[发明专利]一种用于电动汽车充电站的能源互联网

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站供电技术领域，特别涉及一种用于电动汽车充电站的能源互联网。

背景技术

目前典型的电动汽车充电站供电系统如图1所示。变压器102连接于电网101得到380V三相交流电为电动汽车充电站的充电负载以及通信、照明等设备供电。低压开关柜103连接多个交流充电桩106及多个直流充电柜107，为充电负载提供电能。交流充电桩106可为电动汽车提供220V交流充电电压，用于交流慢速充电。直流充电柜107进一步将电能分配到多个直流充电桩108，直流充电桩108将380V三相交流电转化为400V及750V直流电压，可为电动汽车提供直流快速充电电压。另外，380V三相交流线路还连接补偿设备105，用于无功补偿以及提高功率因数，以符合接入电网的要求。

现有的电动汽车充电站供电系统采用传统的电力变压器和以380V三相交流电为主的供电线路，其不足之处在于：

(1)由于电动汽车充电为非线性负载，在充电过程中将同时向电网注入谐波电流导致电网电能质量下降、电网损耗增加及输变电设备正常容量占用。采用传统的电力变压器接入电网时并不能对产生的谐波进行隔离和治理，因此，在充电设备中需要加入谐波治理模块，以及在供电线路需要增设无功补偿设备，来提高接入电网节点的功率因数。然而，根据现有供电系统结构，每一个充电桩都需要设置谐波治理模块，若要取得较好的谐波治理效果，相应的充电桩的成本将会显著增加。另外，若要取得较好的无偿补偿效果以稳定节点电压，无功补偿设备的补偿容量也需要根据负载情况进行变动，相应的补偿设备控制复杂，设备造价也相应提高。

(2)电动汽车的充电特别是直流快速充电将给电网负荷带来大量的变动，不利于保持供电稳定。

(3)现有供电系统不便接入可再生能源。由于太阳能、风能这类可再生能源存在时变性、间歇性和难以预测等固有特点，现有供电系统使用的传统电力变压器不具备电压调整功能，难以控制接入电网的节点电压保持稳定。另外，由于采用以380V三相交流电为主的供电线路，太阳能、风能接入时需要逆变器将直流电逆变为交流电以并入供电线路，针对可再生能源的转化、储存和利用的控制将会非常复杂，难以进行实际应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于电动汽车充电站的能源互联网，能源路由器接入电网作为该能源互联网中的节点，为电动汽车充电站提供以400V直流为主的供电线路，能源路由器可用于控制接入电网处节点的电能质量，有效抑制电动车充电过程中产生的谐波对电网电能质量的影响，有效提高功率因数，从而实现节能降耗，并简化了供电系统及充电设备的结构，在此基础上，储能单元的应用可对电网负荷进行有效调控，有利于供电稳定，能源路由器以及以400V直流为主的供电线路的设置也便于太阳能、风能等可再生能源的接入。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于电动汽车充电站的能源互联网，包括：电网、能源路由器、直流配电柜、直流充电柜、直流充电桩、逆变器、交流充电柜和交流充电桩；

所述电网为能源互联网中的电力网络；

所述能源路由器接入所述电网作为所述能源互联网中的节点，所述能源路由器分别连接电网和所述直流配电柜，所述电网的交流电压通过所述能源路由器转化为400V直流电压，所述能源路由器还用于控制接入所述电网处节点的电能质量；

所述直流配电柜分别连接所述直流充电柜和所述逆变器，将400V直流电压分配至所述直流充电柜和所述逆变器；

所述直流充电柜分别连接多个所述直流充电桩，将400V直流电压供应至各个所述直流充电桩；

所述逆变器连接所述交流充电柜，将400V直流电压转换为380V交流三相电压；

所述交流充电柜分别连接多个所述交流充电桩，将380V交流三相电压供应至各个所述交流充电桩。

作为一种优选，所述直流充电桩提供400V和/或750V的电压输出端口。

作为一种优选，所述供电系统还包括：第一直流/直流变换器和储能单元；

所述第一直流/直流变换器分别连接所述直流配电柜和所述储能单元，所述第一直流/直流变换器能够实现电能的双向传递；

所述第一直流/直流变换器用于当所述直流充电桩和/或所述交流充电桩接入负载时，控制所述储能单元通过所述第一直流/直流变换器向所述直流充电桩和/或所述交流充电桩接入的负载提供电能。

作为一种改进，所述第一直流/直流变换器还用于当所述直流充电桩和/或所述交流充电桩未接入负载时，控制所述储能单元通过所述第一直流/直流变换器接收和储存来自所述电网的电能。