[发明专利]基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站

说明书

本发明提供一种基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站，该系统包括双向整流单元、双向充电堆单元、投切单元、充电枪、光伏发电单元、储能单元；双向整流单元向上与10kV交流配电网相连，向下与双向充电堆单元汇聚于1kV直流母线；投切单元同时连接室内机房双向充电堆单元、储能单元和室外若干充电枪、光伏发电单元。本发明使用接触器投切开关矩阵建立不同的直流充放电通道，根据电动汽车充电功率的大小采取不同的控制策略，可实现电动汽车柔性充电；对日间负荷高峰时期快充站用电进行支撑，并加以光伏发电系统进行补充，能够有效地平衡快充站的负荷峰谷差，起到“削峰填谷”的作用，从而维持电网运行状态的稳定运行，提高系统运行效率。

技术领域

本发明涉及新能源光伏储能充电站技术领域，具体是一种基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站及控制方法。

背景技术

目前电动汽车充电站电源单一，主要采用通过配电网供电形式。站内通常设有多台直流充电机，因单台直流充电机的功率较大，单次充电时间较短，这一特点导致充电站在晚间电网负荷低谷时期的利用率较低，而在日间电网负荷高峰时期，若有大量电动车同时需要快速充电时，大功率的充电需求将对电网带来短时的负荷冲击。随着充电站建设的大范围开展，这一问题势必会影响电网的稳定运行，甚至可能威胁电力系统安全。

光储充智慧充电站将光伏、储能和充电站结合建设，利用电池储能系统吸收晚间负荷低谷时期的电能，对日间负荷高峰时期快充站用电进行支撑，并加以光伏发电系统进行补充，能够有效平衡快充站的负荷峰谷差，提高系统运行效率，减少负荷高峰时期电力系统资源占用，从而达到优化运行方式，提高运行经济性的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站，解决了现有技术中存在的负荷高峰期时对电网的短时负荷冲击的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站，包括双向整流单元、双向充电堆单元、投切单元、充电枪、光伏发电单元、储能单元；

所述双向整流单元向上与10kV交流配电网相连，向下与双向充电堆单元汇聚于1kV直流母线；所述投切单元同时连接室内机房双向充电堆单元、储能单元和室外若干充电枪、光伏发电单元。

进一步的，所述双向整流单元包括若干个插拔式双向AC/DC模块、双向整流单元控制器，双向AC/DC模块可工作在整流和逆变两种模式，整流模式下完成APFC功能，逆变模式下作为虚拟同步发电机实现并网。

进一步的，所述双向充电堆单元包括20个双向DC/DC转换模块、双向充电堆控制器，双向DC/DC转换模块可工作在升压和降压两种模式，在降压模式下通过投切单元以恒流控制模式用于电动汽车充电，在升压模式下以恒压控制模式与1kV直流母线相连。

进一步的，所述投切单元包括接触器投切开关矩阵及投切控制器，每个接触器开关矩阵由4个半导体开关为1组的切换单元组成，所述接触器投切开关矩阵用于根据连接到充电枪上的电动汽车所需充电功率进行投切半导体开关至不同数量和不同状态的DC/DC转换模块，从而实现通过投切实现电动汽车的柔性充电。

进一步的，所述光伏发电单元包括光伏组件、汇流排及MPPT控制器，系统采用60片的光伏组件，15组串联到600V/4.5kW，再8组并联到600V/36kW，总计120块光伏组件，面积约为200平方米，最大功率点时，电压约为480V。

进一步的，所述储能单元包括锂电池组、BMS，其中锂电池组采用标称电压为3.2V的磷酸铁锂电池，采用先并后串组成锂电池组。

本发明的有益效果是：