一种支持直流网的直流输入双向专用充电桩及其储配微网系统的制作方法

1.本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及一种支持直流网的直流输入双向专用充电桩。


背景技术：

2.传统充电桩是为电动汽车充电专门设计的产品，其功能较为单一。一般380伏三相交流电接入，通过和电动汽车通信，转换成汽车所用的电压、电流并按照要求输出相应的直流电为电动汽车进行充电。随着大量电动汽车投入市场，充电桩的需求越来越大。“充电难”是制约现代电动汽车普及的一个重要原因。由于一个标准的电动汽车直流桩功率至少35千瓦以上，随着汽车技术的进步，对快速充电的要求越来越高，现代直流充电桩的功率普遍在60千瓦，有的双枪并举的充电桩总功率甚至达到120千瓦。一些高端充电要求甚至已经高达300千瓦。如此高的功率需求给电网配电测带来了巨大的压力，我国电网的配变网络无法支持大规模充电桩。
3.充电基础设施建设中有一个重要的概念叫电力通道增容，此项工作一般由电网公司完成。在这个过程中，不仅要将配变变压器的功率增加，同时还要加强地下管网的电缆以面对更高的用电功率需求。由于广布大功率的充电设施属于基础设施建设，特别是地下管网，通道建设必然要面对土地征用、拆迁、电力间隔扩容、长达几十公里的工程施工等，其成本是一座充电站的百倍不止。从经济学的角度来说，对于一些有充电需求的，特别是已建好通道的老城区及重要的商圈而言几乎没有可能。
4.基于储能站进行“动态增容”是解决“增容”这类问题的解决方案，成本一般为传统通道建设的1/3。由于储配系统设有直流网，可以自由接入发电源，也可以进行一定范围的“并储”电能调度，为了进一步降低建站成本，新一代的储配增容可通过直流智能充电桩的设计结合传统pcs来实现充电桩成本的降低并不影响整体储配站的架构。通过由充电桩和pcs进行联动。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型应对动态增容的储配站设计的产品，在赋予传统充电桩更多的功能的前提下，以支持充电设施的广泛布置。
6.本实用新型提供支持直流网的直流输入双向专用充电桩，包括：电网直流输入、储能直流输入、动态并联器、智能转压单元、直流输出、充电接口、控制单元、通信单元和回馈直流输出；所述电网直流输入与储能直流输入并联连接接入动态并联器，而后与所述智能转压单元连接；所述动态并联器接受来自所述通信单元的控制信号控制电网直流输入量和储能直流输入量；所述通信单元发送信号给所述控制单元，所述控制单元控制智能转压单元，进行直流输出和回馈直流输出；所述直流输出连接到充电接口，对负载进行充电；所述通信单元与所述充电接口进行信号传输。
7.根据本实用新型的一个具体实施例，其中还包括光能直流输入和风能直流输入中的一种或两种；光能直流输入与储能直流输入并联连入动态并联器；风能直流输入与储能直流输入并联连入动态并联器。
8.本实用新型还提供一种支持直流网的直流输入双向专用充电桩的储配微网系统，包括：双向功率转换系统(pcs)，电能管理系统(ems)，储能阵列，上述直流输入双向专用充电桩呈阵列式排列形成的充电桩阵列，开关柜和新增负荷通道；所述双向功率转换系统(pcs)一端与电网连接，另一端与所述充电桩阵列连接，为所述充电桩阵列提供电能，还有一端与所述开关柜连接，为所述新增负荷通道提供电能；所述储能阵列与所述双向功率转换系统(pcs)并联接入所述充电桩阵列，为所述充电桩阵列提供电能；所述充电桩阵列包括多个充电位；电能管理系统(ems)与所述电网、所述双向功率转换系统(pcs)、所述储能阵列、所述多个充电位和所述开关柜建立通信连接，并加以控制。
9.根据本实用新型的一个具体实施例，其中还包括主动增容板块，所述主动增容板块与所述储能阵列并联接入所述充电桩阵列，为所述充电桩阵列提供电能。
10.根据本实用新型的一个具体实施例，其中所述主动增容板块为分布式直流发电电源。
11.根据本实用新型的一个具体实施例，其中所述分布式直流发电电源为包括光伏和/或风能。
12.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：本实用新型通过储能电池叠加 pcs的功率获得更高的功率输送能力，在直流侧电源充沛的条件下，通过“主动增容”可获得更多的新增电力通道，而不受限于传统的电力通道地下管网的限制，是目前解决“有桩无电”的充电设施建设难题最优方案之一。
附图说明
13.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同或相似的部件。
14.图1所示为根据本实用新型实施例1的支持直流网的直流输入双向专用充电桩的结构示意图；
15.图2所示为根据本实用新型实施例2的支持直流网的直流输入双向专用充电桩的储配微网系统；
16.图3所示为根据本实用新型实施例3的支持直流网的直流输入双向专用充电桩的储配微网系统。
具体实施方式
17.为了使本领域技术人员更加清楚地理解本实用新型的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本实用新型。应理解，本文给出的实施例都只是本实用新型可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本技术的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本实用新型要求保
护的范围内。
18.在本文中，术语“实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，所述替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本实用新型的保护范围。
19.实施例1：结合图1，根据本实施例的支持直流网的直流输入双向专用充电桩 100，包括：电网直流输入1、储能直流输入2、动态并联器3、智能转压单元4、直流输出8、充电接口9、控制单元6、通信单元7和回馈直流输出5；所述电网直流输入1与储能直流输入2并联连接接入动态并联器3，而后与所述智能转压单元 4连接；所述动态并联器3接受来自所述通信单元7的控制信号控制电网直流输入量和储能直流输入量；所述通信单元7发送信号给所述控制单元6，所述控制单元 6控制智能转压单元4，进行直流输出8和回馈直流输出5；所述直流输出8连接到充电接口9，对负载进行充电；所述通信单元7与所述充电接口9进行信号传输。
20.实施例2：结合图2，根据本实施例的支持直流网的直流输入双向专用充电桩的储配微网系统，包括：双向功率转换系统(pcs)13，电能管理系统(ems)16，储能阵列24，充电桩阵列21，开关柜14和新增负荷通道15；所述双向功率转换系统(pcs)13一端与电网11连接，另一端与所述充电桩阵列21连接，为所述充电桩阵列21提供电能，还有一端与所述开关柜14连接，为所述新增负荷通道15提供电能；所述储能阵列24与所述双向功率转换系统(pcs)13并联接入所述充电桩阵列21，为所述充电桩阵列21提供电能；所述充电桩阵列21包括多个充电位 17
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20；电能管理系统(ems)16与所述电网11、所述双向功率转换系统(pcs) 13、所述储能阵列24、所述多个充电位17
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20和所述开关柜14建立通信连接，并加以控制。
21.实施例3：结合图3，相比于实施例2，还包括主动增容板块25，所述主动增容板块与所述储能阵列并联接入所述充电桩阵列，为所述充电桩阵列提供电能。所述主动增容板块为分布式直流发电电源。所述分布式直流发电电源为包括光伏和/ 或风能。
22.以上结合具体实施方式(包括实施例和实例)详细描述了本实用新型的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本实用新型的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本技术文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围仅以权利要求书为准。