一种采用电力电子化的智能充电调度系统及相关方法

    专利2025-06-16  3


    本发明属于电网调度领域,尤其涉及一种采用电力电子化的智能充电调度系统及相关方法。


    背景技术:

    1、现如今能源需求的快速增长、化石燃料等资源过分依赖、不可再生资源不均匀分布和日益增长的环境问题已逐渐成为全人类共同面对的话题。随着光伏、风电、储能以及可调度负荷系统在电力领域中的大量应用,电网网络运行将更为灵活多变,电力系统可靠性运行控制系统将面临更为严峻的挑战。

    2、能量路由器作为一种可同时接入多种能源及负荷的电力电子设备,以及可实现多种接入能源及负荷灵活调度的控制单元,具备改善电能质量、主动支撑潮流以及动态无功补偿等功能,可以极大提升电网运行安全,同时其具备的通讯功能有利于区域电网的统一管控,被大量应用于当前电力系统之中,解决多类能源和负荷的科学运行难题。

    3、新能源发电系统和储能系统以及部分负荷经能量路由器接入电网后,电力网络将表现为由若干个可并网/离网切换、可调度的分布式小微电网混合的灵活系统,然而如何将这些进行电力电子化,并对各个端口功率流向以及大小进行准确控制,保证电力稳定将是亟需解决的重要问题。


    技术实现思路

    1、基于现有技术存在的问题,本发明提出了一种采用电力电子化的智能充电调度系统及相关方法,通过电力电子化实现分布式光伏、电动汽车充电站及储能设施的能量路由器结构实现智能充电调度,优化了电动汽车的充电过程,以便更有效地消纳光伏能源并支持电力系统的稳定运行。

    2、在本发明的第一方面,本发明提供了一种采用电力电子化的智能充电调度系统,所述系统包括:

    3、能量路由器,对内通过直流母线及电力电子变换器连接分布式光伏、电动汽车充电站、储能设施设备并对功率能流进行控制,对外提供交流并网接口;并对电网负载所需的电能以及不同地点下的分布式光伏的发电量以及电动汽车充电站的用电量进行监测,并实时收集和上传电动汽车剩余电量;

    4、分布式光伏,向电动汽车充电站提供能量;

    5、电动汽车充电站,向电动汽车提供能量;

    6、储能设施,存储电网中多余的能量;

    7、电动汽车,向电动汽车充电站获取能量;

    8、调度模块,用于根据能量路由器获取的信息,通过实时导航系统确定每辆有充电需求的电动汽车的位置,通过平台电价补贴的方式,引导每辆电动汽车前往距离分布式光伏最近的电动汽车充电站进行充电调度。

    9、在本发明的第二方面,本发明还提供了一种采用电力电子化的智能充电调度方法,所述方法包括:

    10、根据能量路由器获取的信息,通过潮流计算出城市配电网的分布式光伏、电动汽车充电站、储能设施、电动汽车的节点电压;

    11、根据分布式光伏和储能设施的节点电压,采用电压型虚拟同步发电机控制分布式光伏和储能设施的有功功率和无功功率;

    12、对当前时刻所有电动车充电需求进行排序,优先安排剩余电量低、补电需求高、排队靠前的电动汽车进行充电;

    13、通过实时导航系统确定每辆有充电需求的电动汽车的位置,通过平台电价补贴的方式,引导每辆电动汽车前往距离分布式光伏最近的电动汽车充电站进行充电调度;

    14、根据电动汽车充电站和电动汽车的节点电压,通过电力电子变换器控制电动汽车的充电时间和充电速度。

    15、本发明的有益效果:

    16、本发明通过电力电子化实现分布式光伏、电动汽车充电站及储能设施的能量路由器结构实现智能充电调度,通过能量路由器管理和分配电能,以最大程度提高能源效率,降低能源浪费,确保电力系统的稳定运行,结合配电网对能量路由器的典型需求,采用了分布式光伏、电动汽车充电站、储能设施和电动汽车的共享性分散自制控制能量路由器的分析模型,有利于实现分布式光伏实时自动地进行就地消纳,同时系统的控制相对简单,运行可靠。能量路由器连接拓扑对内通过直流母线及电力电子变换器连接源荷设备并对功率能流进行控制,对外提供交流并网接口。根据调度指令,能量路由器内部的微控制单元可控制各电力电子变换器,进而对各端口功率流向及大小进行控制。采用改进的电力电子控制模型控制,控制分布式光伏和储能设施的有功功率和无功功率,使得虚拟的同步发电机能够模拟出功率和频率动态过程中的惯性和阻尼,具有阻尼功率震荡的能力,抑制储能过快响应;通过平台电价补贴的方式引导电动汽车完成智能充电调度,优化了电动汽车的充电过程,以便更有效地消纳光伏能源并支持电力系统的稳定运行。



    技术特征:

    1.一种采用电力电子化的智能充电调度系统,其特征在于,所述系统包括:

    2.根据权利要求1所述的一种采用电力电子化的智能充电调度系统,其特征在于,所述能量路由器包括微控制单元,所述微控制单元通过ac/dc转换器分别与并网接口和电动汽车充电站连接,所述微控制单元通过dc/dc转换器分别控制分布式光伏、储能设施和电动汽车的连接。

    3.根据权利要求1所述的一种采用电力电子化的智能充电调度系统,其特征在于,所述调度模块包括数据处理单元,充电需求排序单元,引导调度单元:

    4.一种采用电力电子化的智能充电调度方法,其特征在于,所述方法包括:

    5.根据权利要求4所述的一种采用电力电子化的智能充电调度方法,其特征在于,采用电压型虚拟同步发电机控制分布式光伏和储能设施的有功功率包括:

    6.根据权利要求4所述的一种采用电力电子化的智能充电调度方法,其特征在于,采用电压型虚拟同步发电机控制分布式光伏和储能设施的无功功率包括:

    7.根据权利要求4所述的一种采用电力电子化的智能充电调度方法,其特征在于,平台电价补贴的方式包括:

    8.根据权利要求7所述的一种采用电力电子化的智能充电调度方法,其特征在于,平台电价补贴的方式还包括:


    技术总结
    本发明属于电网调度领域,涉及一种采用电力电子化的智能充电调度系统及相关方法;所述系统包括能量路由器,对内通过直流母线及电力电子变换器连接分布式光伏、电动汽车充电站、储能设施设备并对功率能流进行控制,对外提供交流并网接口,对电网负载所需的电能以及不同地点下的分布式光伏的发电量和电动汽车充电站的用电量进行监测,实时收集和上传电动汽车剩余电量;调度模块,用于根据能量路由器获取的信息,通过实时导航系统确定每辆有充电需求的电动汽车的位置,通过平台电价补贴的方式,引导每辆电动汽车前往距离分布式光伏最近的电动汽车充电站进行充电调度。本发明能够更有效地消纳光伏能源并支持电力系统的稳定运行。

    技术研发人员:龙虹毓,何宇强,向敏,潘顺,徐扬,陈正新,张亚垅,江振光
    受保护的技术使用者:重庆邮电大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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