PDF《户外车位式小冲击负荷的直流充电站的研制》

10 kV 高压负荷线路或大功 率低压用电终端用户而增加升级电力变压器容量等) 而无法落实安装建设. ② 全离网式充电站因与市电 -

52 - 新能源汽车供能技术 电网完全隔离,虽然不涉及电网专用线路,但由于 相关环境和系统结构导致适用性与分布布置灵活性 降低,从而降低系统的有效利用率,市场接收度很 低. ③ 按照当地配电网接纳能力建设充电站的方法 与电动汽车跨区域出行需求之间存在很大程度的不 匹配.也即充电站的实际建设并不是全部按照基础 设施的配套建设全由政府处理,同时电动车用户按 照之前的汽油车应用习惯来处置自己的驾驶、停放 及充电行为,使得充电桩的应用存在不确定的时空 分布特点[15] .故此,着眼于汽油车应用习惯的电动 汽车充电领域的突破点是寻求有效利用原有工农业 配网供电线路容量,实现终端用户额定负载下的符 合电网供电稳定与质量管理要求,本文正是对此做 出的设计选型方案.

1 总体结构 基于实际应用和冲击负荷的综合考虑,本文设 计完成了一种基于三路电源输入的储能系统充电桩 站系统[16] .这一系统基于户外已有停车站场的应用 环境,组建设计如图

1 所示的各功能单元并工厂化 集成,实现风能与太阳能发电独立输入,外加常规 配网市电限定容量的三端输入模式对储能系统充 电,由储能系统对外传送电能的就地快速建设. 图1系统方框图 Fig.

1 System block diagram 为确保集成系统的稳定有效输出,系统采用直 流母线系统联合整体功能管理及性能平衡的核心控 制MCU(Microcontroller Unit)方案:电源补充输入 端管理 MCU、 储能系统直流母线监管 MCU 和对汽 车充电组件管理的内置 MCU.它们在系统中按照 约定模式完成对应功能模块下进行基于制约辅助通 讯信息条件的控制指令处理与输出,相对独立而又 相互 提醒 协调系统指令,完成对储能系统的充 放电管理和输入输出的电流限制保护管理.系统中 增加的一组基于风光发电的储能电池组则是基于整 体系统管理单元的供电维持与安全而设计. 1.1 光伏与风电 由于风电、光伏等可再生能源均存在一系列不 稳定、不连续等缺点,故在中小型应用场合中,只 有充分利用这些不同能源之间的互补性才能获得比 较稳定的有意义的电能[17-18] ,当然也有研究针对风 光互补发电系统进行的优化设计[19].而直流充电桩 需要短时大电流负荷输出,后续的能量补充即时性 需求显然更需要对其充电装置进行小冲击负荷下的 优化设计方可有效降低发电成本和运行成本,降低 充电桩对电网的功率依赖[4] .结合户外应用及其集 成系统的占地面积与可利用空域的可能性,考虑到 成本与建设复杂性,光伏板采用户外箱顶固定角度 安装方式,风力发电机组采用外箱对角侧绑落地固 定双机并联运行.在综合系统性价比后,技术方案 选择设计一种双端口输入离网型变换器实现双电源 的同时有效利用和最小化功率损耗应用:光伏发电

120 V 输入,风力发电

96 V 输入. 1.2 储能输入 为良好协调充电桩的应用体验,本文设计了基 于直流母线的本地能量信息管理控制机制下的多源 微电网系统[20] ,这种系统以新能源发电全数接纳和 配网市电关键补充为控制核心,实现一种全时段补 给、分时段补充的能量输入控制.储能补充输入切 换控制基本流程如图