[发明专利]一种适用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统

说明书

一种适用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统，包括光伏发电系统、PWM整流模块、电池智能充放电模块；所述PWM整流模块、电池智能充放电模块分别连接直流母线；所述光伏发电系统包括光伏电池阵列、Z‑Source变换器，所述光伏电池阵列连接Z‑Source变换器，所述直流母线连接DC/AC逆变器，DC/AC逆变器连接电网；所述直流母线连接能量储存单元，能量储存单元连接直流负载。本发明系统选取了单级式光伏发电的系统结构和光伏电源直接供电的接线方式，在光伏发电系统DC／DC变换器上采用了新型的Z‑Source变换器，在光伏阵列MPPT控制上采取了基于系统输出电流的控制策略，具有升压效率高，输出电压稳定等特性，在电动汽车换电站的应用中具有传统光伏发电接入系统无法比拟的优势。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种适用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统。

背景技术

日益凸显的石油供需矛盾和大气污染问题迫使传统动力汽车向新能源汽车转型，而电动汽车作为新能源汽车的代表，已被公认为21世纪汽车工业发展的主要方向。作为电动汽车的能量补给站，电动汽车换电站的建设必不可少。如何将光伏发电与电动汽车换电站有机结合，实现新能源系统的接入，对电动汽车电池进行充电，亦是当前的一个研究热点。

光伏发电作为当今世晁可再生能源领域中最清洁、最直接、最有大规模开发利用前景的发电方式之一，是实现向用户提供“绿色电力，实现我国“节能减排目标的重要举措。作为电动汽车的能量补给站，电动汽车换电站建设是电动汽车发展的必要保证，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。

从能源的利用角度上考虑，光伏发电站的建设可以与电动汽车换电站结合起来，由于电动汽车换电站拥有大容量的储能系统，在阳光充足的区域(如我国西北地区)换电站的屋顶安装光伏发电系统，储能电站把光伏所产生的电能储存下来，让清洁的“绿色电能”随用电的实际需求适时、适量地输出。光伏发电系统产生的电能可直接对电动汽车电池进行充电，同时也可将其富余电能存储在换电站储能电池中，再通过逆变器逆变成交流后并入电网。由于是对储能电池的电能进行逆变，其电能比较稳定，避免了光照、温度等外界因素的影响。因此，应用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统的研究具有很高的实用价值，能够对新能源进行综合有效利用，实现真正意义上的节能减排。

发明内容

本发明以实现电动汽车换电站中光伏发电系统的有效接入为目标，在总结和分析现有光伏发电系统的基础上，结合电动汽车换电站的实际结构，针对性的提出了一种适用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统,该系统选取了单级式光伏发电的系统结构和光伏电源直接供电的接线方式，在光伏发电系统DC/DC变换器上采用了新型的Z-Source变换器，在光伏阵列MPPT控制上采取了基于系统输出电流的控制策略，具有升压效率高，输出电压稳定等特性，在电动汽车换电站的应用中具有传统光伏发电接入系统无法比拟的优势。

本发明采取的技术方案为：

一种适用于电动汽车换电站的光伏发电接入系统，包括光伏发电系统、PWM整流模块、电池智能充放电模块；所述PWM整流模块、电池智能充放电模块分别连接直流母线；

所述光伏发电系统包括光伏电池阵列、Z-Source变换器，所述光伏电池阵列连接Z-Source变换器，Z-Source变换器第一输出端连接电感L3一端，电感L3另一端分别连接电容C3一端、直流母线“+”极，Z-Source变换器第二输出端分别连接电容C3另一端、直流母线“-”极；

所述直流母线连接DC/AC逆变器，DC/AC逆变器连接电网；

所述直流母线连接能量储存单元，能量储存单元连接直流负载。

所述Z-Source变换器包括二极管D、电感L1、电感L2、电容C1、电容C2、开关管Q；

二极管D阳极连接光伏电池阵列一端，二极管D阴极分别连接电容C1一端、电感L1一端，