一種柔性儲能充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏充電系統(tǒng)，具體涉及一種柔性儲能充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動汽車的快速發(fā)展，電動汽車的電池使用量越來越大，當電動汽車電池的容量下降到初始容量的80%后就不宜再繼續(xù)使用，如果直接將電池淘汰，將造成資源的巨大浪費。為了最大化利用車用動力電池的剩余價值，延長動力電池使用壽命，電動汽車淘汰的電池具備在儲能系統(tǒng)繼續(xù)使用的條件，因此，通過梯級利用方式，不但可以延長電池使用壽命，降低電池全壽命周期成本，還可以在電網(wǎng)故障時為重要負荷供電，平抑充電行為的隨機性，控制負荷波動，提尚電網(wǎng)電能質(zhì)量。
[0003]在十三五期間，有望實現(xiàn)電動車與儲能市場的資源整合，電動車充電可部分來源于利用峰谷電價差存儲電能的儲能電站，而電動車退役電池有望在儲能充電站領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)梯次利用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供了一種柔性儲能充電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的充電系統(tǒng)僅能為直流充電負載或交流充電負載供電的問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的柔性儲能充電系統(tǒng)包括光伏陣列、光伏控制器、具有離網(wǎng)和并網(wǎng)自動切換功能的雙向變流器、儲能電池系統(tǒng)、交流充電粧、直流充電粧、智能電表、交流電網(wǎng)、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及與儲能電池系統(tǒng)連接的電池管理系統(tǒng)，所述雙向變流器直流側(cè)連接直流母線，交流側(cè)連接交流母線，所述直流母線通過光伏控制器連接光伏陣列，直流母線還連接有儲能電池系統(tǒng)，所述交流母線通過智能電表連接交流電網(wǎng)及通過整流器連接直流充電粧，且交流母線上還連接有交流充電粧，所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)分別連接智能電表、電池管理系統(tǒng)及雙向變流器。
[0006]所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)連接。
[0007]所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過RS485接口分別與智能電表和雙向儲能逆變器連接。
[0008]儲能電池系統(tǒng)為梯級利用鋰電池系統(tǒng)。
[0009]所述梯級利用鋰電池系統(tǒng)由至少兩支電動車退役鋰電池串聯(lián)組成。
[0010]本實用新型的有益效果:通過微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS)智能比較光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能電池系統(tǒng)及電網(wǎng)等多方電力供應，對負載供電方式進行選擇，優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多種能源形式的互補，確保能源供應的安全穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有電動車充電困難或者單純依賴市電的技術(shù)問題。
[0011]該系統(tǒng)將梯級利用鋰電池應用在光伏充電系統(tǒng)中，同時也延長了梯級利用電池的使用壽命，降低電池全壽命周期成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為柔性儲能充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為當白天光伏能量充足且用電高峰時儲能充電系統(tǒng)的控制流程圖；
[0014]圖3為當白天光伏能量充足且用電非高峰期時儲能充電系統(tǒng)的控制流程圖；
[0015]圖4為當夜晚沒有光伏能量且處于用電高峰期時儲能充電系統(tǒng)的控制流程圖；
[0016]圖5為夜晚沒有光伏能量且處于用電峰谷期時儲能充電系統(tǒng)的控制流程圖；
[0017]圖6為當智能電表檢測到電網(wǎng)停電后儲能充電系統(tǒng)的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，本實施例的系統(tǒng)包括光伏陣列3、光伏控制器7、具有離網(wǎng)和并網(wǎng)自動切換功能的雙向變流器1、儲能電池系統(tǒng)2、交流充電粧6、直流充電粧5、交流電網(wǎng)4、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)8，雙向變流器1直流側(cè)連接直流母線，交流側(cè)連接交流母線，直流母線通過光伏控制器7連接光伏陣列3，直流母線通過電池管理系統(tǒng)10連接儲能電池系統(tǒng)2，交流母線上通過智能電表9連接交流電網(wǎng)4及通過整流器連接的直流充電粧5，且交流母線上連接有交流充電粧6，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)8分別連接智能電表9、電池管理系統(tǒng)10及雙向變流器1。
[0020]本實施例中的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的集控中心，可以根據(jù)用戶設(shè)定的控制策略對系統(tǒng)進行集中最優(yōu)化控制，并最終將整個系統(tǒng)的運行狀況實時顯示到顯示屏，方便終端用戶操作使用。
[0021]本實施例中的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)(EMS)通過RS485接口12分別連接至變流器及智能電表。本實施例中的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)(EMS)通過CAN總線11連接電池管理系統(tǒng)(BMS)。
[0022]本實施例中的儲能電池系統(tǒng)為梯級利用鋰電池系統(tǒng)，該梯級利用鋰電池系統(tǒng)由兩支或以上電動車退役電池串聯(lián)組成。
[0023]如圖2-6所示，其中，13代表直流(雙向功率流動)，14代表直流(單相功率流動)，15代表交流(雙向功率流動)，基于上述系統(tǒng)，根據(jù)光伏能量及用戶用電量，控制本實施例的系統(tǒng)工作在不同的模式下:
[0024]如圖2所示，當白天光伏能量充足且用電高峰時，光伏發(fā)電系統(tǒng)通過變流器以最大功率向電力系統(tǒng)發(fā)電，同時梯級利用鋰電池系統(tǒng)也通過雙向變流器向電網(wǎng)供應能量，此時雙向變流器處于并網(wǎng)工作模式。
[0025]如圖3所示，當白天用戶用電量非高峰期且光伏能量充足時，可單獨使用光伏發(fā)電系統(tǒng)為用戶供電。若光伏電量仍然充足，可使用光伏發(fā)電系統(tǒng)對梯級利用鋰電池系統(tǒng)充電，直至梯級利用鋰電池系統(tǒng)充電至上限值截止，此時雙向變流器仍處于并網(wǎng)工作模式。
[0026]如圖4所示，當夜晚沒有光伏能量且處于用電高峰期時，梯級利用鋰電池系統(tǒng)通過變流器以最大功率給交、直流充電粧供電，此時雙向變流器處于并網(wǎng)工作模式。
[0027]如圖5所示，當夜晚沒有光伏能量且處于用電峰谷期時，使用交流電網(wǎng)對交、直流充電粧供電，同時電網(wǎng)通過雙向變流器對梯級利用鋰電池系統(tǒng)充電，此時雙向變流器處于并網(wǎng)工作模式。
[0028]如圖6所示，當智能電表檢測到電網(wǎng)停電后，微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)(EMS)將通過CAN通信的方式控制梯級利用鋰電池系統(tǒng)通過變流器對交、直流充電粧供電，此時雙向變流器工作于離網(wǎng)模式。
【主權(quán)項】
1.一種柔性儲能充電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光伏陣列、光伏控制器、具有離網(wǎng)和并網(wǎng)自動切換功能的雙向變流器、儲能電池系統(tǒng)、交流充電粧、直流充電粧、交流電網(wǎng)、智能電表、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及與儲能電池系統(tǒng)連接的電池管理系統(tǒng)，所述雙向變流器直流側(cè)連接直流母線，交流側(cè)連接交流母線，所述直流母線通過光伏控制器連接光伏陣列，直流母線還連接有儲能電池系統(tǒng)，所述交流母線通過智能電表連接交流電網(wǎng)及通過整流器連接直流充電粧，且交流母線上還連接有交流充電粧，所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)分別連接智能電表、電池管理系統(tǒng)及雙向變流器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性儲能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性儲能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過RS485接口分別與智能電表和雙向變流器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述柔性儲能充電系統(tǒng)，其特征在于，儲能電池系統(tǒng)為梯級利用鋰電池系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述柔性儲能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述梯級利用鋰電池系統(tǒng)由至少兩支電動車退役鋰電池串聯(lián)組成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種柔性儲能充電系統(tǒng)，包括光伏陣列、光伏控制器、具有離網(wǎng)和并網(wǎng)自動切換功能的雙向變流器、儲能電池系統(tǒng)、交流充電樁、直流充電樁、交流電網(wǎng)、智能電表、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)及與儲能電池系統(tǒng)連接的電池管理系統(tǒng)，雙向變流器直流側(cè)連接直流母線，交流側(cè)連接交流母線，直流母線通過光伏控制器連接光伏陣列，直流母線還連接有儲能電池系統(tǒng)，交流母線通過智能電表連接交流電網(wǎng)及通過整流器連接的直流充電樁，且交流母線上還連接有交流充電樁，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)分別連接智能電表、電池管理系統(tǒng)及雙向變流器。該系統(tǒng)實現(xiàn)多種能源形式的互補，確保能源供應的安全穩(wěn)定，同時也延長了梯級利用電池的使用壽命，降低電池全壽命周期成本。
【IPC分類】H02J9/04, H02J3/32
【公開號】CN205104913
【申請?zhí)枴緾N201520923672
【發(fā)明人】談作偉, 郭盛昌, 王子績, 張瑞, 劉祖凡, 薛利峰
【申請人】中航鋰電（洛陽）有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月18日