一种含有电动车的局部发供电实验系统技术方案

一种含有电动车的局部发供电实验系统，包括风力发电单元、光伏发电并网单元储能单元、电动车充放电单元、三级负荷、负荷控制装置、模拟负载、PV模拟器、变频器、交流并网柜、接入柜、中央控制器、联络开关、电缆和母线。通过各联络开关的状态，可以实现多个局部发供电实验系统不同的运行模式和组态方式，可以不同的运行模式进行相关组网实验，多个局部发供电实验系统的运行模式主要包括以下几种：局部发供电实验系统单一并网模式、并网与孤岛之间切换的暂态模式、局部发供电实验系统全部并网模式、局部发供电实验系统孤岛模式，本系统从分布式电源和储能装置种类的多样性、运行模式和组网方式的灵活性、控制策略开发的全面性和科学实验研究的综合性等方面做出了重要的改进。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能电网
，特别涉及一种含有电动车的局部发供电实验系统。
技术介绍
分布式电源（风、光）以其在供电可靠性和灵活性等方面具有巨大优势，是火力发电的有效补充；常规电网中大量分布式电源的并入以及电动车并网的冲击，将会对电网的暂态稳定、电压稳定、频率控制等产生较大影响；为充分发挥分布式电源的潜力，减少电动车并网的不利影响，可将多个分布式电源、储能装置电动车和可控负荷按照一定的拓扑结构组成局部发供电系统；局部发供电的实验系统建设，作为控制策略的实现载体，可为局部发供电控制策略研究提供验证系统。目前已建成的局部发供电实验系统都存在着运行模式和组态网方式不够灵活的缺陷，这样也就使其在运行稳定性和科学研究综合性方面呈现出明显的局限性；例如美国局部发供电实验系统将微型燃气轮机和燃料电池作为主要的电源和储能装置连接在直流侧与分布式电源一起作为一个整体通过电力电子接口连接到局部发供电，主要考虑其“即插即用”性，但不允许其向大电网送电；欧盟和日本在分布式电源的选择上较美国的实验系统多样，同时允许其向大电网送电，但其在运行模式和组网方式上呈现出共同的局限性，即多个局部发供电之间缺乏联系，导致其无法开展多局部发供电相互影响的研究。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种含有电动车的局部发供电实验系统。本专利技术的技术方案：一种含有电动车的局部发供电实验系统，包括风力发电单元、光伏发电并网单元储能单元、电动车充放电单元、三级负荷、负荷控制装置、模拟负载、PV模拟器、变频器、交流并网柜、接入柜、中央控制器、联络开关、电缆和母线。所述风力发电单元，包括风力发电机、风机并网控制器和风机并网逆变器，风力发电机接至风机并网控制器输入端，风机并网控制器输出端接至风机并网逆变器输入端，风机并网逆变器的输出端作为风力发电单元的输出端接至交流并网柜；所述光伏发电并网单元，包括电池组件、防雷汇流箱和光伏并网逆变器，光伏并网逆变器经防雷汇流箱连接电池组件，所述电池组件采用单晶硅光伏组件。所述电动车充放电单元，包括交流并网柜，充电桩并网逆变器，防雷汇流箱，充电桩和电动车。所述三级负荷经负荷控制装置，分别与联络开关相连。所述储能单元，包括两套PCS装置柜、两套电池柜和两套超级电容，电池柜和超级电容分别接到PCS装置柜，储能单元中的两套设备，一套经联络开关连接到母线M1上，一套经联络开关接到母线M2上，实现电池与电网间的能量双向交换，可工作在蓄电池充电模式和蓄电池能量回馈模式。所述模拟负载，采用调节负载RCL，满足能量测试。所述PV模拟器，采用风力光伏测试仪器，模拟光照曲线，完成系统功能测试。所述变频器，模拟风速，完成系统功能测试。所述交流并网柜装有交流电网电压表和输出电流表，直观显示电网侧电压及发电电流，另外还配有防雷器，交流并网柜负责控制联络开关F1-F4。所述接入柜，将分布式电源、负荷及电网连接起来，保证外部电网失电时，由分布式能源和储能系统对照明负荷的不间断供电，接入柜负责控制联络开关F5和F11。所述中央控制器，采用含嵌入式系统的计算机，通过通信线路与分布式电源和储能单元进行通信，设置光伏并网逆变器和风机并网逆变器的工作模式及孤岛运行时的电压和频率等稳态参数。系统上位机中安装有成型的能量管理软件，具有监控光伏发电、风力发电、储能电动车充放电状态的功能。所述风力发电单元经联络开关F1接到母线M1上，光伏发电并网单元经联络开关F2-F4接到母线M1上，储能单元中的一套设备经联络开关F5接到母线M1上，储能单元中的另一套设备经联络开关F11接到母线M2上，模拟负载经联络开关F9接到母线M2上，变频器输出端连接PV模拟器输入端，PV模拟器输出端经联络开关F10接到母线M2上，电动车充放电单元经联络开关F12-F14连接到母线M4上，母线M1及与其连接的各部件构成一个局部发供电实验系统，母线M2及与其连接的各部件构成另一个局部发供电实验系统，母线M4及与其连接的各部件构成第三个局部发供电实验系统，M1、M2和M4之间通过电缆连接并设有联络开关K2和K6，M1、M2和M4分别与母线M3通过电缆相连，且两条电缆上分别设有联络开关K3、K4和K5，母线M3经联络开关K1和变压器与外电网相连；各个联络开关之间设有通信网络，通过现场总线与中央控制器相连，以实现信息的采集与开关状态的控制。通过各联络开关的状态，可以实现多个局部发供电实验系统不同的运行模式和组态方式，可以不同的运行模式进行相关组网实验，多个局部发供电实验系统的运行模式主要包括以下几种：局部发供电实验系统单一并网模式、并网与孤岛之间切换的暂态模式、局部发供电实验系统全部并网模式、局部发供电实验系统孤岛模式，其组网模式与联络开关的状态密切相关，具体如下。（1）局部发供电实验系统单一并网模式当联络开关K1K3闭合，K2K4K5K6断开，系统处于单一并网模式；此时，存在以下几种情况：仅当F1闭合时，由风力发电机带负荷；仅当F2-F4闭合时，由光伏发电并网单元电池组件带负荷；仅当F5闭合时，由储能单元带负荷。（2）并网与孤岛之间切换的暂态模式预先设置故障点，当在该处发生故障时，系统处于从并网到孤岛之间切换的过程，此时，处于暂态模式。（3）局部发供电实验系统全部并网模式当联络开关K1-K6闭合时，系统处于并网模式。（4）局部发供电实验系统孤岛模式当联络开关K1断开，K2-K6闭合时，系统处于孤岛模式。本实验系统按以上组网模式可以展开不同实验，进行各种风、光、储等多种微源和电动车以及其组合系统、多种局部发供电实验系统运行方式、局部发供电实验系统与配电网交互影响方面研究。本专利技术的有益效果。1.分布式电源和储能元件的多元性有效利用可再生能源和确保分布式电源的多样性，减少电力供应对环境的影响，采用胶体电池和超级电容作为储能元件，既经济，又降低对环境污染，使用寿命相对较长，充电速度较快。2.涵盖了电动车负荷并网运行模式电动车负荷作为新兴的负荷形式，一旦并网点数量和并网容量形成一定规模，必然对配电网运行与控制带来巨大挑战；本实验系统将电动车负荷与分布式电源与传统负荷及储能元件联合组网，可以有效研究电动车负荷充放电特性及其对电网的影响。3.系统运行模式和组态方式的灵活性本实验系统运行模式上分为并网和孤岛两种模式，两种运行模式下可实现多种组网方式和运行模式；包括：局部发供电实验系统单一并网模式、并网与孤岛之间切换的暂态模式、局部发供电实验系统全部并网模式、局部发供电实验系统孤岛模式；各种分布式电源、储能元件、电动车、模拟装置的运行模式等由其控制器F1-F14控制，通过控制F1-F14的开断状态，可以实现不同分布式电源运行模式的灵活切换；通过多路可控开关的设置，局部发供电实验系统结构可以根据运行和研究的需要，灵活调整，多种组态。有效的解决现有实验系统运行模式和组态方式不够灵活的问题，可以实现网络重组。4.控制模式的多样性本实验系统建设充分考虑到目前所有的控制策略，为主从控制、对等控制和分层控制策略的研究提供了良好的实验系统，主要包括：（1）以多种分布式电源为主控制器的主从控制策略研究；（2）以多种储能元件为主控制器的主从控制策略研究；（3）以分布式电源加储能元件为主控制器的主从控制策略研究；（4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有电动车的局部发供电实验系统，其特征在于：包括风力发电单元、光伏发电并网单元储能单元、电动车充放电单元、三级负荷、负荷控制装置、模拟负载、PV模拟器、变频器、交流并网柜、接入柜、中央控制器、联络开关、电缆和母线；所述风力发电单元经联络开关F1接到母线M1上，光伏发电并网单元经联络开关F2‑F4接到母线M1上，储能单元中的一套设备经联络开关F5接到母线M1上，储能单元中的另一套设备经联络开关F11接到母线M2上，模拟负载经联络开关F9接到母线M2上，变频器输出端连接PV模拟器输入端，PV模拟器输出端经联络开关F10接到母线M2上，电动车充放电单元经联络开关F12‑F14连接到母线M4上，母线M1及与其连接的各部件构成一个局部发供电实验系统，母线M2及与其连接的各部件构成另一个局部发供电实验系统，母线M4及与其连接的各部件构成第三个局部发供电实验系统，M1、M2和M4之间通过电缆连接并设有联络开关K2和K6，M1、M2和M4分别与母线M3通过电缆相连，且两条电缆上分别设有联络开关K3、K4和K5，母线M3经联络开关K1和变压器与外电网相连；各个联络开关之间设有通信网络，通过现场总线与中央控制器相连，以实现信息的采集与开关状态的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种含有电动车的局部发供电实验系统，其特征在于：包括风力发电单元、光伏发电并网单元储能单元、电动车充放电单元、三级负荷、负荷控制装置、模拟负载、PV模拟器、变频器、交流并网柜、接入柜、中央控制器、联络开关、电缆和母线；所述风力发电单元经联络开关F1接到母线M1上，光伏发电并网单元经联络开关F2-F4接到母线M1上，储能单元中的一套设备经联络开关F5接到母线M1上，储能单元中的另一套设备经联络开关F11接到母线M2上，模拟负载经联络开关F9接到母线M2上，变频器输出端连接PV模拟器输入端，PV模拟器输出端经联络开关F10接到母线M2上，电动车充放电单元经联络开关F12-F14连接到母线M4上，母线M1及与其连接的各部件构成一个局部发供电实验系统，母线M2及与其连接的各部件构成另一个局部发供电实验系统，母线M4及与其连接的各部件构成第三个局部发供电实验系统，M1、M2和M4之间通过电缆连接并设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文瑶，赵毅，王刚，戴宪滨，王宝石，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21