一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，包括一個(gè)含有AC/DC整流器的換流站，一條直流配電線路，至少一個(gè)包含DC/AC變流器和DC/DC變流器的小區(qū)配電箱，至少一個(gè)居民負(fù)荷，至少一個(gè)電動(dòng)汽車充電樁。外部交流網(wǎng)絡(luò)的高壓交流電經(jīng)過(guò)一個(gè)含有AC/DC整流器的變電站整流后，以直流電的形式由直流配電線路輸送至配電網(wǎng)中各小區(qū)，各小區(qū)配電箱根據(jù)小區(qū)內(nèi)交流負(fù)荷和直流負(fù)荷需求，將直流電經(jīng)過(guò)DC/AC變流器轉(zhuǎn)換為交流電供給居民負(fù)荷，或者將直流電經(jīng)過(guò)DC/DC變流器轉(zhuǎn)換為直流電供給電動(dòng)汽車充電樁。本實(shí)用新型不改變?cè)潆娋W(wǎng)線路結(jié)構(gòu)，且無(wú)需更換或升級(jí)電纜，在不影響原居民負(fù)荷用電的情況下，提升了配電網(wǎng)的線路輸電容量，具有成本低、工程量小、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于配電網(wǎng)輸電功率增容【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]溫室氣體的過(guò)度排放，導(dǎo)致全球氣候變暖趨勢(shì)加劇，電動(dòng)汽車作為新一代的交通工具，在節(jié)能減排、遏制氣候變暖以及減少人類對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴方面具備傳統(tǒng)汽車不可比擬的優(yōu)勢(shì)，受到各國(guó)政府、汽車生產(chǎn)商以及能源企業(yè)的廣泛關(guān)注，電動(dòng)汽車成為近年來(lái)研宄的熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車充電形式可以分為快充和慢充兩種，其中快充通常在專業(yè)的充電站完成，充電功率在數(shù)十到數(shù)百千瓦；而慢充則一般在停車場(chǎng)、小區(qū)或居民家中完成，充電功率通常在2-10 KW之間。目前我國(guó)居民用電單戶配電網(wǎng)設(shè)計(jì)容量一般為5KW，可以滿足現(xiàn)在家庭的一般用電需要，但若電動(dòng)汽車接入之后，即使是慢充，以現(xiàn)有的配電網(wǎng)容量也難以滿足要求。因此，當(dāng)大量電動(dòng)汽車接入配電網(wǎng)后，必然會(huì)對(duì)配電網(wǎng)形成很大的負(fù)荷沖擊，引發(fā)配電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)載問(wèn)題?，F(xiàn)有的城市交流配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如說(shuō)明書附圖的附圖1所示，為了提高配電網(wǎng)輸電容量，常用的技術(shù)方案有兩種:一是直接對(duì)輸電電纜進(jìn)行升級(jí)改造，采用過(guò)流能力更大的電纜，從而實(shí)現(xiàn)輸電容量的提高，這種方法不僅工程量巨大，對(duì)所涉及改造線路周圍的居民生活影響較大，同時(shí)還存在成本昂貴，施工周期長(zhǎng)等問(wèn)題。二是在不改變線路電纜的情況下，利用輸電線路的動(dòng)態(tài)增容來(lái)達(dá)到提高輸電容量的目的，該方案具有不改變輸電線路結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但需要額外增加大量的檢測(cè)和通信設(shè)備，且輸電線路實(shí)際可增加的傳輸容量易受自然環(huán)境影響。因此動(dòng)態(tài)增容常應(yīng)用于高壓輸電線路中，在低壓配電網(wǎng)中考慮到成本、最大輸送容量增加幅度等因素而難以應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，為解決現(xiàn)有配電網(wǎng)輸電容量提高方案存在成本高、工程量大、施工周期長(zhǎng)及對(duì)用戶影響嚴(yán)重等問(wèn)題。本實(shí)用新型提供一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，用于面對(duì)電動(dòng)汽車大規(guī)模接入之后配電網(wǎng)峰值負(fù)荷的增加。在不改變?cè)潆娋W(wǎng)線路結(jié)構(gòu)，且無(wú)需更換或升級(jí)電纜，在不影響原居民負(fù)荷用電的情況下，提升了原配電網(wǎng)的線路輸電容量，具有配電線路損耗小、工程量小、可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，包括一個(gè)含有AC/DC整流器的換流站，一條直流配電線路，至少一個(gè)包含DC/AC變流器和DC/DC變流器的小區(qū)配電箱，至少一個(gè)居民負(fù)荷，至少一個(gè)電動(dòng)汽車充電粧。所述的含有AC/DC整流器的換流站的交流側(cè)與外部交流網(wǎng)絡(luò)相連，所述的含有AC/DC整流器的換流站的直流側(cè)與直流配電線路相連。
[0006]所述的直流配電線路一側(cè)連接含有AC/DC整流器的換流站、另一側(cè)連接由該直流配電系統(tǒng)供電的各小區(qū)配電箱。所述的小區(qū)配電箱中的DC/AC變流器的直流側(cè)與直流配電線路連接、交流側(cè)與居民負(fù)荷連接。所述的小區(qū)配電箱中的DC/DC變流器的端電壓較高直流側(cè)與直流配電線路連接、端電壓較低直流側(cè)與電動(dòng)汽車充電粧連接。所述的居民負(fù)荷與小區(qū)配電箱內(nèi)的DC/AC變流器的交流側(cè)連接。所述的電動(dòng)汽車充電粧與小區(qū)配電箱內(nèi)的DC/DC變流器的端電壓較低直流側(cè)連接。
[0007]所述的居民負(fù)荷通過(guò)小區(qū)配電箱的DC/AC變流器從直流配電線路吸收電能。
[0008]所述的電動(dòng)汽車充電粧通過(guò)小區(qū)配電箱的DC/DC變流器從直流配電線路吸收電會(huì)K。
[0009]本實(shí)用新型一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，技術(shù)效果如下:
[0010]1)、本實(shí)用新型無(wú)需改變?cè)潆娋W(wǎng)線路結(jié)構(gòu)，且無(wú)需更換或升級(jí)現(xiàn)有配電網(wǎng)所使用的電纜。
[0011]2)、輸電線路容量的提升幅度可以通過(guò)配電網(wǎng)直流線路電壓的幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足不同規(guī)模電動(dòng)汽車接入后對(duì)配電線路容量的需求。
[0012]3)、本實(shí)用新型僅需改變現(xiàn)有配電系統(tǒng)中的變電站和小區(qū)配電箱的結(jié)構(gòu):一方面將原變電站改變?yōu)锳C/DC變流站，為直流配電網(wǎng)提供合適電壓等級(jí)的直流電(比如IlkV的交流配電電纜可以承受高達(dá)30kV的直流電)，另一方面對(duì)小區(qū)配電箱進(jìn)行改造，加入DC/AC變流裝置和DC/DC變流裝置，DC/AC變流裝置的加入可以向傳統(tǒng)居民交流負(fù)荷供電，DC/DC變流裝置是將配電網(wǎng)直流電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車充電所需直流電(一般在400V以內(nèi))，可以看出，所提方案改造工程僅在相對(duì)固定的地點(diǎn)進(jìn)行，無(wú)需改動(dòng)配電網(wǎng)線路，具有工程量小，實(shí)現(xiàn)方便，可行性高的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是一種現(xiàn)有的交流配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型適用于電動(dòng)汽車規(guī)模化接入的直流配電系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖2所示，一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，包括:一個(gè)含有AC/DC整流器的換流站1，一條直流配電線路2，至少一個(gè)包含DC/AC變流器4和DC/DC變流器5的小區(qū)配電箱3，至少一個(gè)居民負(fù)荷6，至少一個(gè)電動(dòng)汽車充電粧7 ;所述的含有AC/DC整流器的換流站I的交流側(cè)與外部交流網(wǎng)絡(luò)相連，直流側(cè)與直流配電線路2相連；所述的直流配電線路2 —側(cè)與含有AC/DC整流器的換流站I相連，另一側(cè)與由該直流配電系統(tǒng)供電的各小區(qū)配電箱3相連；所述的小區(qū)配電箱3中的DC/AC變流器4的直流側(cè)與直流配電線路2相連，交流側(cè)與居民負(fù)荷6相連；所述的小區(qū)配電箱3中的DC/DC變流器5的端電壓較高直流側(cè)(電壓等級(jí)受原配電網(wǎng)電纜的影響，以IlkV交流配電網(wǎng)電纜為例，直流電壓可以工作在30kV)與直流配電線路2相連，端電壓較低直流側(cè)(電動(dòng)汽車充電粧電壓，常見輸入范圍是200-450V)與電動(dòng)汽車充電粧7相連；所述的居民負(fù)荷6與小區(qū)配電箱3內(nèi)的DC/AC變流器4的交流側(cè)相連；所述的電動(dòng)汽車充電粧7與小區(qū)配電箱3內(nèi)的DC/DC變流器5的端電壓較低直流側(cè)相連。
[0016]圖1所示為傳統(tǒng)交流配電系統(tǒng)的配電線路，以母線電壓1kV為例，同樣絕緣厚度和芯線截面的電纜，其耐受直流電壓的能力比耐受交流電壓的能力高3倍以上，因此在不改變圖1所示交流配電系統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)的情況下，圖2中所示的直流配電線路母線電壓可達(dá)30kV以上，現(xiàn)在城市中壓配電網(wǎng)多數(shù)采用電纜，給所提方案的實(shí)施提供了可行性。進(jìn)一步考慮交流輸電電壓峰值與有效值之間的關(guān)系及輸電線路功率因數(shù)對(duì)實(shí)際輸送容量的影響，在不改變圖1所示的現(xiàn)有交流配電網(wǎng)電纜的前提下，采樣圖2所示的直流配電形式，配電線路的輸電容量理論上可提高4.7倍左右(此處因考慮導(dǎo)線具體連接方式，1kV 一般是3條配電線，此處設(shè)定雙極供電方式，即兩條母線電壓分別為正負(fù)30kV以及一個(gè)地線，那么實(shí)際可提高容量就是4.7倍左右)。綜上分析，圖2所示實(shí)施例一的直流配電線路母線電壓設(shè)計(jì)為正負(fù)30kV。直流配電線路2將正負(fù)30kV直流電傳送至各小區(qū)配電箱3 ;小區(qū)配電箱3中的DC/AC變流器4將正負(fù)30kV直流電逆變?yōu)?80V交流電供居民負(fù)荷6使用；小區(qū)配電箱3中的DC/DC變流器5將正負(fù)30kV直流電變換為380V直流電供電動(dòng)汽車充電粧7使用。圖2所示的本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，換流站I內(nèi)的AC/DC整流器輸出電壓等級(jí)以及小區(qū)配電箱3內(nèi)的DC/AC變流器4和DC/DC變流器5的輸出電壓等級(jí)均以實(shí)施例一進(jìn)行設(shè)計(jì)和闡述，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求來(lái)選擇和確定電壓等級(jí)。綜上所述，本實(shí)用新型的直流配電系統(tǒng)在不改變?cè)潆娋W(wǎng)線路結(jié)構(gòu)，且無(wú)需更換或升級(jí)電纜，在不影響原居民負(fù)荷用電的情況下，提升了原配電網(wǎng)的線路輸電容量，具有配電線路損耗小、工程量小、可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)，且所提升配電網(wǎng)輸電容量的幅度完全能夠滿足電動(dòng)汽車規(guī)模化接入對(duì)配電網(wǎng)傳輸容量的需求，是一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)模化接入的直流配電系統(tǒng)。
[0017]本實(shí)用新型的上述實(shí)施范例僅僅是為說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，包括 一個(gè)含有AC/DC整流器的換流站(I )， 一條直流配電線路(2)， 至少一個(gè)包含DC/AC變流器(4)和DC/DC變流器(5)的小區(qū)配電箱(3)， 至少一個(gè)居民負(fù)荷(6)， 至少一個(gè)電動(dòng)汽車充電粧(7 )， 其特征在于， 所述的含有AC/DC整流器的換流站(I)的交流側(cè)與外部交流網(wǎng)絡(luò)相連，所述的含有AC/DC整流器的換流站(I)的直流側(cè)與直流配電線路(2)相連； 所述的直流配電線路(2)—側(cè)連接含有AC/DC整流器的換流站(1)、另一側(cè)連接由該直流配電系統(tǒng)供電的各小區(qū)配電箱(3); 所述的小區(qū)配電箱(3沖的DC/AC變流器4的直流側(cè)與直流配電線路(2)連接、交流側(cè)與居民負(fù)荷(6)連接； 所述的小區(qū)配電箱(3)中的DC/DC變流器(5)的端電壓較高直流側(cè)與直流配電線路(2)連接、端電壓較低直流側(cè)與電動(dòng)汽車充電粧(7)連接； 所述的居民負(fù)荷(6)與小區(qū)配電箱3內(nèi)的DC/AC變流器(4)的交流側(cè)連接； 所述的電動(dòng)汽車充電粧(7)與小區(qū)配電箱內(nèi)(3)的DC/DC變流器(5)的端電壓較低直流側(cè)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，其特征在于，所述的居民負(fù)荷(6)通過(guò)小區(qū)配電箱(3)的DC/AC變流器(4)從直流配電線路(2)吸收電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于電動(dòng)汽車規(guī)?；尤氲闹绷髋潆娤到y(tǒng)，其特征在于，所述的電動(dòng)汽車充電粧(7)通過(guò)小區(qū)配電箱(3)的DC/DC變流器(5)從直流配電線路(2)吸收電能。
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK204230927SQ201420779829
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】邾玢鑫, 佘小莉, 冉華軍, 楊玉良, 潘海龍 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)