CN115764951A - 一种交流耦合的光储充*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流耦合的光储充***，包括EMS能量管理***以及受EMS能量管理***控制的光伏***、储能***、充电桩***；光伏***包括光伏组件、与光伏组件连接的光伏逆变器；储能***包括储能电池、与储能电池连接的储能交流器；充电桩***包括直流充电桩、与直流充电桩连接的充电配电柜；光伏逆变器、储能交流器、充电配电柜均通过交流低压柜、交流变压器、交流高压柜与电网连接，交流低压柜、交流变压器、交流高压柜均与EMS能量管理***连接受EMS能量管理***控制，本发明***的整体微电网拓扑结构简单，方案整体技术和产品选型非常成熟、稳定性高，其在EMS能量管理***的优化策略和调度管理下，有多种模式可根据实际场景进行选择切换使用。
Description
技术领域
本发明涉及光储能充电领域，具体涉及一种交流耦合的光储充***。
背景技术
随着交通减排、能源减排、工业减排、生产减排等要求的发展，在园区或者城市充电站等场景利用闲置的屋顶或者车棚安装光伏，同时配置储能和充电桩，打造新能源光伏+储能+充电桩的模式，提供了绿色、节能、减碳的清洁能源解决方案，直流耦合光储充***，其主要考虑DC/AC电力电子变换***的能量效率损耗问题，使用直流耦合可以提高能量效率。
直流耦合即能量的汇集点在直流侧，从电气拓扑上看，直流耦合是储能电池通过DCDC充放电双向直流变换***与DCDC单向变换模块的光伏***、及DCDC大功率汽车双向充电***共用直流母线，直流母线再通过DC/AC电力电子双向变换装置连接至外部交流电网。
交流耦合即能量的汇集点在交流侧，从电气拓扑上看，交流耦合是储能***通过储能变流器(PCS)与直流充电桩、光伏逆变器的光伏***共用交流400V母线。
对比两种***，其直流耦合***存在以下技术缺点：
(1)直流耦合光储充***使用了大量的DCDC直流变换模块，其产品成熟度低，产品市场选型困难、大部分产品是非标产品，另外故障率高，其高故障率将直接导致整体***的可靠性差。
(2)基于光伏***是一种分布式电源，其随天气存在波动性、间歇性及不确定性，将导致直流耦合***的直流母线电压波动非常明显。
(3)直流电路***中，其开关的关断过程由于没有过零点，其关断过程比交流开关复杂，开关内部电弧不容易熄灭且关断时间较长。
(4)直流耦合的直流母线绝缘要求高，设计缺陷故障会导致发生电弧火花，由于直流电流没有过零点，不易熄灭，其高温电弧在光储充***里面会引发储能电池、电缆等易燃物发生火灾。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种交流耦合的光储充***，包括EMS能量管理***以及受EMS能量管理***控制的光伏***、储能***、充电桩***；
所述光伏***包括光伏组件、与光伏组件连接的光伏逆变器；所述储能***包括储能电池、与储能电池连接的储能交流器；所述充电桩***包括直流充电桩、与直流充电桩连接的充电配电柜；所述光伏逆变器、储能交流器、充电配电柜均通过交流低压柜、交流变压器、交流高压柜与电网连接，所述交流低压柜、交流变压器、交流高压柜均与EMS能量管理***连接受EMS能量管理***控制。
优选地，所述EMS能量管理***包括能量调度模块、优化管理模块、整体***策略群组优化模块。
优选地，所述能量调度模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行能量调度；所述优化管理膜用于对光伏***、储能***、充电桩***进行优化管理；所述整体***策略群组优化模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行整体控制，同时对充电桩群进行群充管理和桩群的功率调配。
优选地，所述交流高压柜还连接其他变压器、其他低压柜以及其他负荷。
采用以上方案后，本发明具有如下优点：本发明通过设置光伏***、储能***、充电桩***、EMS能量管理***，由EMS能量管理***对光伏、储能、充电进行能量调度和优化管理，以及整体***策略群组优化控制等；本发明***的整体微电网拓扑结构简单，方案整体技术和产品选型非常成熟、稳定性高，其在EMS能量管理***的优化策略和调度管理下，有多种模式可根据实际场景进行选择切换使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种交流耦合的光储充***的***示意图。
图2是本发明一种交流耦合的光储充***中EMS能量管理***的***示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例
结合附图1-2，本实施例公开一种交流耦合的光储充***，包括EMS能量管理***以及受EMS能量管理***控制的光伏***、储能***、充电桩***；
光伏***包括光伏组件、与光伏组件连接的光伏逆变器；储能***包括储能电池、与储能电池连接的储能交流器；充电桩***包括直流充电桩、与直流充电桩连接的充电配电柜；光伏逆变器、储能交流器、充电配电柜均通过交流低压柜、交流变压器、交流高压柜与电网连接，交流低压柜、交流变压器、交流高压柜均与EMS能量管理***连接受EMS能量管理***控制。交流高压柜还连接其他变压器、其他低压柜以及其他负荷。
结合附图2，EMS能量管理***包括能量调度模块、优化管理模块、整体***策略群组优化模块；能量调度模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行能量调度；优化管理膜用于对光伏***、储能***、充电桩***进行优化管理；整体***策略群组优化模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行整体控制，同时对充电桩群进行群充管理和桩群的功率调配。
本实施例中，光伏***即包括光伏组件、逆变器等，由逆变器与交流电网连接，光伏组件产生的绿电为清洁能源，可实现节能减排。
储能***即包括储能电池、储能变流器等，由储能变流器与交流电网连接，储能***可以进行光伏绿电消纳、虚拟增容、峰谷获益、应急电源等，同时降低了电网负荷，减少充电桩对局部电网的冲击，以及解决城市快速充电基础设施的电网扩容问题；另外储能支持能量馈入电网。
充电桩***即包括直流充电桩(可以集成一个或多个充电终端)、充电配电柜等，由直流桩与交流电网连接，充电桩***具备大功率快充功能，有效的缩短了新能源车的充电时长，缓解了城市里面新能源车的充电难题。
EMS能量管理***，分别与光伏***、储能***、充电桩***、交流低压柜、变压器、交流高压柜等进行通信，对光伏、储能、充电进行能量调度和优化管理，以及整体***策略群组优化控制，同时可以对充电桩群进行群充管理和桩群的功率调配。
对比于直流耦合光储充***，交流耦合光储充***的整体微电网拓扑结构简单，方案整体技术和产品选型非常成熟、稳定性高，其在EMS能量管理***的优化策略和调度管理下，有以下多种模式可根据实际场景进行选择切换使用：
(1)并网光储模式：白天光伏发电，如无充电桩使用，优先给储能电池充电，储能电池充电完成后，光伏多余能量馈入电网可获取收益。
(2)并网储充模式：在峰时电价场景下，储能电池放电给充电桩使用，在不使用电网能量的时候，满足电动汽车的充电需求。
(3)并网光储充模式：白天光伏发电，当光伏功率大于充电桩功率时，优先给充电桩使用，多余功率给储能电池充电或者余电上网获取收益；当光伏功率小于充电桩功率时，光伏功率优先给充电桩使用，不足部分由储能电池放电进行补充，这样整体减少了充电桩对局部电网的依赖合冲击，以及解决城市快速充电基础设施的电网扩容问题。
(4)离网光储充模式：白天电网停电期间，储能工作在电压源模式建立交流母线，光伏逆变器以电流源方式输出功率到交流母线，由储能变流器和光伏逆变器同时供电，可供充电桩和其他负荷使用。
(5)离网储充模式：夜间电网停电期间，储能工作在电压源模式建立交流母线，由储能变流器供电，可供充电桩和其他负荷使用，储能***可以作为应急备用电源。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种交流耦合的光储充***，其特征在于，包括EMS能量管理***以及受EMS能量管理***控制的光伏***、储能***、充电桩***；
所述光伏***包括光伏组件、与光伏组件连接的光伏逆变器；所述储能***包括储能电池、与储能电池连接的储能交流器；所述充电桩***包括直流充电桩、与直流充电桩连接的充电配电柜；所述光伏逆变器、储能交流器、充电配电柜均通过交流低压柜、交流变压器、交流高压柜与电网连接，所述交流低压柜、交流变压器、交流高压柜均与EMS能量管理***连接受EMS能量管理***控制。
2.根据权利要求1所述的一种交流耦合的光储充***，其特征在于，所述EMS能量管理***包括能量调度模块、优化管理模块、整体***策略群组优化模块。
3.根据权利要求2所述的一种交流耦合的光储充***，其特征在于，所述能量调度模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行能量调度；所述优化管理膜用于对光伏***、储能***、充电桩***进行优化管理；所述整体***策略群组优化模块用于对光伏***、储能***、充电桩***进行整体控制，同时对充电桩群进行群充管理和桩群的功率调配。
4.根据权利要求1所述的一种交流耦合的光储充***，其特征在于，所述交流高压柜还连接其他变压器、其他低压柜以及其他负荷。
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| CN (1) | CN115764951A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116706972A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-09-05 | 江苏鸿博电力新能源有限公司 | 一种光伏储能***及其储能方法 |
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2022
- 2022-11-08 CN CN202211388536.6A patent/CN115764951A/zh active Pending
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