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储能并网V2G试验系统

发布时间:2014-12-06

储能并网V2G试验系统

  电动汽车接入电网(Vehicle to Grid/ V2G)的核心思想是基于对电动汽车保有量在未来将不断增加的判断,将电动汽车作为储能设备,在调度的统筹规划下接入电网,实现能量的存储与能量的回馈。

V2G的功能可归纳为以下几点:①利用电动车作为电网的缓冲,提供调峰无功补偿等;②能为车主提供额外收入,抵消购买电动汽车的部分花费;③可以作为储能 设备增加电网为定性和可靠性,降低电力系统运营成本;④从长远来说减少对新发电基础设施的投资;⑤产生能量储存缓冲,为新能源接入提供支持;大量研究机构 开始进行该方面的研究工作,对研究试验平台提出了很多需求,我公司适应市场需求,成功开发出专用于V2G试验研究的科研及教学平台V2G-LAB。

V2G-LAB实物图

PCS-LAB实物图

 

系统原理:

   本产品系专为电动汽车并网及储能系统并网的教学,研究及试验所开发的系列产品,它能够完成从电网为储能设备充电及储能设备向电网回馈电能的全部过程,为相关研究提供了平台。

 

 电动汽车与电网互动(V2G)试验平台结构图

 

根据配电网调度的要求,充放电机监控系统向充放电机发送控制指令,控制充放电机的启停、充放电模式与有功无功设定,电动汽车蓄电池组的电池管理系统 (BMS)监视电池的状态,将电池状态一方面发送电池管理监视系统,另一方面发给充放电机监控系统,充放电机监控系统根据电池的状态及配电网调度的要求执 行充放电机的控制,保证电池的安全。

该系统分为两部分:

1.储能单元:实现能量的存储和释放,作为能量的载体,有多种形式,如蓄电池、超级电容等;

2.功率变换单元PCS:主要实现电网与储能单元之间的双向充放电;功率调节和控制等;

 

系统组成:

  • 蓄电池或电池模拟器;
  • 双向变流单元(双向充放电机)
  • 充放电机监控系统
  • 电池管理单元BMS
  • 滤波及变压器单元
  • 三相交流电网

      

V2G系统结构组成

特性指标:

1.电动车充电/放电,孤岛运行,预充电,告警,保护,通信,触摸屏显示及电表显示能够模拟阻性负载以及任意功率因数的感性和容性负载;

2.能量以单位功率因数并网;

                               

充放电有功切换:(P=5kW)→(P= -5kW);Q=0kW波形

   

     放电有功切换:(P=-5kW)→(P=-6kW);Q=0kW实验波形

 

硬件指标:

1.主功率回路采用高可靠性智能功率模块;

2.基于C2000系列28335型号控制器;

3.高可靠性机柜设计,满足不同运行区域需要。

4.提供CAN和以太网接口,可接入BMS(电池管理系统)与MEMS(微网能量管理系统),支持IEC61850规约;

 

软件指标:

1.高效的矢量控制算法,实现有功、无功的解耦控制;

2.充电、放电一体化设计,实现交流系统和直流系统的能量双向流动;

 

关键特性:

PCS-LAB系列能够适用于包括蓄电池在内的各种类型的储能设备与电网的柔性接口。其关键特性为:

Ø 支持并网运行、孤网运行;并可以实现并网与孤网状态的自动切换;

Ø 功率因数任意可调,在容量范围内可以全发无功,实现无功补偿;

Ø 能够在MEMS(微网能量管理系统)的调度下,主动参与电网的调峰,有效缓解电网压力;

Ø 完善的继电保护功能,有效防止逆变器的异常损坏;

Ø 多个系统可以任意组合,组成更大容量的V2G系统;

Ø 支持多种储能电池,不同的型号仅控制器的软件不同;

 

应用范围:

  • 电动汽车并网系统研究(V2G)
  • 各种储能的并网系统研究(PCS)
  • 蓄电池双向充放电系统研究

 

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