[发明专利]电动汽车及分布式电源的标准化换流装置

权利要求书

1.电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于它包括连接公共配电网的电网侧功率模块USM、连接用户的用户侧功率模块CSM、用于储能的电动汽车充放电模块EVM、控制器以及后台监控软件模块，用户侧功率模块CSM与电动汽车充放电模块EVM并联后与电网侧功率模块USM串联；

所述的电网侧功率模块USM由可控器件组成三相全桥整流电路，通过变压器或直接接入公共配电网，能四象限运行，实现与公共配电网的有功、无功的双向控制；所述的用户侧功率模块CSM由可控器件组成三相全桥逆变电路，通过变压器或直接接入用户侧分布式电源，能四象限运行，实现中间直流母线与分布式电源之间有功、无功的双向控制；所述的电动汽车充放电模块EVM由可控器件组成的升降压斩波电路，与电动汽车动力电池接口，对动力电池进行充电或放电；

控制器产生的触发脉冲信号通过光纤分别传输给电网侧功率模块USM、用户侧功率模块CSM和电动汽车充放电模块EVM，控制器分别与一液晶显示单元和一电动汽车动力电池的管理系统BMS通讯，控制器采集公共配电网和分布式电源的电网数据，控制器通过以太网与一后台服务器通讯，后台服务器内装有后台监控软件模块。

2.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于如果用户没有安装分布式电源或分布式电源的装机容量小于负荷时，公共配电网侧的交流电经过USM的整流后变换为直流电，部分通过EVM给电动汽车动力电池充电，部分通过CSM逆变为交流电供给负荷。

3.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于如果用户侧分布式电源装机容量大于负荷时，多余部分电则通过CSM整流为直流电，部分通过EVM给电动汽车动力电池充电，部分通过USM逆变为交流电出售给公共配电网。

4.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于如果公共配电网发生故障而断电时，电动汽车动力电池内的电通过EVM和CSM供给用户，能保持一段时间内的不间断供电。

5.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于如果用户侧分布式电源的装机容量小于负荷或用户侧分布式电源由于自然条件限制暂时无法发电，但又希望用户侧分布式电源输出功率保持一段时间的恒定，则动力电池内的电通过EVM和USM供给公共配电网，保持输出功率恒定。

6.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于如果用户交流系统正在向公共配电网输出电能，而希望减小用户输出的电能，则通过后台监控软件模块直接远程控制USM的输出功率。

7.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于所述的电网侧模块USM采用稳定直流电压的控制策略，当电池充电或从公共配电网为用户负荷供电时，USM工作在整流状态以维持直流侧电压的稳定；当电池或用户交流系统向公共配电网注入有功功率时，USM工作在逆变状态以维持直流侧电压的稳定；USM输出无功功率时也通过对有功分量的闭环控制来稳定直流母线电压。

8.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于所述的用户侧模块CSM采用定频率定交流电压幅值的控制策略，维持用户侧电压幅值和频率在要求范围内，用户侧分布式电源与CSM的电压相位和频率保持同步。

9.根据权利要求1所述的电动汽车及分布式电源的标准化换流装置，其特征在于所述的电动汽车充放电模块EVM用定直流电流控制策略维持动力电池侧直流输出电流恒定，实现对蓄电池的恒电流充电或恒电流放电并具备恒流限压功能，即当电池充电电压高于上限或放电电压低于下限时自动转入稳压运行。