本實(shí)用新型涉及一種V2G交直流混合微電網(wǎng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展，對(duì)環(huán)境的影響日益增加，至今已經(jīng)達(dá)到了非常嚴(yán)重的程度?；诖朔N狀態(tài)，推廣新能源、節(jié)能降耗、降低碳排放量、增加電力利用就成為了解決環(huán)境問題的重要手段。

當(dāng)前我國正處于電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣和充電基礎(chǔ)設(shè)施廣泛布局的初期，由于新能源、充電設(shè)施與車輛儲(chǔ)能等系統(tǒng)問題，造成了社會(huì)資源的浪費(fèi)。隨著V2G技術(shù)的產(chǎn)生，新能源汽車發(fā)展迅速，如何提高能源使用，促進(jìn)我國新能源電動(dòng)汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展成為了一個(gè)新的課題。

當(dāng)前相關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)方向側(cè)重于某一種或少數(shù)幾種的應(yīng)用，控制范圍較窄，節(jié)能效果較差。譬如：單一的V2G電動(dòng)汽車的實(shí)現(xiàn)和利用、光伏控制系統(tǒng)的建設(shè)管理、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)等等。并沒有一個(gè)完整的、系統(tǒng)性的大電網(wǎng)控制系統(tǒng)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于基于V2G技術(shù)的大規(guī)模利用而設(shè)計(jì)的一種在相應(yīng)軟件支持下可穩(wěn)定地協(xié)調(diào)管理新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車充放電以及微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間能量交換的控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種V2G交直流混合微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括相互連接的直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)內(nèi)分別設(shè)有直流負(fù)載和交流負(fù)載，所述直流負(fù)載包括V2G電動(dòng)汽車充電樁，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)還設(shè)有配套的電網(wǎng)控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述直流微電網(wǎng)設(shè)有配套的供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)為分布式能源供電系統(tǒng)，所述分布式能源供電系統(tǒng)包括風(fēng)能供電系統(tǒng)、光伏供電系統(tǒng)、地?zé)崮芄╇娤到y(tǒng)和生物能供電系統(tǒng)中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述直流微電網(wǎng)還設(shè)有儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)為儲(chǔ)能電池組。

優(yōu)選的，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)通過交直流變流器相連接。

優(yōu)選的，所述交流微電網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)接口柜連接電網(wǎng)。

優(yōu)選的，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)內(nèi)的各設(shè)備中均設(shè)有數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和通信單元，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)通信連接。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)的通信連接方式為有線或無線連接。

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)主要包括中央處理器、存儲(chǔ)器、電源模組和信號(hào)輸入輸出單元。

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信連接。

優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)端服務(wù)器包括電動(dòng)汽車管理平臺(tái)、新能源發(fā)電管理平臺(tái)和智能電網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型將通信技術(shù)、控制技術(shù)應(yīng)用于采用V2G技術(shù)的微電網(wǎng)，形成一種硬件系統(tǒng)，能夠在軟件支持下實(shí)現(xiàn)了對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控。本實(shí)用新型可以對(duì)V2G系統(tǒng)、新能源供電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)和電網(wǎng)等進(jìn)行高效的綜合控制，同時(shí)也可以獨(dú)立的控制各個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備。根據(jù)用戶的目標(biāo)，可以進(jìn)行直流負(fù)載、交流負(fù)載、新能源設(shè)備、電動(dòng)車、儲(chǔ)能設(shè)備的自動(dòng)控制和運(yùn)行，同時(shí)能夠維持整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行成本最低和效益最高，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的總體監(jiān)控和電能的合理利用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

參見圖1，本實(shí)用新型公開了一種V2G交直流混合微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為硬件系統(tǒng)，包括相互連接的直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)內(nèi)分別設(shè)有直流負(fù)載和交流負(fù)載，所述直流負(fù)載包括V2G電動(dòng)汽車充電樁，所述V2G電動(dòng)汽車充電樁中的變流器優(yōu)選采用雙向變流器，并設(shè)有用于對(duì)所述雙向變流器進(jìn)行控制的PWM控制器，所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)還設(shè)有配套的電網(wǎng)控制系統(tǒng)。所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控微電網(wǎng)內(nèi)的電能，根據(jù)用戶的需求調(diào)節(jié)電量在微電網(wǎng)內(nèi)的分配，達(dá)到電網(wǎng)的運(yùn)行成本最低和效益最高。

所述直流微電網(wǎng)設(shè)有配套的供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)優(yōu)選為分布式能源供電系統(tǒng)，所述分布式能源供電系統(tǒng)包括風(fēng)能供電系統(tǒng)、光伏供電系統(tǒng)、地?zé)崮芄╇娤到y(tǒng)和生物能供電系統(tǒng)中的一種或多種。采用分布式能源供電系統(tǒng)不僅提高了能源的利用率而且還更加適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的微電網(wǎng)建設(shè)，有利于V2G技術(shù)的發(fā)展。

所述直流微電網(wǎng)還設(shè)有儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)為儲(chǔ)能電池組。所述儲(chǔ)能電池組內(nèi)包括鋰電池、鉛碳電池、超級(jí)電容器和液流電池中的一種或多種，優(yōu)選采用性價(jià)比最高的鉛碳電池。所述儲(chǔ)能電池組還可以設(shè)置換電電池，以滿足電動(dòng)汽車快速換電的需求。

所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)通過交直流變流器相連接，交直流變流器能夠?qū)崿F(xiàn)電能在直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)之間的傳遞。

所述交流微電網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)接口柜連接電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的電能傳遞。

所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)內(nèi)的各設(shè)備中均設(shè)有數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)通信連接。所述數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和通信單元。所述采集單元用于采集設(shè)備內(nèi)的用電數(shù)據(jù)和電量情況，所述通信單元用于將所述采集單元所采集的信息傳遞至電網(wǎng)控制系統(tǒng)并接收電網(wǎng)控制系統(tǒng)的反饋指令，所述控制單元負(fù)責(zé)執(zhí)行采集任務(wù)并根據(jù)電網(wǎng)反饋指令進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。

所述直流微電網(wǎng)和交流微電網(wǎng)內(nèi)的各設(shè)備均采用強(qiáng)弱電分離技術(shù)，保護(hù)用戶的人身安全和其他設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)的通信連接方式為有線或無線連接。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)的通信連接方式為無線連接，通過局域網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。

所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)采用PLC邏輯控制器，主要包括中央處理器、存儲(chǔ)器、電源模組和信號(hào)輸入輸出單元。所述存儲(chǔ)器內(nèi)置有電網(wǎng)控制所需的軟件邏輯程序，所述信號(hào)輸入輸出單元接收來自微電網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備傳遞的信號(hào)，經(jīng)中央處理器分析計(jì)算后發(fā)出電網(wǎng)調(diào)度信號(hào)給微電網(wǎng)內(nèi)的各設(shè)備，同時(shí)也能夠接收遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)出的調(diào)控指令進(jìn)行微電網(wǎng)的調(diào)控。

所述軟件邏輯程序包括：a)電動(dòng)車快充目標(biāo)；b）最佳穩(wěn)定目標(biāo)；c）最佳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；d）最大載荷目標(biāo)；e）用戶自定義目標(biāo)。根據(jù)用戶的需求反饋各程序的控制方式如下所示：

電動(dòng)車快充目標(biāo)：在此目標(biāo)下，利用微電網(wǎng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和電網(wǎng)中的電能給配置為快充模式的電動(dòng)車同時(shí)充電，并且必要時(shí)可以切斷次要的交流負(fù)載和直流負(fù)載。等快速充電模式的電動(dòng)車充滿電后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為其它程序模式。

最佳穩(wěn)定目標(biāo)：在此目標(biāo)下，首先維持儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)為配置的最佳值，在未到達(dá)最佳值前，利用電網(wǎng)、供電系統(tǒng)、電動(dòng)車內(nèi)的電池同時(shí)給儲(chǔ)能設(shè)備充電，若有必要刻意切斷次要的交流負(fù)載和直流負(fù)載，在達(dá)到儲(chǔ)能系統(tǒng)的最佳荷電目標(biāo)后轉(zhuǎn)換為其它程序模式。在此目標(biāo)下，若遇電網(wǎng)斷電、交直流負(fù)載急需用電或電動(dòng)車需要緊急充電等狀況都可以穩(wěn)健切換，并維持最長時(shí)間運(yùn)行。

最大經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：在此目標(biāo)下，需要根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度、地區(qū)的峰谷電價(jià)、新能源設(shè)備運(yùn)行成本、儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行成本、交流負(fù)載運(yùn)行成本、直流負(fù)載運(yùn)行成本、電動(dòng)車充電損耗成本、大電網(wǎng)送電成本等因素，計(jì)算每個(gè)設(shè)備的獨(dú)立成本，獲取電網(wǎng)運(yùn)行的最低成本、最高利潤時(shí)的狀態(tài)，然后對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)維持在最佳成本運(yùn)行。根據(jù)用戶的設(shè)定目標(biāo)，可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換成其它程序模式。

最大載荷目標(biāo)：在此目標(biāo)下，最大程度的保證交流負(fù)載、直流負(fù)載的運(yùn)行穩(wěn)定性，在核算系統(tǒng)成本后，必要時(shí)可以使用電動(dòng)汽車電池、供電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)同時(shí)給交流負(fù)載、直流負(fù)載供電。

用戶自定義目標(biāo)：在此目標(biāo)下，用戶可以設(shè)置每一個(gè)類型設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，控制系統(tǒng)將優(yōu)先依照用戶的定義，控制獨(dú)立的設(shè)備運(yùn)行，其余設(shè)備盡量滿足次要的目標(biāo)。

所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)還設(shè)有警報(bào)單元，所述警報(bào)單元的運(yùn)行優(yōu)先級(jí)最高，實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)并采取相關(guān)措施，保證人體安全和電網(wǎng)運(yùn)行。

所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信連接。所述遠(yuǎn)端服務(wù)器包括電動(dòng)汽車管理平臺(tái)、新能源發(fā)電管理平臺(tái)和智能電網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，通過遠(yuǎn)程通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的電網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)管和調(diào)控。