一种移动V2G储能系统的制作方法

一种移动v2g储能系统
技术领域
1.本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种移动v2g储能系统。

背景技术：

2.随着能源危机和环境污染等问题日益严重，能源可持续发展的需求日益强烈， v2g(vehicleto-grid，车辆到电网)应运而生。v2g指的是电车与电网的关系，当电网处于用电高峰时，将暂时不使用的电车的电能销售给电网的系统；如果车载电池需要充电，电流则由电网流向车辆；即利用大量电车充放电补偿能源系统与电网的波动。大量电车接入电网时，车载大容量动力电池可以视为智能电网的分布式储能单元。在电网处于负荷低谷时，电车充电以维持运行和储蓄过剩能量；而当电网处于负荷高峰时，电车通过车载或者外接的变流装置向电网馈电，从而起到了削峰填谷的作用。
3.现有申请号为201510706653.6的专利公开了一种基于直流微电网的v2g系统，包括直流母线、光伏发电单元、电车蓄电池组、市电电网和能量管理单元，光伏发电单元通过单向dc/dc 变换器连接于直流母线、电车蓄电池组通过双向dc/dc变换器连接于直流母线，市电电网通过双向ac/dc变换器连接于直流母线，能量管理单元包括主控模块和运行监测模块，主控模块根据运行监测模块上传的数据控制该v2g系统按照设定的送电逻辑运行。该专利中v2g系统主要针对没有使用的电车，其作用相当于具有v2g功能的充电站，由于用车随机性大，可控性低，无法向储能电站一样24小时响应电网调度，对电网无法进行随时随地有序精准充、放电，在解决电网高峰电压不稳的问题时存在不确定性，而且现有的电车没电的时候只能通过充电桩充电后才能使用，给电车使用带来极大的不方便。除此以外，对于现在的有轨或者无轨的公共电车，比如景区内或者区域内的电车，只能通过电网给电，不能通过公共电车给电网馈电；而且其只能在短距离且固定的线路内，只能行驶少量的公共电车，由于接入的电流负荷有限，不能满足大量的公共电车用电。
4.综上，现需要一种解决上述所存在的问题的装置。

技术实现要素：

5.针对以上问题，本实用新型目的在于提供了一种移动v2g储能系统，包括直流母线、导电轨、采电弓、第一双向dc/dc变换器、电车蓄电池组和第二双向dc/dc变换器；导电轨包括第一导电轨和第二导电轨，分别与直流母线相连，用于介导直流母线与电车蓄电池组的充放电导电；双向dc/dc变换器一端连接采电弓一端，工作时，采电弓另一端分别与第一导电轨和第二导电轨接触；双向dc/dc变换器另一端与电车蓄电池组连接。
6.本实用新型的移动v2g储能系统在使用时，直流母线的正线和负线分别与第一导电轨和第二导电轨连接形成通路向导电轨进行供电；采电弓一端分别与第一导电轨和第二导电轨连接接触，采电弓另一端与第一双向dc/dc变换器一端连接，双向dc/dc变换器另一端与电车蓄电池组连接；当直流母线对电车蓄电池组进行送电时，直流母线的电流通过第二双向dc/dc 变换器降压后，再通过导电轨传输给采电弓，采电弓获得电流后通过第一双
向dc/dc变换器给电车蓄电池组充电；当电车蓄电池组对直流母线进行馈电时，电车蓄电池组的电流通过第一双向dc/dc变换器、采电弓和导电轨，然后通过第二双向dc/dc变换器升压后传输给直流母线；导电轨设置在公路上方，电车在移动且充电或放电时，采电弓会随着电车移动而移动，而且在移动的过程中，采电弓始终在设置有导电轨的地方与导电轨接触，保持电车蓄电池组与直流母线的电流送电或馈电；当然处于静止状态的电车，也可以通过在停车场设置导电轨，完成处于停车状态的电车与直流母线之间的充放电。
7.由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：本实用新型中的移动v2g储能系统，可以使得行驶的电车可以进行充放电，提高了电车用户的充电的便捷性，而且可使无论在停车场或行驶在公路上的所有电车都能随时随地听从电网调度，通过v2g车网互动平衡电网波动。
附图说明
8.图1为移动v2g储能系统示意图1。
9.图2为移动v2g储能系统示意图2。
10.图3为能量管理模块结构示意图。
11.图中，1：直流母线；2：导电轨；21：第一导电轨；22：第二导电轨；3：采电弓；4：第一双向dc/dc变换器；5：电车蓄电池组；6：第二双向dc/dc变换器；7：电网；8：双向 ac/dc变换器；9：第一发电模块；10：单向dc/dc变换器；11：能量管理模块；111：主控模块；112：运行监测模块；113：执行模块；114：计费模块；12：电车驱动组件；13：第二发电模块；14：单向ac/dc变换器。
具体实施方式
12.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
13.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
14.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“电车”指的是油电混合、纯电的电动汽车、公共电车等，即一切全部使用或者部分使用电能的交通工具，不特指电动汽车。
15.下面结合附图1-图3和实施例对本实用新型作进一步的说明。
16.如图1所示，本实用新型提供了一种移动v2g储能系统，包括直流母线1、导电轨2、采电弓3、第一双向dc/dc变换器4、电车蓄电池组5和第二双向dc/dc变换器6；导电轨包括第一导电轨21和第二导电轨22，分别通过第二双向dc/dc变换器6与直流母线1相连，用于介导直流母线1与电车蓄电池组5的充放电导电；双向dc/dc变换器4一端连接采电弓3 一端，工
作时，采电弓3另一端分别与第一导电轨21和第二导电轨22接触；双向dc/dc变换器4另一端与电车蓄电池组5连接。
17.本实用新型的移动v2g储能系统在使用时，直流母线1的正线和负线分别通过第二双向 dc/dc变换器6与第一导电轨21和第二导电轨22连接形成通路向导电轨2进行供电；采电弓3一端分别与第一导电轨21和第二导电轨22连接接触，采电弓3另一端与第一双向dc/dc 变换器4一端连接，双向dc/dc变换器4另一端与电车蓄电池组5连接；当直流母线1对电车蓄电池组5进行送电时，直流母线1的电流通过第二双向dc/dc变换器6降压后，再通过导电轨2传输给采电弓3，采电弓3获得电流后通过第一双向dc/dc变换器4给电车蓄电池组5充电；当电车蓄电池组5对直流母线1进行馈电时，电车蓄电池组5的电流通过第一双向dc/dc变换器4、采电弓3和导电轨2，然后通过第二双向dc/dc变换器6升压后传输给直流母线1；导电轨2设置在公路上方，电车在移动且充电或放电时，采电弓3会随着电车移动而移动，而且在移动的过程中，采电弓3始终在设置有导电轨2的地方与导电轨2接触，保持电车蓄电池组5与直流母线1的电流送电或馈电；当然处于静止状态的电车，也可以通过在停车场设置导电轨2，完成处于停车状态的电车与直流母线1之间的充放电。
18.进一步，采电弓3与导电轨2接触的部分可以设置滚轮，减少采电弓3与导电轨2之间的摩擦。
19.进一步地，如图1所示，导电轨2可以为分段导电轨，分段导电轨的第一导电轨21和第二导电轨22分别通过第二双向dc/dc变换器6与直流母线1连接。具体地，考虑到导电轨2 负载的问题，若同时有很多电车同时与导电轨2连接，导电轨2负载会比较大，所以可以将导电轨2设置成若干分段，即第一导电轨21可以设置成若干段，第二导电轨22对应设置若干段，对应的每一段的第一导电轨21和第二导电轨22均通过对应的第二双向dc/dc变换器 6与直流母线1一一连接，如此，在使用时，每段导电轨2均摊负载，减轻了整体负载。每一段导电轨2的长度可以根据实际需要进行设定，每段导电轨2之间不接触。将导电轨2设置成若干段分段导电轨2除了均摊负载外，还方便检修，导电轨2若是一整段，如果导电轨 2局部出现故障，那么存在不好检修，且修整成本大的缺陷；若是若干段分段式的，局部出现故障，可以对每一段导电轨2单独进行检修和修整，检修工作会相对容易，且修整成本相对比较低。
20.具体地，在实际应用中，如图2所示，导电轨2通过若干柱子作为支撑，将导电轨架在公路之上或停车场之上，而且，还可以在导电轨的上方设置若干太阳能电池板进行发电，不仅能为直流母线1提供电流；同时还可以为行驶的电车遮风挡雨。
21.进一步地，如图1所示，上述移动v2g储能系统还包括电车驱动组件12，双向dc/dc变换器4设置有两个端口，一个端口与电车蓄电池组5连接；另一个端口与电车驱动组件12连接。具体地，在相应电车的配置下，从导电轨2进入采电弓3后的电流可以一分为二，一支电流向电车蓄电池组5，一支电流进入电车驱动组件12直接驱动电车移动，如此，也可以达到边行驶、边充电的目的；电车蓄电池组5充电完毕后，可根据需要选择电池驱动或者导电轨直接送电的电流驱动。在相应电车的配置下，可以优选导电轨2直接送电的电流驱动，可以减少电池损耗，延长电池使用寿命。需要说明的是，当行驶的路段即将进入没有导电轨2 的状况，电车会自动提前从导电轨2直接送电的电流驱动模式切换至电池动力驱动模式。
22.进一步地，采电弓3的导电部分表面设置绝缘层。在具体使用中，采电弓3与导电轨接触的部分称为接触部分，未接触仅导电的部分称为导电部分，采电弓3在电车顶部，且带
有电流，为了安全考虑，可以将采电弓3导电部分表面设置绝缘层，绝缘层可以是一切可以绝缘的材料，比如绝缘塑胶等。
23.进一步地，如图1所示，上述移动v2g储能系统还包括电网7和双向ac/dc变换器8，电网7通过双向ac/dc变换器8与直流母线1连接。具体地，电网7通过双向ac/dc变换器 8与直流母线1进行电流平衡互动。
24.进一步地，如图1所示，上述移动v2g储能系统还包括第一发电模块9和/或第二发电模块13，第一发电模块9通过单向dc/dc变换器10连接直流母线1；第二发电模块13通过单向ac/dc变换器14连接直流母线1。具体地，第一发电模块9可以是太阳能光伏发电系统，发出的电属于直流电，使用单向dc/dc变换器10与直流母线1连接；第二发电模块13可以是火力发电系统、水力发电系统或风力发电系统，发出的电是交流电，使用单向ac/dc变换器14与直流母线1连接。
25.进一步地，如图3所示，上述移动v2g储能系统还包括能量管理模块11，能量管理模块 11包括主控模块111、运行监测模块112及执行模块113；运行监测模块112和执行模块113 分别与主控模块111通信连接；运行监测模块112用于采集直流母线1及电网负荷情况、电车蓄电池组5电量情况以及第一发电模块9和/或第二发电模块13的发电情况，并上传于主控模块111；
26.主控模块111分析运行监测模块112上传的数据后，命令执行模块113按照设定的送电逻辑运行；保持直流母线1以及电网7电压的稳定；使得移动v2g储能系统中所有电车蓄电池组 5能够对直流母线1进行有序地、精准地充放电。
27.具体地，上述送电逻辑包括：
28.(1)当直流母线1或电网7处于负荷低谷时，能量管理模块11中的主控模块111发出指令，自动启动对所有电车蓄电池组5进行充电，使其尽可能全部充满，即使行驶中的车也尽可能边行驶边充电(80％-95％)；
29.(2)直流母线1或电网7处于负荷高峰时，能量管理模块11中的主控模块111发出指令，自动启动电车蓄电池组5对直流母线1和电网7馈电，馈电是根据参与馈电的电车用户的日用车规划及soc来确定馈电顺序及馈电数量；馈电后的剩余电量一般不得低于20％；
30.(3)当直流母线1或电网7发生波动的时候，能量管理模块11中的主控模块111发出指令，根据直流母线1或电网7波动幅度的大小，自动启动相应数量的电车蓄电池组5对直流母线1进行精准充放电，参与的电车是根据电车用户的日用车规划及soc来确定其充放电顺序及充放电数量。
31.进一步地，第二双向dc/dc变换器6与主控模块111通信连接，当执行模块113执行采电弓3接触或离开导电轨2时，主控模块命111命令第二双向dc/dc变换器6根据充电或馈电不同需求进行定向的连接或断开。
32.进一步地，能源管理模块11还包括计费模块114，计费模块114与主控模块111通信连接，计费模块114用于记录包括电车用户的电子账户信息，电子账户信息主要包括两种信息： 1电车蓄电池组5充电模式下，电网7给电车蓄电池组5的充电时间、充电数量、充电价格及充电总费用；2电车蓄电池组5充电模式下，电车蓄电池组5给电网7的送电时间、送电价格及送电总费用；上述电子账户可手机查询或车载电子屏显示。
33.综上所述，本实用新型移动v2g储能系统通过全自动移动充放电技术及停车场全
自动充放电技术，解决了目前基于充电桩及充电站的v2g系统所存在的问题，从而充分利用全国海量电车的巨大储能潜力，形成一个由直流母线1及电网7统一调度的大规模电车v2g储能系统。

技术特征：

1.一种移动v2g储能系统，其特征在于，包括直流母线(1)、导电轨(2)、采电弓(3)、第一双向dc/dc变换器(4)、电车蓄电池组(5)和第二双向dc/dc变换器(6)；导电轨包括第一导电轨和第二导电轨，导电轨(2)通过第二双向dc/dc变换器(6)与直流母线(1)相连，用于介导直流母线(1)与电车蓄电池组(5)的充放电导电；双向dc/dc变换器(4)一端连接采电弓(3)一端，工作时，采电弓(3)另一端分别与第一导电轨和第二导电轨接触；双向dc/dc变换器(4)另一端与电车蓄电池组(5)连接。2.根据权利要求1所述的移动v2g储能系统，其特征在于，导电轨(2)为分段导电轨，分段导电轨的第一导电轨和第二导电轨分别与直流母线(1)连接。3.根据权利要求1或2所述的移动v2g储能系统，其特征在于，还包括电车驱动组件(12)，双向dc/dc变换器(4)设置有两个端口，一个端口与电车蓄电池组(5)连接；另一个端口与电车驱动组件(12)连接。4.根据权利要求1或2所述的移动v2g储能系统，其特征在于，采电弓(3)的导电部分表面设置绝缘层。5.根据权利要求1或2所述的移动v2g储能系统，其特征在于，还包括电网(7)和双向ac/dc变换器(8)，电网(7)通过双向ac/dc变换器(8)与直流母线(1)连接。6.根据权利要求5所述的移动v2g储能系统，其特征在于，还包括第一发电模块(9)和/或第二发电模块(13)，第一发电模块(9)通过单向dc/dc变换器(10)连接直流母线(1)；第二发电模块(13)通过单向ac/dc变换器(14)连接直流母线(1)。7.根据权利要求6所述的移动v2g储能系统，其特征在于，还包括能量管理模块(11)，能量管理模块(11)包括主控模块(111)、运行监测模块(112)及执行模块(113)；运行监测模块(112)和执行模块(113)分别与主控模块(111)通信连接；运行监测模块(112)用于采集直流母线(1)及电网(7)负荷情况、电车蓄电池组(5)电量情况以及第一发电模块(9)和/或第二发电模块(13)的发电情况，并上传于主控模块(111)；主控模块(111)分析运行监测模块(112)上传的数据后，命令执行模块(113) 按照设定的送电逻辑运行；保持直流母线(1)以及电网(7)电压的稳定；使得移动v2g储能系统中所有电车蓄电池组(5)能够根据直流母线(1)及电网(7)需求进行有序地、精准地充放电。8.根据权利要求7所述的移动v2g储能系统，其特征在于，第二双向dc/dc变换器(6)与主控模块(111)通信连接，当执行模块(113)执行采电弓(3)接触或离开导电轨(2)时，主控模块(111)命令第二双向dc/dc变换器(6)根据充电或馈电不同需求进行定向的连接或断开。9.根据权利要求7或8所述的移动v2g储能系统，其特征在于，能量管理模块(11)还包括计费模块(114)，计费模块(114)与主控模块(111)通信连接，计费模块(114)用于记录包括电车用户的电子账户信息。

技术总结

本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种移动V2G储能系统。该移动V2G储能系统包括直流母线、导电轨、采电弓、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器、电车蓄电池组和能量管理模块；导电轨通过第二双向DC/DC变换器与直流母线相连；第一双向DC/DC变换器一端连接采电弓一端，采电弓另一端分别与第一导电轨和第二导电轨接触；第一双向DC/DC变换器另一端与电车蓄电池组连接；能量管理模块包括主控模块、运行监测模块和执行模块，主控模块根据运行监测模块上传的数据命令执行模块按照设定的送电逻辑运行，统一调度所有参与该V2G储能系统的电车根据电网需求进行有序地、精准地充放电，平抑电网波动。平抑电网波动。平抑电网波动。