[发明专利]一种含有重要负荷的新能源与电动汽车接入的城市直流配电系统

说明书

技术领域

本发明专利属于配电网输电功率增容技术领域，具体涉及一种含有重要负荷的新能源与电动汽车接入的城市直流配电系统。

背景技术

伴随着雾霾现象日益严重，温室气体的过度排放，全球气候变暖加剧，大气污染严重，电动汽车逐渐成为了高效清洁环保的方向，在节能减排、遏制气候变暖以及减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势，各国政府、汽车生产商以及能源企业呼吁大力发展电动汽车，于是近年来电动汽车成为研究热点。电动汽车充电形式可以分为快充和慢充两种，其中快充通常在专业的充电站完成，充电桩使用大功率直流充电形式，充电功率在数十到数百千瓦；因此，当大量电动汽车接入配电网后，势必会对配电网形成很大的负荷冲击，引发配电网负荷过载问题。现有交流配电网线路容量很难满足电动汽车大规模接入后的线路容量需求，现有充电桩也很难满足电动汽车对充电设施的需求。为了满足电动汽车数量激增对充电设施以及线路容量的需求，必须对现有充电设施规模以及配电线路进行扩建；为了适应高渗透率电动汽车接入对配电网容量的需求，必须采取措施对配电网进行扩容。目前，针对电动汽车充电设施的需求问题，主要解决方案是在城市中不断增设充电桩数量，该方案可解决电动汽车充电设施需求问题，但充电设施的分散性和电动汽车充电时间的集中性，使得充电管理繁杂多变，用户亦须掌握充电设施的实时使用状况，以减少充电等待时间现有的城市充电桩的结构示意图如图1所示，为了减少大量电动汽车充电负荷对配网的冲击，常用的技术方案是直接对输电电缆进行升级改造，采用过流能力更大的电缆，从而实现输电容量的提高，这种方法不仅工程量巨大，对所涉及改造线路周围的居民生活影响较大，同时还存在成本昂贵，施工周期长等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，为解决现有配电网输电容量提高方案存在成本高、工程量大、施工周期长及对用户影响严重等问题。本发明提出一种含有重要负荷的新能源与电动汽车接入的城市直流配电系统，在不改变线路电缆的情况下，引入直流微网系统，就地采用新能源发电设备和储能设备，为所需负荷供电，来达到减少负荷冲击目的，该方案具有不改变输电线路结构的优点，但需要额外增加一些其他的新能源发电设备、变换器以及电池组等，该直流微网系统用于面对电动汽车大规模接入之后配电网峰值负荷的增加。

本发明所采用的技术方案是：

一种含有重要负荷的新能源与电动汽车接入的城市直流配电系统，包括：

一个变电站，

至少一个传统负荷，

一个总断路器开关，

至少一个连接分断路器开关的小区配电箱，

至少一个含有重要负荷用的小区配电箱、一个重要负荷；

还包括一个电动汽车充换电站，该电动汽车充换电站包含：

一个AC/DC双向变流器，

一条直流配电线路DCbus，

一个连接DC/DC变流器的动力电池组，

至少一个连接第一DC/DC变流器的光伏发电电池板，

一个连接DC/AC逆变器的站内负荷，

至少一个连接第二DC/DC变流器的电动汽车充电桩；

所述变电站与AC/DC双向变流器、传统负荷的交流母线ACbus相连；

所述AC/DC双向变流器的直流侧与直流母线DCbus相连，AC/DC双向变流器的交流侧与变电站相连；

所述DC/DC变流器的低压侧与动力电池组相连，DC/DC变流器的高压侧与直流母线DCbus相连；

所述第一DC/DC变流器的低压侧与光伏发电电池板相连，第一DC/DC变流器的高压侧与直流母线DCbus相连；

所述DC/AC逆变器的交流侧与站内负荷相连，DC/AC逆变器的直流侧与直流母线DCbus相连；

所述第二DC/DC变流器的低压侧与电动汽车充电桩相连，第二DC/DC变流器的高压侧与直流母线DCbus相连；

所述总断路器开关设在变电站出口侧，然后再与AC/DC双向变流器以及小区配电箱和含有重要负荷用小区配电箱的重要负荷相连；

所述分断路器开关的一侧与连接小区配电箱的传统负荷相连，分断路器开关的另一侧与交流母线ACbus相连。

所述的含有重要负荷用小区配电箱一侧与重要负荷相连，另一侧与交流母线ACbus相连。

该系统接入了一套含有AC/DC双向变流器的直流配网系统，该系统可以利用内部新能源发电以及储能设备供电，再通过AC/DC双向变流器达到稳定并网。