1.本发明涉及充电技术领域,具体而言,涉及一种基于电站的充电方法及其系统、电子设备及存储介质。
背景技术:2.近年来,随着新能源技术以及相关电能技术的发展,对充储一体化电站展开了大量的研究工作,充放储一体化电站的建设和运营是一个复杂的系统工程,它涉及到电力系统、电力电子学、信息通信、经济学、结构设计等多学科问题,各学科也存在交叉之处。相关技术中,充储放一体化电站在实现充能-储能-放电等系统运行操作时,常常由于充电、储能和放电过程中的电压传输不稳定,导致可靠性较低,存在较大的安全性,即对充储一体化电站的连续充电运行无法提供较高的可靠性以及安全性。
3.针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素:4.本发明实施例提供了一种基于电站的充电方法及其系统、电子设备及存储介质,以至少解决相关技术中无法对充储一体化电站的连续充电运行提供较高的可靠性以及安全性的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种基于电站的充电方法,包括:接入两路交流电源;基于电力变压器和电子变压器,将所述交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源;基于交流储能换流器,接入所述交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源;基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源。
6.可选地,基于电力变压器和电子变压器,将所述交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源的步骤,包括:将两路所述交流电源分别输入至所述电力变压器和所述电子变压器中,其中,所述交流电源经过所述电力变压器和所述电子变压器变压后,输出所述交流三相电源;和/或,所述交流电源经过所述电力变压器和所述电子变压器变压后,输入至预设变流器中,输出所述直流电源。
7.可选地,在基于交流储能换流器,接入所述交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源之前,还包括:将交流负荷和交流充电桩接入所述交流母线。
8.可选地,在基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源之前,还包括:将直流充电机接入所述直流母线。
9.可选地,在基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源之后,还包括:基于预设直流斩波器,将预设光伏板接入所述直流母线,得到所述直流母线的辅助性供电电源。
10.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种基于电站的充电系统,包括:交流配电装置,用于将接入的两路交流电源转换为交流三相电源;直流配电装置,用于将接入的两路预设数值伏的交流电源转换为直流电源;变流装置,用于基于交流储能换流器,接入所述
交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,并基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源。
11.可选地,所述交流配电装置还包括:电力变压器,内部安装有环境控制设备,其中,所述环境控制设备至少包括下述之一:箱内照明、工业空调、除湿设备、烟雾报警、灭火器。
12.可选地,储能装置,用于存储电能,其中,所述储能装置包括:两组储能电池,为每组所述储能电池设置预设容量,分别将所述储能电池接入储能变流器,所述储能变流器交流侧并联,并经隔离变压器汇流到所述交流母线。
13.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种电子设备,包括:处理器;以及存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述所述的基于电站的充电方法。
14.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述所述的基于电站的充电方法。
15.在本公开中,接入两路交流电源,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源,基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。在本技术中,可以通过接入两路交流电源,经过电力变压器和电子变压器,得到交流三相电源和/或直流电源,然后,分别经过交流储能换流器直流储能换流器,分别得到交流后备电源和直流后备电源,能够提高连续供电运行的可靠性以及安全性,进而解决了相关技术中无法对充储一体化电站的连续充电运行提供较高的可靠性以及安全性的技术问题。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本技术的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
17.图1是根据本发明实施例的一种可选的基于电站的充电方法的流程图;
18.图2是根据本发明实施例的一种可选的系统原理的示意图;
19.图3是根据本发明实施例的一种可选的基于电站的充电系统的示意图;
20.图4是根据本发明实施例的一种可选的ac380v输出的示意图;
21.图5是根据本发明实施例的一种可选的可移动电力适配器原理的示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
23.需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.本发明下述各实施例可应用于各种基于电站的充电系统/应用/设备中。本发明中提供的充放储一体化电站可包括:可移动电力适配器、交直流变流器、直流储能变流器以及储能车等,能够提高连续供电运行的可靠性及安全性,并且,基于电力电子变压器、交直流混合配电网运行控制技术,能够充分利用绿色能源,为各类电动汽车提供优质可靠的充电服务。
25.下面结合各个实施例来详细说明本发明。
26.实施例一
27.根据本发明实施例,提供了一种基于电站的充电方法实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
28.图1是根据本发明实施例的一种可选的基于电站的充电方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
29.步骤s101,接入两路交流电源。
30.步骤s102,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源。
31.步骤s103,基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源。
32.步骤s104,基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。
33.通过上述步骤,可以接入两路交流电源,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源,基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。在本发明实施例中,可以通过接入两路交流电源,经过电力变压器和电子变压器,得到交流三相电源和/或直流电源,然后,分别经过交流储能换流器直流储能换流器,分别得到交流后备电源和直流后备电源,能够提高连续供电运行的可靠性以及安全性,进而解决了相关技术中无法对充储一体化电站的连续充电运行提供较高的可靠性以及安全性的技术问题。
34.下面结合上述各步骤对本发明实施例进行详细说明。
35.步骤s101,接入两路交流电源。
36.本发明实施例中,可以在外部接入两路10kv交流电源,分别经断路器接入可移动电力适配器和箱变,经电力变压器变压(即箱变变压)和电子电压器变压(即电力适配器变压)变换后,输出两路独立的交流380v三相电源,通过电缆引入1、2#交流进线柜,经断路器和pc级三工位ats(automatic transfer switching equipment,自动转换开关电器)切换后,再经并网切换开关接入站用交流母线。交流充电桩、站用交流负荷、ac/dc储能变流器经交流配电柜(可设置1-2面)馈线断路器输出。
37.ac/dc储能变流器自交流进线柜1000a断路器引入380v交流电源,经ac/dc变换后,再经800a断路器接入dc750v直流配电柜母线;电力适配器直流输出侧经800a断路器接入dc750v直流配电柜母线。直流充电机、直流dc/dc储能变流器、光伏变流器经直流配电柜馈线断路器引出。
38.步骤s102,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源。
39.可选的,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源的步骤,包括:将两路交流电源分别输入至电力变压器和电子变压器中,其中,交流电源经过电力变压器和电子变压器变压后,输出交流三相电源;和/或,交流电源经过电力变压器和电子变压器变压后,输入至预设变流器中,输出直流电源。
40.在本发明实施例中,在外部接入两路独立的10kv交流电源,作为站区长期供电来源之后,两路10kv交流电源可以分别经电力变压器变压(箱变)和电子变压器变压(可移动电力适配器)后,输出两路独立的交流380v三相电源,形成交流380v双电源主备供电模式,同时电力变压器和电子变压器自10kv交流电源经ac/dc变流(即预设变流器)输出750v直流电源,接入750v直流母线,形成合环运行供电模式。
41.可选的,在基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源之前,还包括:将交流负荷和交流充电桩接入交流母线。
42.在本发明实施例中,可以将站用交流负荷及交流充电桩接入交流380v母线上。
43.步骤s103,基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源。
44.在本发明实施例中,交流储能ac/dc换流器可以以蓄电池为储能载体,接入交流380v母线(即流三相电源的交流母线),作为交流母线后备电源及紧急电源支撑。
45.可选的,在基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源之前,还包括:将直流充电机接入直流母线。
46.在本发明实施例中,可以将直流充电机接入直流750v母线上。
47.步骤s104,基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。
48.在本发明实施例中,直流dc/dc储能换流器可以以蓄电池为储能载体,接入直流750v母线(即直流电源的直流母线),作为直流母线后备电源及紧急电源支撑。
49.可选的,在基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源之后,还包括:基于预设直流斩波器,将预设光伏板接入直流母线,得到直流母线的辅助性供电电源。
50.在本发明实施例中,太阳能光伏板(即预设光伏板)经dc/dc(即预设直流斩波器)换流器接入直流750v母线,作为直流母线辅助性供电电源。
51.图2是根据本发明实施例的一种可选的系统原理的示意图,如图2所示,包括:外电源与示范工程两部分,其中,外电源包括:某地一4w和某地一3w以及ac10kv连接到10kv电缆分界室中,以提供ac 10kv电源;某地二4w和某地二3w以及ac10kv连接到10kv电缆分界室中,以提供ac 10kv电源,之后,通过外电源将电源提供给示范工程。示范工程包括:两个直流充电桩分别经直流充电机360kw与dc750v连接,光伏发电9kw经dc/dc与dc750v连接,储能系统540kwh经储能变流器500kw(dc/dc)与dc750v连接,dc750v可以直接与可移动电力适配
器500kw(ac、ac、dc、dc)连接,该可移动电力适配器500kw与外电源ac10kv连接,得到ac380v,dc750v也可以经交直流变流器500kw(ac/dc)与箱变630kva连接,该箱变630kva与外电源ac10kv连接,得到ac380v,之后,两条ac380v经双电源切换开关(pcc开关)与交流充电桩(4x7kw)连接,并经储能变流器500kw(ac/dc)与储能系统500kwh连接。
52.本发明实施例中,能够提高连续供电运行的可靠性及安全性,根据电力电子变压器、交直流混合配电网运行控制技术,充分利用绿色能源,能够为各类电动汽车提供优质可靠的充电服务。
53.实施例二
54.图3是根据本发明实施例的一种可选的基于电站的充电系统的示意图,如图3所示,包括:交流配电装置、直流配电装置、变流装置,其中,
55.交流配电装置,用于将接入的两路交流电源转换为交流三相电源;
56.直流配电装置,用于将接入的两路预设数值伏的交流电源转换为直流电源;
57.变流装置,用于基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,并基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。
58.在本发明实施例中,电气一次部分主要包括交流配电装置、直流配电装置、储能装置和变流装置,具体如下:
59.(1)交流配电装置包括:630kva箱变和400v交流配电系统,其中,
60.630kva箱变具体为:箱变户外布置,预制有钢筋混凝土基础,基础强度满足设备总重量承载能力以及重量分布。设备应满足630kva的容量及10
±2×
2.5%/0.4kv变比要求,供配电单元须结构合理、运行可靠、运维方便。交流配电应包括630kva干式变压器,10kv进线柜,10kv计量柜,10kv出线柜,0.4kv低压进线柜,0.4kv低压出线柜和功率补偿柜等。变压器室设置隔离护栏,变压器采用优质铜芯,符合国标要求。高压开关柜采用负荷开关设备,高压计量柜安装电压电流互感器,预留计量电表安装位置,能够铅封。低压柜采用固定柜,配置一套进线柜、馈线柜和功率补偿柜。箱变内设计安装环境控制设备,包括箱内照明、工业空调、除湿设备、烟雾报警,配置灭火器等。
61.可选的,交流配电装置还包括:电力变压器(即箱变),内部安装有环境控制设备,其中,环境控制设备至少包括下述之一:箱内照明、工业空调、除湿设备、烟雾报警、灭火器。
62.400v交流配电系统具体为:400v交流配电系统设置交流进线柜2面,交流配电柜2面,柜体尺寸可以设置为2260mm
×
800mm
×
800mm。进线断路器采用过载长延时、短路延时和瞬时脱扣功能的电子式断路器,脱扣门限可现场整定。800a及以下电流选用塑壳式断路器,800a以上电流选用框架式断路器,各断路器之间满足级差配合要求。400v交流配电系统采用tn-s接地方式,三相五线制供电,pe线接入站内总接地网,接地电阻满足技术要求。
63.(2)直流配电装置
64.750v直流配电采用伪双极系统,正负极之间电压为750v,不设置中间极。直流系统共设置直流进线柜2面,直流配电柜1面,柜体尺寸可以设置为2260mm
×
800mm
×
800mm。直流断路器选用额定电压1000v的直流专用断路器,直流母线配置一台微机型绝缘监察装置,用于单极接地和绝缘降低报警。
65.(3)储能装置
66.储能装置可以为移动式储能车,储能容量可以设置为1mw/1mwh,箱内储能电池采
用磷酸铁锂电池。
67.储能车包含两组储能电池,每组容量约600kwh,各接入一台500kw储能变流器,变流器交流侧并联经一台1250kva隔离变压器汇流到交流母线。储能电池采用磷酸铁锂电池,可按500kw满功率放电,满功率放电时长约50余分钟。
68.可选的,储能装置,用于存储电能,其中,储能装置包括:两组储能电池,为每组储能电池设置预设容量,分别将储能电池接入储能变流器,储能变流器交流侧并联,并经隔离变压器汇流到交流母线。
69.图4是根据本发明实施例的一种可选的ac380v输出的示意图,如图4所示,ac380v输出连接到隔离变压器400v/400v 1250kva,之后,分别连接至储能变流器1pcs/500kw、储能变流器2pcs/500kw,然后,储能变流器1pcs/500kw连接电池组1 600kwh,储能变流器2pcs/500kw连接电池组2 600kwh。
70.(4)变流装置包括:可移动电力适配器、交流储能ac/dc换流器、太阳能光伏板等,其中,
71.可移动电力适配器具有四个端口,分别为ac10kv、dc
±
10kv、dc
±
400v和dc750v。ac10kv侧端口具有可控电流源特性,dc
±
10kv侧端口具有可控电压源特性,dc
±
400v侧端口具有可控电压源特性,ac400v侧端口具有可控电流源和可控电压源特性,在稳交流电压时,需要同时可以控制电网电压和频率。
72.图5是根据本发明实施例的一种可选的可移动电力适配器原理的示意图,如图5所示,交流配电网部分通过ac10kv接口,与中压ac-dc连接,直流配电网部分通过dc
±
10kv接口,与中压ac-dc和dc-dc连接,直流负荷和储能设备通过dc
±
400v接口,与dc-dc和低压dc-ac连接,光伏设备、风电设备以及交流负荷通过ac400v接口,与低压dc-ac连接。
73.交流储能ac/dc换流器以蓄电池为储能载体,接入交流380v母线,作为交流母线后备电源及紧急电源支撑。直流dc/dc储能换流器以蓄电池为储能载体,接入直流750v母线,作为直流母线后备电源及紧急电源支撑。
74.太阳能光伏板经dc/dc换流器接入直流750v母线,作为直流母线辅助性供电电源。
75.本发明实施例中,提出了一种能量互动融合和灵活调配10千伏发充储放充电站系统,发充储放充电站由可移动电力适配器、交直流变流器、直流储能变流器、储能车、光伏板等组成,且设备运行模式在电压下垂模式,共同支撑直流母线电压,该系统能够提高连续供电运行的可靠性及安全性,根据电力电子变压器、交直流混合配电网运行控制技术,充分利用绿色能源,可以为各类电动汽车提供优质可靠的充电服务。
76.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种电子设备,包括:处理器;以及存储器,用于存储处理器的可执行指令;其中,处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述的基于电站的充电方法。
77.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的基于电站的充电方法。
78.上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
79.在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
80.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
81.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
82.另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
83.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
84.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征:1.一种基于电站的充电方法,其特征在于,包括:接入两路交流电源;基于电力变压器和电子变压器,将所述交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源;基于交流储能换流器,接入所述交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源;基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源。2.根据权利要求1所述的充电方法,其特征在于,基于电力变压器和电子变压器,将所述交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源的步骤,包括:将两路所述交流电源分别输入至所述电力变压器和所述电子变压器中,其中,所述交流电源经过所述电力变压器和所述电子变压器变压后,输出所述交流三相电源;和/或,所述交流电源经过所述电力变压器和所述电子变压器变压后,输入至预设变流器中,输出所述直流电源。3.根据权利要求1所述的充电方法,其特征在于,在基于交流储能换流器,接入所述交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源之前,还包括:将交流负荷和交流充电桩接入所述交流母线。4.根据权利要求1所述的充电方法,其特征在于,在基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源之前,还包括:将直流充电机接入所述直流母线。5.根据权利要求1所述的充电方法,其特征在于,在基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源之后,还包括:基于预设直流斩波器,将预设光伏板接入所述直流母线,得到所述直流母线的辅助性供电电源。6.一种基于电站的充电系统,其特征在于,包括:交流配电装置,用于将接入的两路交流电源转换为交流三相电源;直流配电装置,用于将接入的两路预设数值伏的交流电源转换为直流电源;变流装置,用于基于交流储能换流器,接入所述交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,并基于直流储能换流器,接入所述直流电源的直流母线,得到直流后备电源。7.根据权利要求6所述的充电系统,其特征在于,所述交流配电装置还包括:电力变压器,内部安装有环境控制设备,其中,所述环境控制设备至少包括下述之一:箱内照明、工业空调、除湿设备、烟雾报警、灭火器。8.根据权利要求6所述的充电系统,其特征在于,还包括:储能装置,用于存储电能,其中,所述储能装置包括:两组储能电池,为每组所述储能电池设置预设容量,分别将所述储能电池接入储能变流器,所述储能变流器交流侧并联,并经隔离变压器汇流到所述交流母线。9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器;以及存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至5中任意一项所述的基于电站的充电方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至5中任意一项所述的基于电站的充电方法。
技术总结本发明公开了一种基于电站的充电方法及其系统、电子设备及存储介质。其中,该充电方法包括:接入两路交流电源,基于电力变压器和电子变压器,将交流电源转换为交流三相电源,和/或,直流电源,基于交流储能换流器,接入交流三相电源的交流母线,得到交流后备电源,基于直流储能换流器,接入直流电源的直流母线,得到直流后备电源。本发明解决了相关技术中无法对充储一体化电站的连续充电运行提供较高的可靠性以及安全性的技术问题。靠性以及安全性的技术问题。靠性以及安全性的技术问题。
技术研发人员:颜龙飞 卞斌 赵明杰 李胜飞 张承宇 杜志环 王兴越 鞠力 李潇
受保护的技术使用者:国家电网有限公司 北京电力经济技术研究院有限公司 北京华商三优新能源科技有限公司
技术研发日:2022.06.16
技术公布日:2022/11/1