在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統的製作方法
2024-03-10 04:00:15
專利名稱：在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統。
背景技術：
按照國家新能源汽車產業發展規劃，2010年到2015年是電動汽車產業化和大規模推廣應用關鍵的五年。相關研究表明，2016年是電動汽車產業化發展的拐點，電動汽車發展進入高速成長期。預計到2020年，上海市電動汽車市場規模預計可達約35萬輛(按市場滲透率15 %計算)。大量的車輛充電將帶來新一輪的用電負荷快速增長，以每輛車配置 12 kW*h計算，這些電動汽車日充電所用電量約為336萬kW*h (按0. 8同時率計算)， 這對用電負荷峰谷差日益加大的電力系統而言，增加了發電、輸電、配電的壓力。如何推動電動汽車的發展，同時又能滿足日益增長的電動汽車的用電需求，如何利用電動汽車作為移動式分布儲能單元來縮小日益增長的電力峰谷負荷差，以提高輸配電設備負荷利用率和減緩新發電廠建設，這些都成為了日益嚴峻的突出問題。
發明內容
本發明提供的一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，可使電動汽車不僅作為電力消費體，還可作為移動儲能設備，在電動汽車閒置時作為綠色可再生能源為電網提供電力，實現在受控狀態下電動汽車的能量與電網之間的雙向互動和交換。為了達到上述目的，本發明提供一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，該系統包含上級調度模塊、電動汽車充放電監控模塊和若干充放電站，上級調度模塊與電動汽車充放電監控模塊之間通過網絡進行雙向通信，電動汽車充放電監控模塊與充放電站之間通過網絡進行雙向通信。所述的充放電系統還包含區域調度模塊，該區域調度模塊分別與上級調度模塊和電動汽車充放電監控模塊通過網絡進行雙向通信。所述的電動汽車充放電監控模塊實時檢測充放電站與配電網埠處的電壓、功率，並通過乙太網與充放電站相連，獲取各充放電站的預測信息，同時實時獲取充放電的電池狀態，包括電池的總容量、可用容量、可用的交流側充放電功率等，並將上述信息發送給上級調度模塊和區域調度模塊，上級調度模塊和區域調度模塊在獲取電動汽車充放電監控模塊發送的數據後，根據電網的負荷預測情況、機組情況來制定充放電計劃(包括充放電的時間、充放電的功率)，並將充放電計劃通過電動汽車充放電監控模塊發送到各充放電站， 同時，根據負荷的實際情況和各充放電站的實時信息，發送充放電站實時充放電修正指令。所述的充放電站包含控制模塊、營銷管理模塊、變壓器，所述的控制模塊與電動汽車充放電監控模塊進行雙向通信，所述的變壓器電路連接電網。所述的充放電站還包含電路連接所述變壓器的若干智能電錶與智能開關，還包含對應電路連接每個智能電錶與智能開關的雙向智能控制裝置。
所述的控制模塊通過總線或者網絡與雙向智能控制裝置進行雙向通信，所述的營銷管理模塊通過串口與智能電錶與智能開關進行雙向通信，所述的雙向智能控制裝置電路連接電動汽車，並與電動汽車通過總線或者網絡進行雙向通信。 所述的控制模塊對所有的電動汽車的電池進行質量和狀態的監控和管理，採集電池總容量、可用容量、用戶設定的參數、各電池的充放電特性，並將上述信息發送給電動汽車充放電監控模塊，並接收電動汽車充放電監控模塊發送的指令，並將指令依據充放電站內車輛的電池情況及用戶設定情況，合理的將指令發送到各個雙向智能控制裝置，通過通信實現對雙向智能控制裝置的控制，包括啟停和輸入輸出的電壓、電流控制。該控制模塊還監控充放電過程，當發生故障時，報警並進行處理。該控制模塊還監控電池電量，並且對價格進行結算，並可累計放電電量和收入。當系統處於充電模式下，所述的雙向智能控制裝置對經過變壓器的電網三相交流電進行整流濾波後，形成可根據電池實時信息動態調整的直流電壓，輸出到電動汽車的電池，當系統處於放電模式下，所述的雙向智能控制裝置將電動汽車的電池側的直流電壓逆變成三相交流電，通過變壓器輸出到電網。所述的智能電錶與智能開關對充放電的電量進行雙向計量，將計量值儲存後，傳送給營銷管理模塊，以供營銷管理模塊進行統計分析，該智能電錶與智能開關還可實現自動負荷控制、實時計價。本發明既解決了電動汽車大規模發展帶來的電網負荷壓力，又可將電動汽車作為移動儲能設備接入電網，用於削峰填谷、旋轉備用、新能源接入，提高電網供電靈活性、可靠性和能源利用效率，延緩電網建設投資。
圖1是本發明提供的一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統的結構示意圖。圖2是本發明提供的一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統的充放電站的結構示意圖。
具體實施例方式以下根據圖1 圖2，具體說明本發明的較佳實施例
如圖1所示，是一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統的結構示意圖，該充放電系統包含上級調度模塊101、電動汽車充放電監控模塊103和若干充放電站 104，上級調度模塊101與電動汽車充放電監控模塊103之間通過乙太網進行雙向通信，電動汽車充放電監控模塊103與充放電站104之間通過乙太網進行雙向通信。所述的充放電系統還包含區域調度模塊102，該區域調度模塊102分別與上級調度模塊101和電動汽車充放電監控模塊103通過乙太網進行雙向通信。所述的電動汽車充放電監控模塊103實時檢測充放電站與配電網埠處的電壓、 功率，並通過乙太網與充放電站104相連，獲取各充放電站104的預測信息，同時實時獲取充放電的電池狀態，包括電池的總容量、可用容量、可用的交流側充放電功率等，並將上述信息發送給上級調度模塊101和區域調度模塊102，上級調度模塊101和區域調度模塊102在獲取電動汽車充放電監控模塊103發送的數據後，根據電網的負荷預測情況、機組情況來制定充放電計劃(包括充放電的時間、充放電的功率)，並將充放電計劃通過電動汽車充放電監控模塊103發送到各充放電站104，同時，根據負荷的實際情況和各充放電站的實時信息，發送充放電站實時充放電修正指令。如圖2所示，所述的充放電站104包含控制模塊1041、營銷管理模塊1042、變壓器 1043，所述的控制模塊1041與電動汽車充放電監控模塊103進行雙向通信，所述的變壓器 1043電路連接電網。所述的充放電站104還包含電路連接所述變壓器1043的若干智能電錶與智能開關1044，還包含對應電路連接每個智能電錶與智能開關1044的雙向智能控制裝置1045。所述的控制模塊1041通過總線或者網絡與雙向智能控制裝置1045進行雙向通信，所述的營銷管理模塊1042通過串口與智能電錶與智能開關1044進行雙向通信，所述的雙向智能控制裝置1045電路連接電動汽車，並與電動汽車通過總線或者網絡進行雙向通所述的總線為CAN總線，所述的網絡為乙太網，所述的串口為RS-485通信串口。所述的控制模塊1041對所有的電動汽車的電池進行質量和狀態的監控和管理， 採集電池總容量、可用容量、用戶設定的參數、各電池的充放電特性，並將上述信息發送給電動汽車充放電監控模塊103，並接收電動汽車充放電監控模塊103發送的指令，並將指令依據充放電站內車輛的電池情況及用戶設定情況，合理的將指令發送到各個雙向智能控制裝置1045，通過通信實現對雙向智能控制裝置1045的控制，包括啟停和輸入輸出的電壓、 電流控制。該控制模塊1041還監控充放電過程，當發生故障時，報警並進行處理。該控制模塊1041還監控電池電量，並且對價格進行結算，並可累計放電電量和收入。當系統處於充電模式下，所述的雙向智能控制裝置1045對經過變壓器1043的電網三相交流電進行整流濾波後，形成可根據電池實時信息動態調整的直流電壓，輸出到電動汽車的電池，當系統處於放電模式下，所述的雙向智能控制裝置1045將電動汽車的電池側的直流電壓逆變成三相交流電，通過變壓器1043輸出到電網。所述的智能電錶與智能開關1044對充放電的電量進行雙向計量，將計量值儲存後，傳送給營銷管理模塊1042，以供營銷管理模塊1042進行統計分析，該智能電錶與智能開關1044還可實現自動負荷控制、實時計價。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，該充放電系統包含上級調度模塊(101)、電動汽車充放電監控模塊(103)和若干充放電站(104)， 上級調度模塊(101)與電動汽車充放電監控模塊(103)之間通過網絡進行雙向通信，電動汽車充放電監控模塊(103)與充放電站(104)之間通過網絡進行雙向通信。
2.如權利要求1所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，所述的充放電系統還包含區域調度模塊(102)，該區域調度模塊(102)分別與上級調度模塊(101)和電動汽車充放電監控模塊(103)通過網絡進行雙向通信。
3.如權利要求1所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統， 其特徵在於，所述的充放電站(104)包含控制模塊(1041)、營銷管理模塊(1042)、變壓器 (1043)，所述的控制模塊(1041)與電動汽車充放電監控模塊(103)進行雙向通信，所述的變壓器(1043)電路連接電網；所述的充放電站(104)還包含電路連接所述變壓器(1043)的若干智能電錶與智能開關(1044)，還包含對應電路連接每個智能電錶與智能開關(1044)的雙向智能控制裝置 (1045)。
4.如權利要求3所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，所述的控制模塊(1041)通過總線或者網絡與雙向智能控制裝置(1045)進行雙向通信，所述的營銷管理模塊(1042)通過串口與智能電錶與智能開關(1044)進行雙向通信， 所述的雙向智能控制裝置(1045)電路連接電動汽車，並與電動汽車通過總線或者網絡進行雙向通信。
5.如權利要求4所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，所述的總線為CAN總線。
6.如權利要求4所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，所述的網絡為乙太網。
7.如權利要求4所述的在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，其特徵在於，所述的串口為RS-485通信串口。
全文摘要
一種在電網中應用電動汽車作為移動儲能單元的充放電系統，該充放電系統包含上級調度模塊、電動汽車充放電監控模塊和若干充放電站，上級調度模塊與電動汽車充放電監控模塊之間通過網絡進行雙向通信，電動汽車充放電監控模塊與充放電站之間通過網絡進行雙向通信。上級調度模塊和區域調度模塊在獲取電動汽車充放電監控模塊發送的電動汽車電池監控數據後，根據電網的負荷預測情況、機組情況來制定充放電計劃發送到各充放電站。本發明可使電動汽車不僅作為電力消費體，還可作為移動儲能設備，在電動汽車閒置時作為綠色可再生能源為電網提供電力，實現在受控狀態下電動汽車的能量與電網之間的雙向互動和交換。
文檔編號H02J13/00GK102427239SQ201010520829
公開日2012年4月25日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者何維國, 張華 , 杜成剛, 羅偉明, 胡超, 袁加妍 申請人:上海久隆電力科技有限公司, 上海市電力公司