模塊，其特征在于，還包括連接到直流母線上的光伏發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及用于儲能的綜合儲能模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，其特征在于:所述光伏發(fā)電模塊通過其對應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線，所述風(fēng)力發(fā)電模塊通過其對應(yīng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線； 所述DC/DC轉(zhuǎn)換器及AC/DC轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，其特征在于:配電模塊通過其對應(yīng)的多個雙向DC/AC轉(zhuǎn)換器與直流母線連接； 所述多個雙向DC/AC轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，其特征在于:所述綜合儲能模塊包括通過相對應(yīng)的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線的儲能電池組、電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組，以及直接連接到直流母線的超級電容器組； 所述儲能電池組、 電動汽車換電電池組、儲能及換電互用電池組分別設(shè)置有一一對應(yīng)的電池管理系統(tǒng)BMS ;超級電容組設(shè)置有超級電容管理系統(tǒng)CMS ； 所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、電池管理系統(tǒng)BMS及超級電容管理系統(tǒng)CMS均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求f4任一項所述復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)，其特征在于:還包括分別為整個系統(tǒng)內(nèi)的交流負(fù)載和直流負(fù)載提供電能的交流微網(wǎng)及直流微網(wǎng)，交流微網(wǎng)及直流微網(wǎng)分別通過對應(yīng)的DC/AC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到直流母線上；所述DC/AC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)總線與監(jiān)控調(diào)度模塊連接。
6.一種復(fù)合型能源充電儲能方法，其特征在于:包括以下步驟: (O采集當(dāng)前綜合儲能系統(tǒng)實時可充放超級電容量 a (O 及充放電功率 Kjc (O，次日負(fù)荷預(yù)測曲線Pjsi ( )、次日光照預(yù)測強(qiáng)度曲線SfP)、次日風(fēng)速預(yù)測曲線 wAi)次日功率需求預(yù)測曲線根據(jù)當(dāng)前實時數(shù)據(jù)和次日預(yù)測數(shù)據(jù)，計算出t時刻，第儲能單元可充放超級電容量范圍及充放電功率大小Prf范圍和第j臺發(fā)電系統(tǒng)的出力巧( )范圍，其中t = 1,2, 3,-,24； (2)建立復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度數(shù)學(xué)模型:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合型能源充電儲能方法，其特征在于:步驟(3)所述約束條件為:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合型能源充電儲能方法，其特征在于:所述改進(jìn)型粒子群算法的實現(xiàn)步驟為: (I)在整個系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生粒子的初始位置和速度，根據(jù)約束條件，計算出相應(yīng)的個體極值L和全局極值L，記錄最好粒子的序號，將GJjest設(shè)置為該最好粒 ΒΜτ2ηfciESE 子的位置； (II)根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，計算每個粒子的適應(yīng)度，若優(yōu)于該粒子的個體極值，則將設(shè)置為該粒子的位置，并更新粒子的位置；如所有粒子的個體極值中最好的優(yōu)于當(dāng)前全局極值L，將gLi設(shè)置為該粒子的位置，并更新全局極值； (III)選取一定比例在種群中對L適應(yīng)度好的粒子的信息，對每個粒子的位置和速度進(jìn)行更新； (IV)檢驗是否符合結(jié)束條件，如果迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大次數(shù)，停止迭代，輸出最優(yōu)解，否則轉(zhuǎn)到步驟(II)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種復(fù)合型能源充電儲能方法，其特征在于:所述更新粒子的方法為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括監(jiān)控調(diào)度模塊、多個充電機(jī)，與外部電網(wǎng)連接的配電模塊，光伏發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及用于儲能的綜合儲能模塊，各模塊通過直流母線連接，并通過數(shù)據(jù)母線連接到監(jiān)控調(diào)度模塊。系統(tǒng)采集所需的參數(shù)，建立復(fù)合型能源充電儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度數(shù)學(xué)模型，并使用改進(jìn)型粒子群算法得到最優(yōu)的調(diào)度指令。本發(fā)明具有環(huán)保、減小對電網(wǎng)的沖擊、運(yùn)行穩(wěn)定，同時具有運(yùn)行效率高，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
文檔編號H02J3/28GK103248064SQ201310151920
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者劉飛, 文鋒, 阮旭松, 李少林 申請人:惠州市億能電子有限公司