[发明专利]基于分布式公共直流母线的风光储充电站系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车充电站技术领域，具体涉及一种基于分布式公共直流母线的风光储充电站系统。

背景技术

面对石油危机和环境污染等巨大压力，电动汽车成为未来新能源汽车的主要发展方向，随着科技的进步和社会的发展，电动汽车相关技术及其充电设施建设会不断成熟，电动汽车将越来越广泛应用于人们的生活中。电动汽车充电站是电动汽车配套设施中一个非常重要的组成部分，电动汽车需要通过充分能量补给，以满足其行驶需求，因而必须从电网获取能量。目前，国内已有地区装设了带有光伏系统和储能系统的电动汽车充电站系统，但多半是基于交流母线的，光伏系统和储能系统都需要通过DC/AC逆变器转换为交流电与交流母线连接。这类充电站系统从交流电网取电，利用太阳能转化的电能作为补给，实现了电动汽车充电基本功能，但存在主线结构复杂，整体损耗高，效率低，建设成本高等问题。随着电动汽车技术的不断发展，基于直流母线的充电站系统也开始研发起来，但现有技术的这类充电站系统往往还是采用单一的光伏系统，没有互补电源，无法离网、孤岛运行。

我国有很多偏远地区，由于利用率低、建设成本高、电力输送困难等原因，常规电动车充电站网络很难延伸到这些地区，限制了电动车的使用范围，光伏、风电等资源在偏远山区又及其丰富，如何在偏远地区将太阳能和风能合理充分利用到电动汽车充电站技术中也是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了节约能源，提高充电站供电可靠性，实现能量的灵活调度，提出了一种基于分布式公共直流母线的风光储充电站系统。

本发明提供的基于分布式公共直流母线的风光储充电站系统包括与直流母线连接的光伏发电单元、储能单元、充电单元，在现有技术的基础上，本发明作出如下改进：所述充电站系统还包括与直流母线连接的风力发电单元以及交流并网单元。

进一步的，所述直流母线为单直流母线架构，通过DC/DC转换器并直流电网。

更进一步的，所述风力发电单元包括风力发电机和AC/DC转换器，所述交流并网单元包括LCL滤波器和双向AC/DC转换器。

进一步的，所述直流母线为双直流母线架构，两直流母线均通过DC/DC转换器并直流电网。

更进一步的，所述风力发电单元包括风力发电机和AC/DC转换器，所述交流并网单元包括LCL滤波器、双向AC/DC转换器、双向DC/DC转换器，所述双向DC/DC转换器输入端连接一条直流母线，输出端连接另一条直流母线。

进一步的，所述光伏发电单元包括太阳能光伏组合、DC/DC转换器，所述储能单元包括储能系统和双向DC/DC转换器，所述充电单元包括给直流电动车充电的充电桩以及给交流电动车充电的充电桩。

进一步的，所述储能系统选用可深度充放电、并可快速切换充放电过程的储能电池。比如：液流电池、锂电池、钠硫电池、铅酸电池等。

本发明的有益效果为：

1、风力发电、光伏发电、储能系统公共直流母线连接，即发即用，余电存储并网，并网工况下，可以实现对电网的“削峰填谷”调节，降低输配电成本。

2、采用风力发电和太阳能发电互补电源，在风力和/或太阳能充足地区均有非常大的实用价值，可以离网或孤岛运行，扩大了充电站系统的应用范围，提高系统的可靠性，且具有更高的工作效率。

3、系统采用直流母线架构，可直流并网，减少系统建设成本，避免了以往交流母线架构中充电桩的逆变损失，整体提高系统效率。

4、系统交流并网单元是可选的，且采用单模块化双桥双向转换器，减少系统硬件成本。

5、系统既可以采用单直流母线架构又可以采用双直流母线架构，大大增加直流母线电压的调节范围，容易满足系统性能需求，使系统更易扩展，增加系统使用灵活性。

6、储能系统本身具有的充放电控制保护功能并且可以完成瞬时大功率的充电、放电切换的功能，补充了风力发电和光伏发电的随机性和不稳定性，起到电力“削峰填谷”的功效，另外，储能系统还具有低电压穿越和孤岛支撑功能，增加了分布式充电站的安全性和稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一充电站系统原理图，

图2为本发明实施例二充电站系统原理图。

附图标注：