一种V2G短时应急充电系统及方法技术方案

本公开提供了一种V2G短时应急充电系统及方法，包括等量定额储能装置、具有多个充电桩的充电站和调控中心，所述等量定额储能装置和充电站均与电网连接；等量定额储能装置包括多个储能单元和控制单元，所有储能单元均与控制单元进行信息交互；等量定额储能装置与充电站连接，各储能单元能够接收并存储来自充电站车辆的电能，并能够向所述电网放电；调控中心对等量定额储能装置、充电站、充电对象和电网之间的能量流动进行调控，保证整个V2G短时应急充电系统的充电需求“荷”为固定值或/和发电量“源”为固定值。

A short-time emergency charging system and method for V2G

【技术实现步骤摘要】
一种V2G短时应急充电系统及方法
本公开属于充电
，具体涉及一种V2G短时应急充电系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。V2G(VehicletoGrid)指以智能电网技术为支撑，电动汽车与电网之间通过双向通信，将处于停驶状态的电动汽车作为可移动的分布式储能单元，实现能量在电动汽车与电网之间双向流动(充、放电)。在电动汽车电池电量不足时，可作为电网的负荷从电网获取电能(以下,简称G2V能量流)；在电动汽车电池电量充足且满足用户行驶需求时，电动汽车可作为电网的储能设备或备用电源将剩余可控电能反向输送到电网中(以下,简称V2G能量流)，实现电动汽车与电网互动，提供相关调峰调频、黑启动等辅助服务。需求侧的电动汽车大规模接入配电网，由于其充电时间地点的高度随机性，会对配电网网损，电能质量，可靠性，稳定性等方面产生影响。据专利技术人了解，传统电网的只有供给侧管理，通过开关发电机组控制发电量，实现对用户需求的跟随。大规模电动汽车接入充电或放电，其用电量瞬息万变，呈现出接近于圆滑的曲线变化，而电网中数量有限的发电厂，无论是机组入列还是解列，都呈现出阶梯状变化，所以电网为适应大规模汽车接入调度难度相当大。再加上V2G技术是双向能量流动，数学模型复杂程度翻倍，实现起来难度翻倍，因此，现有的充电站(桩)无V2G功能，仅能充电，大规模随机充电的电动汽车会对电网造成冲击，在用电高峰和低谷时，加剧电网的调度难度，冲击电网，严重的会引起失步振荡，且电动汽车的能量流动直接和电网相连，传统方式无法控制。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种V2G短时应急充电系统及方法，本公开可以保证当整个V2G充电系统连接至电网时，为恒定的用电量(荷)或者恒定的发电量(源)，保证充电的安全性、稳定性，保证电网的平稳性，减少冲击。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种V2G短时应急充电系统，包括等量定额储能装置、具有多个充电桩的充电站、调控中心，所述等量定额储能装置和充电站均与电网连接；所述等量定额储能装置包括多个储能单元、控制单元，所有储能单元均与控制单元进行信息交互；所述等量定额储能装置与充电站连接，各储能单元能够接收并存储来自充电站车辆的电能，并能够向所述电网放电；所述调控中心对等量定额储能装置、充电站、充电对象和电网之间的能量流动进行调控，保证整个V2G短时应急充电系统的充电需求“荷”为固定值或/和发电量“源”为固定值。其中“荷”状态代表等量定额储能装置从电网充电，“源”状态代表等量定额储能装置向电网放电。具体的，作为一种或多种实施方式，当所述储能单元电量之和少于等于第一设定阈值，且充电站的充电桩投入充电的数量大于第一设定值时，等量定额储能装置处于“荷”状态，正在充电的储能单元与新加入的充电对象等电量对换，充电对象通过充电桩进行充电，直到充电完成，保证充电需求为恒定值。具体的，作为一种或多种实施方式，当所述储能单元电量之和大于等于第二设定阈值，且充电站的充电桩投入充电数量小于第一设定值，且充电对象的电荷数量高于预设值时，正在放电的储能单元与充电对象等电量对换，由储能单元向电网放电切换至充电对象向电网放电，保证发电量为恒定值。作为进一步的限定，当所述储能单元电量之和在第一设定阈值和第二设定阈值之间，根据电网的用电情况，所述调控中心对电能流动进行配置。具体的，当电网处于用电高峰时，整个充电站被配置为源状态，当电网处于用电低谷时，充电站被置成荷状态。作为进一步的限定，所述等量定额储能装置还连接有新能源发电系统；所述新能源发电系统能够对等量定额储能装置进行充放电，所述等量定额储能装置起缓冲作用。所述新能源发电系统包括但不限于风电、光伏发电。作为进一步的限定，所述储能单元包括但不限于锂电池、铅酸电池、超级电容。定额储能装置内的储存单元串联，充电对象等量替换时，把充电对象切入串联。本公开中的等量，是指至少其中一个储能单元与充电对象(如电动汽车)的电量等额/相同值的对换。本公开中的定额，是指整个充电站对于电网是一个固定电量的荷或源(如果能量流在电网和充电站之间有流动)。定额指功率固定，电压、电流均为固定值。作为一种实施方案，推荐第一设定阈值为30％，第二设定阈值为80％，第一设定值为50％。当然，上述设定阈值、设定值可以根据具体电网大小、负荷多少、充电站规模以及储能单元容量进行适应性的调整。充电对象包括但不限于电动汽车。一种等量定额V2G短时应急充电方法，在电网和充电端之间增设储能装置，电网、充电端和储能装置之间两两连接，利用储能装置作为电网和充电对象之间的缓冲，保证整个V2G短时应急充电系统的充电需求“荷”为固定值或/和发电量“源”为固定值。作为进一步的限定，当储能装置的电量少于等于第一设定阈值，且充电端的负荷大于第一设定值时，等量定额储能装置处于“荷”状态，正在充电的储能单元与新加入的充电对象等电量对换，充电对象通过充电桩进行充电，直到充电完成，保证充电需求为恒定值。作为进一步的限定，当储能装置电量大于等于第二设定阈值，且充电端的负荷小于第一设定值，且充电对象的电荷数量高于预设值时，等量定额储能装置处于“源”状态，正在放电的储能单元与充电对象等电量对换，由储能单元向电网放电切换至充电对象向电网放电，保证发电量为恒定值。一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种等量定额V2G短时应急充电方法。一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种等量定额V2G短时应急充电方法。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开创新性提出了V2G短时应急充电方法，研制了相关系统，实现了根据等量定额装置和充放电对象的源荷状态对整个储能电站的智能配置，提高了整个充电站或区域的充电能力。本公开构建了电网充电双向能量流动模型，设计了多阈值等量定额充电需求平衡方法，解决了电动汽车充电时对区域电网的影响问题，实现了就地智能电力调度，增强了电网的安全稳定和平衡性。本公开中通过增设等量定额储能装置，实现了就地智能电力调度，减少了与电网的耦合度，降低了风险，增加稳定性，健壮性。等量定额储能装置的定额大小，即可以最多可替换多少汽车电池容量，与充电站所在地的电动汽车车流量和电网常见的发电机组容量有关，需要大数据车联网的支持，建设初期宜安装少量，后期扩容，具有一定的灵活性。等量定额储能装置的等量大小，即等量储能单元的大小，市面上各式各样的电动汽车电池容量相关，选择常见容量即可。可以使用梯次回收利用的锂电池，制造本系统中的等量定额电池储能装置，成本降低；随着生产锂电成本的逐年下降和电动汽车旧锂电池梯次回收利用，本公开的经济性会逐渐突显。本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种V2G短时应急充电系统，其特征是：包括等量定额储能装置、调控中心、具有多个充电桩的充电站，所述等量定额储能装置和充电站均与电网连接；/n所述等量定额储能装置包括控制单元和多个储能单元，所有储能单元均与控制单元进行信息交互；/n所述等量定额储能装置与充电站连接，各储能单元能够接收并存储来自充电站车辆的电能，并能够向所述电网放电；/n所述调控中心对等量定额储能装置、充电站、充电对象和电网之间的能量流动进行调控，保证整个V2G短时应急充电系统的充电需求为固定值或/和发电量为固定值。/n

【技术特征摘要】
1.一种V2G短时应急充电系统，其特征是：包括等量定额储能装置、调控中心、具有多个充电桩的充电站，所述等量定额储能装置和充电站均与电网连接；
所述等量定额储能装置包括控制单元和多个储能单元，所有储能单元均与控制单元进行信息交互；
所述等量定额储能装置与充电站连接，各储能单元能够接收并存储来自充电站车辆的电能，并能够向所述电网放电；
所述调控中心对等量定额储能装置、充电站、充电对象和电网之间的能量流动进行调控，保证整个V2G短时应急充电系统的充电需求为固定值或/和发电量为固定值。


2.如权利要求1所述的一种V2G短时应急充电系统，其特征是：当所述储能单元电量之和少于等于第一设定阈值，且充电站的充电桩投入充电的数量大于第一设定值时，等量定额储能装置处于“荷”状态，正在充电的储能单元与新加入的充电对象等电量对换，充电对象通过充电桩进行充电，直到充电完成，保证充电需求为恒定值；
或，当所述储能单元电量大于等于第二设定阈值，且充电端的负荷小于第一设定值，且充电对象的电荷数量高于预设值时，等量定额储能装置处于“源”状态，正在放电的储能单元与充电对象等电量对换，由储能单元向电网放电切换至充电对象向电网放电，保证发电量为恒定值。


3.如权利要求1所述的一种V2G短时应急充电系统，其特征是：当所述储能单元电量之和大于等于第二设定阈值，且充电站的充电桩投入充电数量小于第一设定值，且充电对象的电荷数量高于预设值时，正在放电的储能单元与充电对象等电量对换，由储能单元向电网放电切换至充电对象向电网放电，保证发电量为恒定值。


4.如权利要求1所述的一种V2G短时应急充电系统，其特征是：当所述储能单元电量之和在第一设定阈值和第二设定阈值之间，根据电网的用电情况，所述调控中心对电能流动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴延宇，何军田，李春飞，曹同利，顾延祥，胡勇，刘运光，袁宝，乔亚男，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37