[发明专利]基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统及方法，属于电动汽车充电桩技术领域，在交流慢充桩相连有提供交流电源的慢充接口，慢充接口连接有AC/DC变换器；AC/DC变换器通过直流母线连接有第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器；第一DC/DC变换器连接有能量缓存控制器；第二DC/DC变换器连接直流快充接口，能量缓存控制器连接多个可移动储能装置，通过优化各个MOSFET开关管的开关状态实现所有可移动储能装置的最优拓扑连接。本发明对可从电网获取能量，进行存储，在电网低谷时，可反馈能量给电网，缓解了配电网扩容需求、降低了配网投资、提高了配网运行效率、保证了配电网安全平稳运行，利用储能技术对配电电网进行削峰填谷，减少电网所受的冲击性。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种减少了电网流出的功率、降低了电网受到的冲击的基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统及方法。

背景技术

现有电动汽车充电桩具有充电时间过长以及不便利的缺点，因此采用大功率充电桩成为必然趋势。现有电动汽车充电桩施行的大功率快速充电以高功率直流充电桩为主，直流桩不但成本高且对配网的容量要求极高，当大量需要充电的电动汽车接入配电网中，电动汽车充电负荷将会对电网的安全与稳定产生影响，对配电网产生较大的冲击。然而，通过配电网扩容改造、增加直流快速充电桩来满足间歇式充电桩功率需求，不仅极大增加了配电网改造扩容投资，也将导致配电网资产闲置、设备利用率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少了电网流出的功率、降低了电网受到的冲击的基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统及方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供的一种基于双向能量缓存的充电桩功率提升系统，该系统在交流慢充桩相连有提供交流电源的慢充接口，所述慢充接口连接有AC/DC变换器；

所述AC/DC变换器通过直流母线连接有第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器；其中，所述AC/DC变换器用于为所述直流母线提供电能；

所述第一DC/DC变换器连接有能量缓存控制器，所述电能通过所述第一DC/DC变换器在所述直流母线和所述能量缓存控制器间双向流动；

所述第二DC/DC变换器连接直流快充接口，所述第二DC/DC变换器用于将由直流母线提供的电能转换为直流快充标准电压，通过所述直流快充接口为电动汽车充电；

所述能量缓存控制器连接有多个可移动储能装置，所述能量缓存控制器用于通过优化各个MOSFET开关管的开关状态实现所有可移动储能装置的最优拓扑连接。

另一方面，本发明提供一种基于双向能量缓存的充电桩功率提升方法，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：确定所有可移动储能装置的大于负载消耗电量E₀的α倍的总电量E；其中，α为能量缓存的电量冗余系数；

步骤S120：确定所有可移动储能装置的大于直流母线电压V₀的β倍的总电压V；其中，β为能量缓存的电压冗余系数；

步骤S130：确定所有可移动储能装置的大于负载消耗功率P₀的γ倍的总最大放电功率P；其中，γ为能量缓存的功率冗余系数；

步骤S140：根据E、V和P，结合非线性优化算法求解各个MOSFET开关管的最优开关状态，实现各个可移动储能装置连接拓扑的动态改变。

优选的，所述步骤S110中，所述总电量E满足：