面向电动汽车的直流微电网系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供的一种面向电动汽车的直流微电网系统及其控制方法，采用直流微电网系统作为公网和电动汽车之间的中间系统，可以更好的保护公网系统的稳定性；并且直流微电网系统可以减少电能转换次数，提高电能利用效率；其中采用双向AC/DC变换器连接公网与直流微电网系统，通过能量的双向流动控制来调节两个系统的稳定性；同时设计双向充电装置，对直流微电网系统中接入的大量电动汽车蓄电池提供放电功能，结合用户利益和系统稳定进行充放电控制，有助于维持直流微电网系统的内部稳定，减弱公网负担，并通过中央调控可以为整个公网系统的削峰填谷提供新的选择。

【技术实现步骤摘要】
面向电动汽车的直流微电网系统及其控制方法
本专利技术涉及微电网
，尤其涉及一种面向电动汽车的直流微电网系统及其控制方法。
技术介绍
随着我国电动汽车产业的推进，电动汽车充电桩的保有量持续上升，很多商场社区都具有数量不小的充电桩群组。充电桩目前以交流形式为主，并且直接接入公网，单向为用户充电，充电装置与区域集中器直接通信。然而，电动汽车直接通过充电桩单向充电，多个充电桩分别单独接入公网，导致不同充电装置共同影响公网，对公网造成了严重的负担，尤其是当前厂家单方面加大充电功率对输电线路、配用电系统都造成了严重的影响，具有明显的安全隐患；并且，电动汽车充电多采用交直变换，大量的AC-DC充电器加剧了公网系统的谐波影响，危害系统稳定性；另外，电动汽车的使用具有明显的周期性，在晚间下班集体充电期间也会加剧电力系统的峰谷特性，使得公网的能源利用效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中电动汽车直接通过充电桩单向充电，使得公网负担较大，稳定性较低，以及能源利用效率较低的技术缺陷。本专利技术实施例提供了一种面向电动汽车的直流微电网系统，所述直流微电网系统包括：分布式能源、双向充电装置、储能电池、集中控制器、双向AC/DC变换器；其中，所述分布式能源、所述双向充电装置、所述储能电池和所述双向AC/DC变换器均通过直流母线与所述集中控制器进行信息交互；一方面，所述集中控制器通过所述双向充电装置采集电动汽车的信息流和能量流，并根据所述电动汽车的信息流和能量流控制所述分布式能源和/或所述储能电池对所述电动汽车进行充放电；另一方面，所述集中控制器通过云端与公网系统进行交互，以及通过所述双向AC/DC变换器采集所述公网的信息流和能量流，根据所述公网系统的调度指令以及所述公网的信息流和能量流控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种对所述公网进行削峰填谷。可选地，所述双向充电装置包括内部控制器和双向DC/DC变换器；所述双向DC/DC变换器连接于所述电动汽车与所述直流母线之间，所述内部控制器用于采集所述双向DC/DC变换器中的电信号，并对所述电信号进行处理后与所述集中控制器进行信息流的交互；以及，根据所述集中控制器返回的信息流驱动所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动。可选地，所述内部控制器用于采集所述双向DC/DC变换器中的电信号，并对所述电信号进行处理后与所述集中控制器进行信息流的交互的步骤，包括：所述内部控制器采集所述双向DC/DC变换器中一二次侧的电压和电流，并根据所述电压和电流计算第一控制参数，将所述第一控制参数通过通讯协议传输至所述集中控制器，并接收所述集中控制器下发的第二控制参数。可选地，所述第一控制参数包括所述电动汽车的状态信息、电池容量以及所述直流母线的母线状态，所述第二控制参数包括所述双向DC/DC变换器的传输功率。可选地，根据所述集中控制器返回的信息流驱动所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动的步骤，包括：根据所述集中控制器返回的所述双向DC/DC变换器的传输功率确定所述双向DC/DC变换器的PWM信号；利用所述PWM信号驱动所述双向DC/DC变换器，使得所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动。可选地，利用所述PWM信号驱动所述双向DC/DC变换器，使得所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动的步骤，包括：利用所述PWM信号调整所述双向DC/DC变换器中一二次侧时序的相位，并根据调节后的时序控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动。可选地，利用所述PWM信号调整所述双向DC/DC变换器中一二次侧时序的相位的步骤，包括：若所述双向DC/DC变换器的传输功率为正向传输功率，则将所述双向DC/DC变换器中一次侧时序的相位调整为超前二次侧时序的相位，以使所述电动汽车进行充电。可选地，利用所述PWM信号调整所述双向DC/DC变换器中一二次侧时序的相位的步骤，还包括：若所述双向DC/DC变换器的传输功率为反向传输功率，则将所述双向DC/DC变换器中一次侧时序的相位调整为滞后二次侧时序的相位，以使所述电动汽车进行放电。本专利技术还提供了一种面向电动汽车的直流微电网系统的控制方法，应用于如上述实施例中任一项所述的面向电动汽车的直流微电网系统，包括：根据所述双向充电装置上传的信息流确定所述电动汽车的充电功率与所述分布式能源产生的功率之间的关系；若所述电动汽车的充电功率大于所述分布式能源产生的功率，则控制所述储能电池释放能量流；若所述电动汽车的充电功率小于所述分布式能源产生的功率，则控制所述储能电池吸收所述分布式能源释放的能量流。可选地，所述面向电动汽车的直流微电网系统的控制方法，还包括：根据所述公网的信息流和能量流确定所述公网的功率状态；若所述功率状态处于峰值时，则通过所述公网系统的调度指令控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种吸收所述公网的功率；若所述功率状态处于谷底时，则通过所述公网系统的调度指令控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种对所述公网发出功率。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术提供的一种面向电动汽车的直流微电网系统及其控制方法，所述直流微电网系统包括：分布式能源、双向充电装置、储能电池、集中控制器、双向AC/DC变换器；其中，所述分布式能源、所述双向充电装置、所述储能电池和所述双向AC/DC变换器均通过直流母线与所述集中控制器进行信息交互；一方面，所述集中控制器通过所述双向充电装置采集电动汽车的信息流和能量流，并根据所述电动汽车的信息流和能量流控制所述分布式能源和/或所述储能电池对所述电动汽车进行充放电；另一方面，所述集中控制器通过云端与公网系统进行交互，以及通过所述双向AC/DC变换器采集所述公网的信息流和能量流，根据所述公网系统的调度指令以及所述公网的信息流和能量流控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种对所述公网进行削峰填谷。本专利技术采用直流微电网系统作为公网和电动汽车之间的中间系统，可以更好的保护公网系统的稳定性；并且直流微电网系统可以减少电能转换次数，提高电能利用效率；其中采用双向AC/DC变换器连接公网与直流微电网系统，通过能量的双向流动控制来调节两个系统的稳定性；同时设计双向充电装置，对直流微电网系统中接入的大量电动汽车蓄电池提供放电功能，结合用户利益和系统稳定进行充放电控制，有助于维持直流微电网系统的内部稳定，减弱公网负担，并通过中央调控可以为整个公网系统的削峰填谷提供新的选择。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，所述直流微电网系统包括：分布式能源、双向充电装置、储能电池、集中控制器、双向AC/DC变换器；/n其中，所述分布式能源、所述双向充电装置、所述储能电池和所述双向AC/DC变换器均通过直流母线与所述集中控制器进行信息交互；/n一方面，所述集中控制器通过所述双向充电装置采集电动汽车的信息流和能量流，并根据所述电动汽车的信息流和能量流控制所述分布式能源和/或所述储能电池对所述电动汽车进行充放电；/n另一方面，所述集中控制器通过云端与公网系统进行交互，以及通过所述双向AC/DC变换器采集所述公网的信息流和能量流，根据所述公网系统的调度指令以及所述公网的信息流和能量流控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种对所述公网进行削峰填谷。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，所述直流微电网系统包括：分布式能源、双向充电装置、储能电池、集中控制器、双向AC/DC变换器；
其中，所述分布式能源、所述双向充电装置、所述储能电池和所述双向AC/DC变换器均通过直流母线与所述集中控制器进行信息交互；
一方面，所述集中控制器通过所述双向充电装置采集电动汽车的信息流和能量流，并根据所述电动汽车的信息流和能量流控制所述分布式能源和/或所述储能电池对所述电动汽车进行充放电；
另一方面，所述集中控制器通过云端与公网系统进行交互，以及通过所述双向AC/DC变换器采集所述公网的信息流和能量流，根据所述公网系统的调度指令以及所述公网的信息流和能量流控制所述分布式能源、所述储能电池以及所述电动汽车中的至少一种对所述公网进行削峰填谷。


2.根据权利要求1所述的面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，所述双向充电装置包括内部控制器和双向DC/DC变换器；
所述双向DC/DC变换器连接于所述电动汽车与所述直流母线之间，所述内部控制器用于采集所述双向DC/DC变换器中的电信号，并对所述电信号进行处理后与所述集中控制器进行信息流的交互；
以及，根据所述集中控制器返回的信息流驱动所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动。


3.根据权利要求2所述的面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，所述内部控制器用于采集所述双向DC/DC变换器中的电信号，并对所述电信号进行处理后与所述集中控制器进行信息流的交互的步骤，包括：
所述内部控制器采集所述双向DC/DC变换器中一二次侧的电压和电流，并根据所述电压和电流计算第一控制参数，将所述第一控制参数通过通讯协议传输至所述集中控制器，并接收所述集中控制器下发的第二控制参数。


4.根据权利要求3所述的面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，所述第一控制参数包括所述电动汽车的状态信息、电池容量以及所述直流母线的母线状态，所述第二控制参数包括所述双向DC/DC变换器的传输功率。


5.根据权利要求4所述的面向电动汽车的直流微电网系统，其特征在于，根据所述集中控制器返回的信息流驱动所述双向DC/DC变换器控制所述能量流在所述直流母线与所述电动汽车之间进行双向流动的步骤，包括：
根据所述集中控制器返回的所述双向DC/DC变换器的传输功率确定所述双向DC/DC变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘廷哲，金鑫，黄博阳，冯俊豪，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44