本發(fā)明涉及分布式光伏、智能微網(wǎng)、儲能系統(tǒng)、電動汽車充電站等領(lǐng)域，具體是一種基于雙母線微網(wǎng)架構(gòu)的光儲充一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氣候變化給生態(tài)環(huán)境帶來的影響已經(jīng)得到了全社會的共識，分布式光伏、微網(wǎng)、儲能、電動汽車等技術(shù)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。光儲充一體化系統(tǒng)是將分布式光伏、儲能和電動汽車充電樁集成在一個應(yīng)用系統(tǒng)中進行優(yōu)化控制，來提高綜合能源的利用效率，目前已經(jīng)在旅游景區(qū)、城市商場、公共停車場等場所建成了一些示范與應(yīng)用。這些已建成應(yīng)用示范，其技術(shù)路線大多采用純交流母線架構(gòu)，光伏、儲能、充電樁均并在交流母線上。而光伏、儲能電池均是直流，基于交流母線架構(gòu)需要先將光伏轉(zhuǎn)換成交流，再利用交流電給儲能電池充電，從而導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低。另外，目前大多的并聯(lián)在交流母線上的直流充電樁只支持單向充電，而且需要經(jīng)過多級變換，實現(xiàn)交流電與電動汽池電池間的能量隔離變換，電路控制復(fù)雜、效率低、成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于雙母線微網(wǎng)架構(gòu)的光儲充一體化系統(tǒng)，解決現(xiàn)有單一的交流母線架構(gòu)使得只能單向充電，需要多級變換，導(dǎo)致電路控制復(fù)雜、效率低、成本高的問題。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于雙母線微網(wǎng)架構(gòu)的光儲充一體化系統(tǒng)，包括第一發(fā)電單元、第二發(fā)電單元、儲能單元、雙向儲能變流器以及PCC點開關(guān)，所述第一發(fā)電單元連接在交流母線上，所述第二發(fā)電單元和所述儲能單元并聯(lián)在直流母線上，所述雙向儲能變流器連接在交流母線與直流母線之間，所述PCC點開關(guān)連接在交流母線與交流大電網(wǎng)之間，所述雙向儲能變流器用于實現(xiàn)所述PCC點開關(guān)的斷開與閉合。

進一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一發(fā)電單元包括第一光伏電池和光伏并網(wǎng)逆變器，第一光伏電池通過光伏并網(wǎng)逆變器連接至交流母線。

進一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述第二發(fā)電單元包括第二光伏電池和光伏DC/DC充電控制器，第二光伏電池通過光伏DC/DC充電控制器連接至直流母線。

進一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述儲能單元包括儲能電池和充電裝置，單元包括儲能電池和充電裝置并聯(lián)在直流母線上。

進一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述充電裝置包括電動汽車充電樁和雙向DC/DC變流器，電動汽車充電樁通過雙向DC/DC變流器連接至直流母線。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

（1）本發(fā)明一方面通過光伏電池、光伏并網(wǎng)逆變器，不僅可直接為交流母線上的交流負載供電，還可經(jīng)雙向儲能變流器對儲能電池和電動汽車充電樁充電，并將多余的電能回饋交流大電網(wǎng)；另一方面，光伏電池經(jīng)光伏DC/DC充電控制器，不僅可直接向電動汽車充電樁供電，還可把多余的電能送往儲能電池進行存儲，相對于傳統(tǒng)的純交流母線架構(gòu)，本發(fā)明通過采用將儲能電池和充電樁并在直流母線的設(shè)計方案，減少了多級變換，提高了系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率。

（2）本發(fā)明的儲能電池和電動汽車充電樁在系統(tǒng)中扮演著負荷（充電）和電源（放電）的雙重身份，系統(tǒng)可以根據(jù)日照強度及負載特性，靈活調(diào)節(jié)和切換它們的工作狀態(tài)，在夜間用電低谷時，交流大電網(wǎng)經(jīng)雙向儲能變流器向儲能電池和電動汽車充電樁存儲能量；當(dāng)白天光照不足或用電高峰電負荷過大時，儲能電池和電動汽車充電樁還可以經(jīng)雙向儲能變流器，將儲存的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送給交流負載或反送交流大電網(wǎng)，滿足電網(wǎng)調(diào)度要求，用電低谷時充電蓄能、用電高峰時放電耗能的智慧能源管理策略，節(jié)約了峰谷電價差，實現(xiàn)了能量由單向向“雙向互動、互聯(lián)”的轉(zhuǎn)換，同時，多種運行模式提高了系統(tǒng)安全性，實現(xiàn)了電能的精細化管理。

（3）本發(fā)明分白天陽光充足發(fā)電模式、夜間儲能模式和無光照發(fā)電模式，各種模式均能滿足負荷的用電要求，保證了系統(tǒng)運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例：

如圖1所示，本實施例所述的一種基于雙母線微網(wǎng)架構(gòu)的光儲充一體化系統(tǒng)，包括第一發(fā)電單元、第二發(fā)電單元、儲能單元、雙向儲能變流器以及PCC點開關(guān)，第一發(fā)電單元連接在交流母線上，第二發(fā)電單元和儲能單元并聯(lián)在直流母線上，雙向儲能變流器連接在交流母線與直流母線之間，PCC點開關(guān)連接在交流母線與交流大電網(wǎng)之間，雙向儲能變流器用于實現(xiàn)PCC點開關(guān)的斷開與閉合，PCC點開關(guān)，即公共耦合點（PCC，Point of Common Coupling）開關(guān)，是本發(fā)明與交流大電網(wǎng)的唯一接入點，PCC點開關(guān)可采用常規(guī)的機械開關(guān)，并配有電動操作結(jié)構(gòu)與狀態(tài)返回干結(jié)點，雙向儲能變流器與PCC點開關(guān)通過干結(jié)點的方式進行DI和DO的狀態(tài)交互，決定了整個系統(tǒng)的能量與交流大電網(wǎng)是否交互。

優(yōu)選的，本實施例的第一發(fā)電單元包括第一光伏電池和光伏并網(wǎng)逆變器，第一光伏電池通過光伏并網(wǎng)逆變器連接至交流母線，第二發(fā)電單元包括第二光伏電池和光伏DC/DC充電控制器，第二光伏電池通過光伏DC/DC充電控制器連接至直流母線，儲能單元包括儲能電池和充電裝置，單元包括儲能電池和充電裝置并聯(lián)在直流母線上，充電裝置包括電動汽車充電樁和雙向DC/DC變流器，電動汽車充電樁通過雙向DC/DC變流器連接至直流母線。

下面，通過圖1來分別說明本發(fā)明在白天陽光充足發(fā)電模式、夜間儲能模式和無光照發(fā)電模式下的工作過程。

一、白天陽光充足發(fā)電模式

當(dāng)雙向儲能變流器不運行時，一方面，第一光伏電池經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器電力變換后，直接為交流母線上的交流負載供電；另一方面，第二光伏電池光伏DC/DC充電控制器，向儲能電池和電動汽車充電樁充電。

當(dāng)雙向儲能變流器運行時，除了第一光伏電池為交流負載供電以及第二光伏電池向儲能電池和電動汽車充電樁充電之外，第一光伏電池可經(jīng)雙向儲能變流器向儲能電池和電動汽車充電樁充電，或者第二光伏電池經(jīng)雙向儲能變流器向交流大電網(wǎng)饋電，滿足電網(wǎng)調(diào)度。

二、夜間儲能模式

夜晚用電低谷時，雙向儲能變流器可將來自交流大電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并向儲能電池和電動汽車充電樁充電。

三、無光照時的發(fā)電模式

當(dāng)雙向儲能變流器不運行時，儲能電池可經(jīng)過雙向DC/DC變流器，直接向電動汽車充電樁充電。

當(dāng)雙向儲能變流器運行時，除了儲能電池可經(jīng)過雙向DC/DC變流器，直接向電動汽車充電樁充電之外，儲能電池和電動汽車充電樁還可經(jīng)雙向儲能變流器向交流負載供電，或者饋電至交流大電網(wǎng)，滿足電網(wǎng)調(diào)度。

另外需要說明的是，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，本著因地制宜、科學(xué)設(shè)計的原則，可在交流母線或直流母線上并入一些風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、柴油發(fā)電系統(tǒng)等，即不單單是光伏發(fā)電。

本實施例采用上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠獲得以下有益效果：

1、本發(fā)明一方面通過光伏電池、光伏并網(wǎng)逆變器，不僅可直接為交流母線上的交流負載供電，還可經(jīng)雙向儲能變流器對儲能電池和電動汽車充電樁充電，并將多余的電能回饋交流大電網(wǎng)；另一方面，光伏電池經(jīng)光伏DC/DC充電控制器，不僅可直接向電動汽車充電樁供電，還可把多余的電能送往儲能電池進行存儲，相對于傳統(tǒng)的純交流母線架構(gòu)，本發(fā)明通過采用將儲能電池和充電樁并在直流母線的設(shè)計方案，減少了多級變換，提高了系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效率。

2、本發(fā)明的儲能電池和電動汽車充電樁在系統(tǒng)中扮演著負荷（充電）和電源（放電）的雙重身份，系統(tǒng)可以根據(jù)日照強度及負載特性，靈活調(diào)節(jié)和切換它們的工作狀態(tài)，在夜間用電低谷時，交流大電網(wǎng)經(jīng)雙向儲能變流器向儲能電池和電動汽車充電樁存儲能量；當(dāng)白天光照不足或用電高峰電負荷過大時，儲能電池和電動汽車充電樁還可以經(jīng)雙向儲能變流器，將儲存的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送給交流負載或反送交流大電網(wǎng)，滿足電網(wǎng)調(diào)度要求，用電低谷時充電蓄能、用電高峰時放電耗能的智慧能源管理策略，節(jié)約了峰谷電價差，實現(xiàn)了能量由單向向“雙向互動、互聯(lián)”的轉(zhuǎn)換，同時，多種運行模式提高了系統(tǒng)安全性，實現(xiàn)了電能的精細化管理。

3、本發(fā)明分白天陽光充足發(fā)電模式、夜間儲能模式和無光照發(fā)電模式，各種模式均能滿足負荷的用電要求，保證了系統(tǒng)運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。