[发明专利]一种带储能系统的电动汽车充电站

权利要求书

1.一种带储能系统的电动汽车充电站，它包括：充电桩进线开关柜、储能系统进线开关柜、母联开关柜、充电桩配电开关柜、储能系统配电开关柜、双向变换器柜、充电桩和充电服务器，其特征在于：充电桩进线开关柜、储能系统进线开关柜分别与电网相连，储能系统进线柜从电网处获得充电站第一路进线电源，充电桩进线柜从电网处获得充电站第二路进线电源，充电桩进线开关柜通过母排与充电桩配电柜相连，充电桩配电开关柜通过电力线与充电站内各充电桩相连，储能系统进线柜与储能系统配电开关柜通过母排相连，储能系统配电开关柜通过母排与双向变换器柜相连，双向变换器柜通过电力电缆分别与储能系统内的多个储能装置相连，充电桩进线开关柜和储能系统进线开关柜均与母联开关柜相连，母联开关柜内装设母联开关K3，用于两路进线开关柜之间的联络。

2.根据权利要求1所述的带储能系统的电动汽车充电站，其特征在于：充电站配电系统采用单母线分段接线方式，母线I与储能系统进线开关柜内的开关K1相连，储能系统进线开关柜内分别设置有变压器T1、开关K1和综保装置，变压器T1与电网相连以获取进线电源，母线I还与双向变换器柜内变压器T3相连，双向变换器柜内分别设置有变压器T3、双向变换器和综保装置，母线II与充电桩进线开关柜内的开关K2相连，充电桩进线开关柜内分别设置有变压器T2、开关K2和综保装置，变压器T2与电网相连以获取进线电源，母线II还与充电桩配电开关柜内变压器T4相连，充电桩配电开关柜通过电力电缆分别与各个充电桩相连。

3.根据权利要求2所述的带储能系统的电动汽车充电站，其特征在于：当第一路进线电源失电时，开关K1断开，开关K2和开关K3闭合，此时，由第二路进线电源同时为储能系统和充电桩提供工作电源，当第一路进线电源恢复正常时，开关K3断开，开关K1闭合，由第一路进线电源独立为储能系统供电；当第二路进线电源失电时，开关K2断开，开关K1和开关K3闭合，此时，由第一路进线电源同时为储能系统和充电桩提供工作电源，当第二路进线电源恢复正常时，开关K3断开，开关K2闭合，由第二路进线电源独立为充电桩供电。

4.根据权利要求1所述的带储能系统的电动汽车充电站，其特征在于：双向变换器三相输入交流电源Vga,Vgb,Vgc分别与输入滤波器和矩阵变换器相连，矩阵变换器通过对其内部的半导体开关导通角的控制将三相交流电源转变为单相交流电，并将该单相交流电输入至变压器中，经变压器变压后输出的交流电输入至整流电路中，整流器输出的直流电为蓄电池充电。

5.根据权利要求4所述的带储能系统的电动汽车充电站，其特征在于：矩阵变换器由12个半导体开关元件和12个二极管组成，每个半导体开关并联一个二极管组成一个开关模块，两个开关模块串联组成一个开关组合，开关组合呈三相桥状分布，三相交流电源Vga,Vgb,Vgc分别输入至桥状分布的中间点，其中，半导体开关可以是PMOS开关或NMOS开关，12个半导体开关按照如下方式连接，开关Sa2的漏极与变压器的电源输入点P连接，Sa2的源极与开关Sa1的漏极连接，Sa1的源极分别与开关San1的漏极和电源Vga输出端连接，San1的源极与开关San2的漏极连接，开关San2的源极与变压器的电源输入点N连接，开关Sb2的漏极与变压器的电源输入点P连接，Sb2的源极与开关Sb1的漏极连接，Sb1的源极分别与开关Sbn1的漏极和电源Vgb输出端连接，Sbn1的源极与开关Sbn2的漏极连接，开关Sbn2的源极与变压器的电源输入点N连接，开关Sc2的漏极与变压器的电源输入点P连接，Sc2的源极与开关Sc1的漏极连接，Sc1的源极分别与开关Scn1的漏极和电源Vgc输出端连接，Scn1的源极与开关Scn2的漏极连接，开关Scn2的源极与变压器的电源输入点N连接。

6.根据权利要求4所述的带储能系统的电动汽车充电站，其特征在于：半导体开关的导通或关断由控制器控制，控制器包括相检测模块，加法器模块，扇区选择模块，开关空间矢量选择模块，角度调整模块，脉宽计算模块和开关触发命令模块，相检测模块计算出电网输入三相电压的空间矢量角度，加法器通过将电网输入的空间矢量角与设定角度相减得到期望的空间矢量角，扇区选择模块和空间矢量选择模块根据期望的空间矢量角确定导通的开关，角度调整模块和脉宽计算模块根据期望的空间矢量角确定导通开关的导通脉宽，开关触发命令模块根据接收到的导通开关和对应的导通脉宽发出12个半导体开关的触发指令。