專利名稱：配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車換電站，特別是一種具備對配電網(wǎng)進(jìn)行削峰平谷的電動汽車換電站。
背景技術(shù)：
面對化石能源危機(jī)和環(huán)境的巨大壓力，如何降低汽車對石油的需求量，以及如何開發(fā)電動汽車并將其廣泛運(yùn)用到民生，是各國政府關(guān)注的焦點。電動汽車，是全部或部分的以電力作為驅(qū)動系統(tǒng)動力源的汽車，相對以汽油燃燒作為動力的傳統(tǒng)汽車而言，電動汽車在環(huán)保、清潔、節(jié)能等方面占據(jù)著明顯的優(yōu)勢，符合人類未來的消費(fèi)需求，更符合各國的工業(yè)、能源發(fā)展戰(zhàn)略，是未來的主要交通工具。一方面由于電動汽車靠充、換電站支撐汽車電能供應(yīng)，所以電動汽車充、換電站成了制約電動汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。未來5年在全國大中城市范圍內(nèi)將投資新建大量電動汽車電池充電樁、充電站和更換站，為電動汽車充電技術(shù)的研究提供了難得的契機(jī)；但與此同時會給電力公司帶諸多問題，特點是現(xiàn)有城市電網(wǎng)都處于容量飽和狀態(tài)，很難有富余的輸電能力供給充電站，初期的充、換電站雖然充電車輛不多，但由于充電瞬時功率大，會對普通電網(wǎng)造成很大的尖峰干擾，尤其是多輛電動汽車或電池組同時充電時的瞬時功率將會嚴(yán)重干擾并影響電網(wǎng)安全；專用電動汽車充電站投資巨大，比如場地費(fèi)用，同樣數(shù)量電動車充電所占用的面積比普通汽車加油所占的面積要大5 10倍，在城市中心，要想在近期謀取上百座，中遠(yuǎn)期謀取數(shù)百座占地3000 5000平米的建站用地，將會困難重重。另一方面，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，目前我國大部分城市配電網(wǎng)普遍面臨著用電峰谷差巨大的現(xiàn)狀。為了有效解決峰谷差的問題，目前普遍采用蓄電電站的儲能方式，但投入巨大，且只能因地制宜。因此，近年來，采用蓄電池進(jìn)行儲能以實現(xiàn)削峰平谷已成為發(fā)展趨勢，為了有效降低過程中的線損，在城市配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)建設(shè)最為有效，但面對高昴的地價， 必然會大大增加投資成本，也約束了儲能站在城市內(nèi)的建設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能對配電網(wǎng)進(jìn)行削峰平谷的電動汽車換電站。本發(fā)明解決上述的技術(shù)問題的技術(shù)方案是包括IOKV交流母線、一段直流母線、 二段直流母線、變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置和換電站監(jiān)控裝置，所述的變流裝置由多重化變流變壓器、變流器和整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成，多重化變流變壓器一次側(cè)與IOkV交流母線相連，二次側(cè)與變流器相連，變流器的直流側(cè)采用并聯(lián)方式，并與一段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與二段直流母線相連，所述的儲能裝置由 DC/DC智能充放電模塊和大容量儲能電池構(gòu)成，大容量儲能電池與DC/DC智能充放電模塊連接，DC/DC智能充放電模塊與二段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連，所述的電動汽車充電裝置由DC/DC智能充電模塊和電動汽車電池構(gòu)成，電動汽車電池與DC/DC智能充電模塊連接，DC/DC智能充電模塊與二段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連，所述的換電站監(jiān)控裝置分別與變流裝置、 儲能裝置、電動汽車充電裝置相連，并對變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置進(jìn)行監(jiān)測與控制。進(jìn)一步，還包括太陽能與風(fēng)能供電裝置，所述的太陽能與風(fēng)能供電裝置由光伏電池板、DC/DC變換器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和AC/DC變流器構(gòu)成，所述的光伏電池板與DC/DC變換器相連，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和AC/DC變流器相連，DC/DC變換器和AC/DC變流器分別與二段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連。進(jìn)一步，還包括換電站供電裝置，所述的換電站供電裝置由站內(nèi)供電變壓器和濾波和無功率補(bǔ)償裝置構(gòu)成，所述的站內(nèi)供電變壓器與IOkV交流母線相連，無功率補(bǔ)償裝置與站內(nèi)供電變壓器相連。進(jìn)一步，所述的多重化變流變壓器為6脈波、12脈波、18脈波、M脈波、30脈波、36 脈波、42脈波、48脈波、M脈波、60脈波、66脈波、72脈波數(shù)變流變壓器的任一種。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
(1)在用電低谷時段，通過變流器、直流母線和DC/DC智能充放電模塊為電力儲能裝置中的儲能電池進(jìn)行充電，并在用電網(wǎng)高峰時段，配合電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，再通過DC/DC智能充放電模塊、直流母線和變流器將儲能電池中存儲的電能反饋上網(wǎng)，從而達(dá)到削峰平谷的目的。(2)利用換電站的占地和空間，配置一定容量的太陽能與風(fēng)能供電裝置，光伏發(fā)電電板通過DC/DC變換器與直流母線相連，將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電，給直流母線上的充電負(fù)荷進(jìn)行充電或通過變流器逆變上網(wǎng)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過AC/DC變流器與直流母線相連，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成直流電，給直流母線上的充電負(fù)荷進(jìn)行充電或通過變充器逆變上網(wǎng)，從而達(dá)到了合理利用資源的目的。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本發(fā)明包括IOKV交流母線、一段直流母線3、二段直流母線19、變流裝置、儲能裝置5、電動汽車充電裝置8、太陽能與風(fēng)能供電裝置11、換電站供電裝置和換電站監(jiān)控裝置18，所述的變流裝置由多重化變流變壓器1、變流器2和整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)4構(gòu)成，多重化變流變壓器1 一次側(cè)與IOkV交流母線相連，二次側(cè)與變流器2相連，變流器2的直流側(cè)采用并聯(lián)方式，并與一段直流母線3相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)4 與二段直流母線19相連，所述的儲能裝置5由DC/DC智能充放電模塊6和大容量儲能電池 7構(gòu)成，大容量儲能電池7與DC/DC智能充放電模塊6連接，DC/DC智能充放電模塊6與二段直流母線19相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)4與一段直流母線3相連，所述的電動汽車充電裝置8由DC/DC智能充電模塊9和電動汽車電池10構(gòu)成，電動汽車電池10與 DC/DC智能充電模塊9連接，DC/DC智能充電模塊9與二段直流母線19相連，再通過整流/ 逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)4與一段直流母線3相連，所述的換電站監(jiān)控裝置18通過CAN總線實現(xiàn)對變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置、太陽能與風(fēng)能供電裝置的監(jiān)測與控制，并對所有電池的充、放電計量，同時通過有線或無線方式與配電網(wǎng)調(diào)度中心進(jìn)行通信，實時接受調(diào)度中心的調(diào)度命令，對換電站進(jìn)行統(tǒng)一充、放電控制。所述的太陽能與風(fēng)能供電裝置11由光伏電池板12、DC/DC變換器13、風(fēng)力發(fā)電機(jī)14和AC/DC變流器15構(gòu)成，所述的光伏電池板12與DC/DC變換器13相連，風(fēng)力發(fā)電機(jī)14和AC/DC變流器15相連，DC/DC變換器13和 AC/DC變流器15分別與二段直流母線19相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)4與一段直流母線3相連。所述的換電站供電裝置由站內(nèi)供電變壓器16和濾波和無功率補(bǔ)償裝置17 構(gòu)成，所述的站內(nèi)供電變壓器16與IOkV交流母線相連，濾波和無功率補(bǔ)償裝置17與站內(nèi)供電變壓器16相連。 本發(fā)明中，所述的配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站，可為電動汽車提供地面機(jī)械手或人工快速更換電池組的服務(wù)；同時，根據(jù)配電網(wǎng)實時負(fù)荷狀態(tài)，在電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度下， 借助換電站內(nèi)配置的大容量儲能裝置，在用電低谷時段，將配電網(wǎng)富余的交流電能通過整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過DC/DC智能充放電模塊將直流電能儲存到大容量儲能裝置和通過DC/DC智能充電模塊給電動汽車電池組進(jìn)行充電，在用電高峰時段，將大容量儲能裝置中存儲的電能通過DC/DC智能充放電模塊和逆變裝置反饋到配電網(wǎng)中，從而實現(xiàn)對配電網(wǎng)進(jìn)行削峰平谷；此外，利用換電站的占地和空間，配置一定容量的太陽能與風(fēng)能供電裝置，光伏發(fā)電電板通過DC/DC變換器與直流母線相連，將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電，給直流母線上的充電負(fù)荷進(jìn)行充電或通過變流器逆變上網(wǎng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過AC/DC變流器與直流母線相連，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成直流電，給直流母線上的充電負(fù)荷進(jìn)行充電或通過變充器逆變上網(wǎng)，最大限度的挖掘和發(fā)揮電動汽車換電站潛在功能，可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；當(dāng)電網(wǎng)處于停電狀態(tài)時，存儲在儲能電池組中電能通過DC/DC智能充放電模塊、直流母線和DC/ DC智能充電模塊給電動汽車電池進(jìn)行充電，同時，太陽能與風(fēng)能供電裝置也可通過直流母線上的新能源接口、直流母線和DC/DC智能充電模塊給電動汽車電池組進(jìn)行充電，以滿足電動汽車換電站的應(yīng)急之需；同時，在IOkV交流母線上配置一臺具備濾波和無功補(bǔ)償功能的站內(nèi)供電三繞組變壓器，在保證站內(nèi)用電需求的同時，也可濾除變流器產(chǎn)生的特征諧波和補(bǔ)償變流器消耗的無功功率。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站，其特征在于包括IOkV交流母線、一段直流母線、二段直流母線、變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置和換電站監(jiān)控裝置，所述的變流裝置由多重化變流變壓器、變流器和整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成，多重化變流變壓器一次側(cè)與IOkV交流母線相連，二次側(cè)與變流器相連，變流器的直流側(cè)采用并聯(lián)方式，并與一段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與二段直流母線相連，所述的儲能裝置由DC/DC智能充放電模塊和大容量儲能電池構(gòu)成，大容量儲能電池與DC/DC智能充放電模塊連接，DC/DC智能充放電模塊與二段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連，所述的電動汽車充電裝置由DC/DC智能充電模塊和電動汽車電池構(gòu)成，電動汽車電池與DC/DC智能充電模塊連接，DC/DC智能充電模塊與二段直流母線相連， 再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連，所述的換電站監(jiān)控裝置分別與變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置相連，并對變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置進(jìn)行監(jiān)測與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站，其特征在于還包括太陽能與風(fēng)能供電裝置，所述的由光伏電池板、DC/DC變換器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和AC/DC變流器構(gòu)成，所述的光伏電池板與DC/DC變換器相連，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和AC/DC變流器相連，DC/DC變換器和AC/DC變流器分別與二段直流母線相連，再通過整流/逆變智能轉(zhuǎn)換開關(guān)與一段直流母線相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站，其特征在于還包括換電站供電裝置，所述的換電站供電裝置由站內(nèi)供電變壓器和濾波和無功率補(bǔ)償裝置構(gòu)成， 所述的站內(nèi)供電變壓器與IOkV交流母線相連，無功率補(bǔ)償裝置與站內(nèi)供電變壓器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站，其特征在于，所述的多重化變流變壓器為6脈波、12脈波、18脈波、M脈波、30脈波、36脈波、42脈波、48脈波、54 脈波、60脈波、66脈波、72脈波數(shù)變流變壓器的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)削峰平谷式電動汽車換電站。它包括10kV交流母線、一段直流母線、二段直流母線、變流裝置、儲能裝置、電動汽車充電裝置、太陽能與風(fēng)能供電裝置、換電站供電裝置和換電站監(jiān)控裝置，本發(fā)明通過在電動汽車換電站設(shè)置大容量儲能裝置，在用電低谷時段，對其充電，在用電高峰時段，將儲存的電能逆變反饋上網(wǎng)，從而達(dá)到削峰平谷的功能；并且利用換電站的占地和空間，配置一定容量的太陽能與風(fēng)能供電裝置，通過直流母線為儲能電池和電動汽車電池進(jìn)行充電。本發(fā)明在承擔(dān)電動車電池組充電功能的同時，還為電力系統(tǒng)提供了儲能裝置，便于配電網(wǎng)削峰平谷，系統(tǒng)損耗低，修建電動汽車換電站時，無需電力系統(tǒng)擴(kuò)容，電能質(zhì)量高。
文檔編號H02J3/32GK102290841SQ201110234280
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月13日
發(fā)明者張潤澤, 羅俊亞, 謝菲 申請人:張潤澤, 羅俊亞, 謝菲