[发明专利]一种充电桩系统及其控制方法

权利要求书

1.一种充电桩系统的控制方法，其特征在于，通过对子电网两端的电压频率的检测，来决定系统的工作模式，用于实现协调控制，自动调配输出功率，所述一种充电桩系统包括主电网和通过电力路由器连接主电网的若干子电网，所述子电网之间也通过电力路由器相互连接，所述子电网内还通过AC母线连接有若干充电站；所述充电站包括与子电网内AC母线连接的若干充电桩、连接在AC母线上的储能变流器和新能源接入装置；所述充电站之间实现通讯匹配；所述充电桩包括与AC母线连接的AC/DC模块和若干DC/DC模块，所述AC/DC模块通过直流母线连接若干DC/DC模块；所述储能变流器连接有蓄电池；所述若干DC/DC模块分别连接有蓄电池模块、PVarray模块、新能源车蓄电池组模块和备用电源模块；所述电力路由器还连接有变频器用于检测子电网的频率；控制方法包括：

1）常规控制模式：当一个子电网的频率过高时，采用储能变流器的V/f下垂控制模式，与其连接的电力路由器启动更改另一侧相邻子电网的参考电压信号V与电网频率f；这时，相邻子电网与电力路由器就组成新的电源参与子电网的频率调节；用于保证不同电压等级与频率等级的子电网之间的融通；并且在充电桩内部中，AC/DC模块通过直流母线连接若干DC/DC模块，采用直流母线上的能量管理，调节输出功率使得每个连接的DC/DC模块都能有足够的能量输出；

2）自愈模式：当发生灾害造成电网供电设施损毁时，就会造成电网不稳的现象或发生故障，产生电网波动；如果发生电网不稳现象，则电力路由器输出DC/DC侧的输出电流和电压，采用频率跟随方式控制；若发生故障，则充电桩直接与子电网完成故障隔离，并且将储存的能源反向给需要的地方供电，用于反向支撑电网的负载；

3）超负荷模式：当充电站中所需充电的电动汽车超过这个充电站的所有充电桩的总负荷时，为防止引起周围用电的故障或者电网产生波动，这时充电桩则采用通讯和电压平衡，每个充电桩之间通过自带的通讯模块信号相互连通再计算得出超出的负荷值，再控制每台充电桩的输出保证每个充电桩的平衡输出量；并且会检测在超负荷的情况下AC/DC到DC/DC之间的直流电压的下降，让充电桩都自动降低功率运行，保证充电桩输出的相互平衡，保证充电站的安全性；

4）并网模式：由使用者手动选择工作模式；

a）基于蓄电池模块的工作模式，在蓄电池的容量范围内，直流母线低于360V时，蓄电池模块工作在340V~360V电压功率下垂模式；直流母线在360V~380V时，仅在蓄电池模块的容量不足时允许小电流充电，并且在蓄电池模块的容量不足时不工作；直流母线大于380V时，蓄电池模块采用三段式充电；

b）基于PVarray模块的工作模式，直流母线低于380V时，PVarray模块连接的DC/DC模块工作在最大功率点处；直流母线大于380V时，PVarray模块连接的DC/DC模块则不工作；

c）基于新能源车蓄电池组模块的工作模式，直流母线大于或等于340V时，新能源车蓄电池组模块正常充电工作，直流母线小于340V时，新能源车蓄电池组模块不工作；

d）基于备用电源模块的工作模式，直流母线小于380V时，备用电源模块逆变最大功率输出，直流母线在380V~400V时，备用电源模块正常工作；

5）离网模式：由使用者手动选择工作模式；

a）基于蓄电池模块的离网工作模式，在蓄电池的容量范围内，直流母线低于360V时，蓄电池模块工作在340V~360V电压功率下垂模式；直流母线在360V~380V时，仅在蓄电池模块的容量不足时允许小电流充电，并且在蓄电池模块的容量不足时不工作；直流母线大于380V时，蓄电池模块采用三段式充电；

b）基于PVarray模块的离网工作模式，直流母线低于380V时，PVarray模块连接的DC/DC模块工作在最大功率点处；直流母线大于380V时，PVarray模块连接的DC/DC模块则不工作；

c）基于新能源车蓄电池组模块的离网工作模式，与新能源车蓄电池组模块连接的DC/DC模块工作在蓄电池模块的离网工作模式协助直流负载与交流负载；

d）基于备用电源模块的离网工作模式，备用电源模块逆变放电模式，允许外界交流负载。