一種基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)光儲發(fā)電和無線電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)光儲發(fā)電系統(tǒng)是一種清潔可再生的發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)通過對風(fēng)電和光伏的存儲與釋放，可以使不穩(wěn)定的能源變成穩(wěn)定的具有$父尚品質(zhì)的電力廣品，有效改善整個風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出特性，增加電網(wǎng)對可再生能源的吸納程度，并且可對電網(wǎng)進行用電峰谷調(diào)節(jié)，提高電力利用率。大量發(fā)展分布式風(fēng)光儲發(fā)電系統(tǒng)能夠有效的減少煤電的使用，間接減少污染物的排放。同時，風(fēng)光儲發(fā)電系統(tǒng)靠近用戶，減少了輸配電設(shè)備的投資和電網(wǎng)輸送的損失，使能源利用率大大提高。
[0003]無線電力傳輸技術(shù)根據(jù)原理可分為三種應(yīng)用方式:利用電磁感應(yīng)原理的短程傳輸方式、利用電磁耦合共振原理的中程傳輸電力方式和利用微波/激光原理的遠程傳輸方式。中程無線輸電方式的傳輸距離可以達到感應(yīng)線圈半徑8倍的距離，相比短程傳輸方式有效擴展了輸電距離，且基于電磁耦合共振原理，利用非輻射磁場實現(xiàn)電能的傳輸，具有較好的安全性，因此得到了很大的關(guān)注。目前中程的無線電力傳輸技術(shù)日益成熟，并有少量的商業(yè)化產(chǎn)品，如海爾無尾電視。隨著新材料的出現(xiàn)和裝備技術(shù)的提高，中程無線輸電方式未來的傳輸效率將會越來越高，市場化進程也會加快。
[0004]新能源電動汽車技術(shù)作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分已經(jīng)成為我國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點，并已經(jīng)開始市場化進程，但要進行大規(guī)模的市場推廣，目前關(guān)鍵的瓶頸在于基礎(chǔ)配套設(shè)施-充電站的建設(shè)，由于電動汽車續(xù)航里程較小、充電時間較長的特點，必然決定了需要配套建設(shè)的充電站的數(shù)量、占地面積都很大；同時對電網(wǎng)的要求也相應(yīng)提尚。
[0005]中國專利文獻公告日為2014年09月10日，公告號為CN104037897A的發(fā)明專利申請公開了一種基于微網(wǎng)的電動汽車無線充電系統(tǒng)設(shè)計，包括風(fēng)力發(fā)電模塊和太陽能發(fā)電模塊，實現(xiàn)了風(fēng)光互補發(fā)電，將能量存儲在存儲裝置中，為供電系統(tǒng)提供輸入功率；斬波功率振蕩電路，用于將存儲裝置中的直流電轉(zhuǎn)換為適應(yīng)負載功率要求的高頻交變電流；信號控制模塊，控制斬波電路的輸出電壓值以實現(xiàn)輸入功率和輸出功率的平衡；電磁場發(fā)射線路，用于發(fā)射斬波功率振蕩電路產(chǎn)生的交變電磁場；電磁場接收線圈，接收電磁場發(fā)射線路發(fā)射出的交變磁場；整流濾波斬波模塊，將電磁場接收線圈接收到的交流電轉(zhuǎn)換為電壓值恒定的直流電；超級電容組合電路，快速存儲電能，為電動汽車提供驅(qū)動功率。該專利文獻雖然公開了將風(fēng)力發(fā)電模塊和太陽能發(fā)電模塊構(gòu)成的微網(wǎng)和無線電能傳輸技術(shù)相結(jié)合，但風(fēng)力發(fā)電模塊和太陽能發(fā)電模塊構(gòu)成的微網(wǎng)沒有與公共電網(wǎng)相連接，且只能通過能量儲存模塊供電，當(dāng)風(fēng)力和太陽能資源不充足時，不能持續(xù)長時間給電動汽車充電，從而導(dǎo)致供電不穩(wěn)定，市場化推廣受到很大限制；在風(fēng)力和太陽能資源豐富的情況下，也不能將富余的電能充分利用，造成資源的浪費。此外，該專利文獻公開的電磁場接收線圈將磁場能量轉(zhuǎn)換成的電流，依次通過整流濾波斬波模塊、超級電容組合電路給電動汽車供電，其能量傳輸路徑是單向的，不能雙向進行電流信號的傳輸，也就不能利用線圈向外供電，從而無法實現(xiàn)相鄰電動汽車之間的相互充電，缺少實際使用的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供了一種基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的使用清潔能源為電動汽車供電不穩(wěn)定、耗能高的問題。
[0007]本實用新型提供的一種基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括風(fēng)光儲發(fā)電裝置、與風(fēng)光儲發(fā)電裝置電連接的無線功率發(fā)射裝置、以及與無線功率發(fā)射裝置無線連接的無線功率接收裝置。
[0008]所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置包括一臺或多臺風(fēng)力發(fā)電機、一組或多組太陽能光伏組合以及儲能單元，所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置還包括發(fā)電控制單元，所述一臺或多臺風(fēng)力發(fā)電機分別通過AC/DC整流器連接至公共直流母線，所述一組或多組太陽能光伏組合分別通過單向DC/DC斬波器連接至公共直流母線，所述儲能單元和發(fā)電控制單元也連接至公共直流母線，公共直流母線電壓與所配儲能單元的電壓水平匹配，所述公共直流母線與交流電網(wǎng)或者交流負載之間依次連接有雙向DC/DC斬波器、雙向DC/AC逆變器，所述雙向DC/AC逆變器與交流電網(wǎng)或者交流負載之間還連接有LCL濾波器。所述公共直流母線與直流電網(wǎng)或者直流負載之間連接有雙向DC/DC斬波器。
[0009]由風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏組合及儲能單元組成風(fēng)光儲發(fā)電系統(tǒng)，通過雙向DC/DC斬波器、雙向DC/AC逆變器和LCL濾波器向用戶提供交流電或者并入交流電網(wǎng)，所述雙向DC/DC斬波器可以降低公共直流母線電壓，理論上可以降低到2V以下或者一般電池的單體電壓值，同時可保證與之連接的雙向DC/AC逆變器的逆變效率。此外，由于雙向DC/AC逆變器具有電能雙向流動特性，故可以根據(jù)交流電網(wǎng)用電的峰谷，在用電高峰向交流電網(wǎng)提供電能，在用電低谷，從交流電網(wǎng)吸收電能，存儲在儲能單元，以備用電高峰使用。LCL濾波裝置可以保證雙向電能流動的正弦波特性。
[0010]所述公共直流母線與直流電網(wǎng)或者直流負載之間連接的雙向DC/DC斬波裝置具有電能雙向流動特性，故也可以根據(jù)直流電網(wǎng)用電的峰谷，在用電高峰向直流電網(wǎng)提供電能，在用電低谷，從直流電網(wǎng)吸收電能，存儲在儲能單元，以備用電高峰使用。
[0011]所述發(fā)電控制單元具有離/并網(wǎng)自動判別和切換功能，協(xié)調(diào)所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置工作。
[0012]進一步的，所述無線功率發(fā)射裝置包括一組或多組高頻振蕩器與發(fā)射線圈的組合，所述高頻振蕩器的輸入端與所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置的交流負載端相連，所述高頻振蕩器的輸出端與發(fā)射線圈相連。該設(shè)置利用高頻振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩電流，通過發(fā)射線圈向外發(fā)射電磁波，在周圍形成一個非福射磁場，即將電能轉(zhuǎn)換為磁場。
[0013]進一步的，無線功率接收裝置包括相互連接的接收線圈、蓄電池、處理器以及收發(fā)線圈。
[0014]更進一步的，所述發(fā)射線圈和接收線圈的固有諧振頻率與高頻振蕩器輸出的振蕩頻率相等。這樣設(shè)置能夠使接收線圈中產(chǎn)生的振蕩電流最強，完成磁場到電能的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)電能的高效傳輸。
[0015]優(yōu)選的，所述無線功率接收裝置的蓄電池通過雙向AC/DC整流器分別與接收線圈、處理器和收發(fā)線圈相連。
[0016]所述無線功率接收裝置為一個或多個，相鄰無線功率接收裝置通過收發(fā)線圈無線連接。無線功率接收裝置分別與無線功率發(fā)射裝置中對應(yīng)的高頻振蕩器和發(fā)射線圈的組合無線連接。無線功率接收裝置中的收發(fā)線圈既可以向線圈半徑八倍距離內(nèi)的無線功率接收裝置發(fā)送電能，也可以接收一定范圍內(nèi)的無線功率接收裝置發(fā)出的電能。
[0017]本實用新型的有益技術(shù)效果為:本實用新型采用風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電裝置給電動汽車供電，通過與公共電網(wǎng)相連能夠在風(fēng)能和太陽能資源不足時使用電網(wǎng)給電動汽車供電，以保證供電的穩(wěn)定性，同時在風(fēng)能和太陽能充足時將多余的電量反饋回電網(wǎng)以節(jié)約能源。此外，本實用新型通過在無線功率接收裝置中設(shè)置收發(fā)線圈和雙向AC/DC整流器使得兩個一定距離內(nèi)的電動汽車也可以相互充電。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型實施例提供的基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-1.風(fēng)力發(fā)電機，1-2.風(fēng)力發(fā)電機；2-1.太陽能光伏組合，2-2.太陽能光伏組合；3-l.AC/DC整流器，3-2.AC/DC整流器；4_1.單向DC/DC斬波器，4-2.單向DC/DC斬波器；5.儲能單元；6.發(fā)電控制單元；7.雙向DC/DC斬波器；8.雙向DC/AC逆變器；9.LCL濾波器；10.雙向0(:/1)(:斬波器；11-1.高頻振蕩器，11-2.高頻振蕩器；12-1.發(fā)射線圈，
12-2發(fā)射線圈；13-1.接收線圈，13-2.雙向AC/DC整流器，13-3.蓄電池，13-4.收發(fā)線圈，
13-5.處理器；14-1.接收線圈，14-2.雙向AC/DC整流器，14-3.蓄電池，14-4.收發(fā)線圈，
14-5.處理器。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，不能理解為對本實用新型具體保護范圍的限定。
[0021]如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種基于風(fēng)光儲離/并網(wǎng)發(fā)電的電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括風(fēng)光儲發(fā)電裝置、無線功率發(fā)射裝置以及無線功率接收裝置。風(fēng)光儲發(fā)電裝置用于產(chǎn)生交流電并通過導(dǎo)線傳輸至無線功率發(fā)射裝置，無線功率發(fā)射裝置將電能轉(zhuǎn)換為磁場并通過空間發(fā)送給無線功率接收裝置，無線功率接收裝置將接收的磁場轉(zhuǎn)換為電能并給電動汽車供電。
[0022]本實施例中，所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置設(shè)置于地上停車場內(nèi)，以保證一定的光照和風(fēng)力條件?；陔妱悠嚦潆姇r間較長的問題，這樣設(shè)置也可以在停車時給電動汽車充電，節(jié)省了充電時間。
[0023]所述風(fēng)光儲發(fā)電裝置包括兩臺風(fēng)力發(fā)電機(1-1，1-2)、兩組太陽能光伏組合(2-1，2-2)、儲能單元5以及發(fā)電控制單元6，所述風(fēng)力發(fā)電機(1-1，1-2)和太陽能光伏組合(2-1，2-2)分別通過AC/DC整流器(3-1，3-2)和單向DC/DC斬