【技术领域】
本实用新型涉及一种电动车充电能量管理技术领域，具体涉及一种光伏发电、能量储存回馈、电网配电的能量管理ems系统。
背景技术：
交流电网ac380v、分布式光伏发电、储能ess电池系统用于纯电动车充电及配电，合理利用光伏分布式能源及储能技术，能够提高综合能源利用效率。
纯电动车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。目前动力电池普遍采用插枪式充电进行补电，电源取自市电交流ac380v电网，通过充电桩内部的整流模块进行整流，并转换给车载电池包补电。
在中国西部、北部主要矿区，利用纯电动车运输矿区的主要材料，市电交流ac380v电网需要引接高压线路，并通过变电站及整流模块，以便给车载电池包充电。在电网故障或者市电电价较高的情况下，利用光伏发电得到的电能可以大大提高能源利用效率，减少发电过程的污染，达到节能减排的目的。
针对这种情况，本实用新型开发一种全新的光伏发电、能量储存回馈、电网配电的能量管理ems系统，以达到上述目的。
技术实现要素：
本实用新型的目的是，提供一种提高能源利用效率，减少发电过程的污染，节能减排的光伏发电、能量储存回馈、电网配电的能量管理ems系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种光伏储能配电的能量管理ems系统，包括光伏发电系统、储能ess电池系统、车载电池包、dc/dc整流器1、dc/dc整流器2，上述光伏发电系统通过单向开关b和dc/dc整流器1连接，上述dc/dc整流器1通过单向开关c和储能ess电池系统连接，上述储能ess电池系统通过单向开关d和dc/dc整流器2连接，上述dc/dc整流器2通过单向开关f和车载电池包连接，联通上述单向开关b、单向开关c通过上述光伏发电系统对储能ess电池系统充电，联通上述单向开关d、单向开关f通过上述储能ess电池系统对车载电池包充电。
优选地，上述光伏发电系统通过单向开关e和车载电池包连接，联通上述单向开关b、单向开关e通过上述光伏发电系统对车载电池包充电。
进一步的优选技术方案，还包括ac380v交流电网、ac/dc双向逆变器，上述ac380v交流电网通过双向开关h和ac/dc双向逆变器连接，上述ac/dc双向逆变器通过单向开关g和车载电池包连接，联通上述双向开关h、单向开关g通过上述ac380v交流电网对车载电池包充电。
优选地，上述ac/dc双向逆变器通过单向开关i和储能ess电池系统连接，联通上述双向开关h、单向开关i通过上述ac380v交流电网对储能ess电池系统充电。
进一步的优选技术方案，上述光伏发电系统通过单向开关a和ac/dc双向逆变器连接，联通上述单向开关a、双向开关h通过上述光伏发电系统回馈电能到ac380v交流电网。
本实用新型一种光伏储能配电的能量管理ems系统利用有以下有益效果：(1)光伏发电减少发电过程的污染，节能减排；(2)降低了对市电交流ac380v电网的依赖，提高了系统设计冗余度及整体安全性；(3)提高了纯电动车充电综合能源利用效率；(4)多种充电方式选择，提高了纯电动车充电效率。
【附图说明】
图1是一种光伏储能配电的能量管理ems系统构造图。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.光伏发电系统2.dc/dc整流器1
3.ac/dc双向逆变器4.储能ess电池系统
5.dc/dc整流器26.ac380v交流电网
7.车载电池包
实施例
本实施例实现一种光伏储能配电的能量管理ems系统。
附图1是本实用新型一种光伏储能配电的能量管理ems系统构造图。一种光伏储能配电的能量管理ems系统，包括光伏发电系统、储能ess电池系统、车载电池包、dc/dc整流器1、dc/dc整流器2，上述光伏发电系统通过单向开关b和dc/dc整流器1连接，上述dc/dc整流器1通过单向开关c和储能ess电池系统连接，上述储能ess电池系统通过单向开关d和dc/dc整流器2连接，上述dc/dc整流器2通过单向开关f和车载电池包连接，联通上述单向开关b、单向开关c通过上述光伏发电系统对储能ess电池系统充电，联通上述单向开关d、单向开关f通过上述储能ess电池系统对车载电池包充电。
以上构造将光伏发电系统光电转换得到的电能转换到储能ess电池系统以及车载电池包储存使用；或者仅仅联通单向开关d、单向开关f的情况下将储能ess电池系统的电能转换到车载电池包储存使用。
优选地，上述光伏发电系统通过单向开关e和车载电池包连接，联通上述单向开关b、单向开关e通过上述光伏发电系统对车载电池包充电。
以上构造将光伏发电系统光电转换得到的电能直接转换到车载电池包储存使用
进一步的优选技术方案，还包括ac380v交流电网、ac/dc双向逆变器，上述ac380v交流电网通过双向开关h和ac/dc双向逆变器连接，上述ac/dc双向逆变器通过单向开关g和车载电池包连接，联通上述双向开关h、单向开关g通过上述ac380v交流电网对车载电池包充电。
以上构造将ac380v交流电网即市电交流电能转换为直流电储存到车载电池包中。
优选地，上述ac/dc双向逆变器(3)通过单向开关i和储能ess电池系统(4)连接，联通上述双向开关h、单向开关i通过上述ac380v交流电网对储能ess电池系统充电。
以上构造将ac380v交流电网即市电交流电能转换为直流电储存到储能ess电池系统中。
进一步的优选技术方案，上述光伏发电系统通过单向开关a和ac/dc双向逆变器连接，联通上述单向开关a、双向开关h通过上述光伏发电系统回馈电能到ac380v交流电网。
以上构造将光伏发电系统转换得到的电能回馈至市电网络，即ac380v交流电网。
本实用新型一种光伏储能配电的能量管理ems系统还包括控制单元：上述4个配电子系统(光伏发电系统、ac380v交流电网、储能ess电池系统、车载电池包)，通过高压配电线路、低压控制线路与3个电源转换模块(dc/dc整流器1、dc/dc整流器2、ac/dc双向逆变器)相互连接，并由整体能量管理系统的ems控制器单元，与4个配电子系统控制单元、3个电源转换模块控制单元相互连接，统一调度和分配电源。
本实用新型一种光伏储能配电的能量管理ems系统还包括辅助单元：上述的4个配电子系统(光伏发电系统、ac380v交流电网、储能ess电池系统、车载电池包)以及3个电源转换模块(dc/dc整流器1、dc/dc整流器2、ac/dc双向逆变器)，包括为其正常工作所必须的水冷系统、测量单元、上位机及远程监控系统、数据存储系统等，以保证整体系统可以正常稳定工作。
上述光伏发电、能量储存回馈、电网配电的能量管理ems系统，实施例考虑以下系统配置参数：
1.光伏发电系统：
采用2mw光伏发电机组，日均发电8.5小时，发电效率40％，总计1天的发电量为：2000kw*8.5h*40％＝6800kwh(式a)。
2.车载电池包：
采用10辆配电量为250kwh的车载电池包(车用电池包pack)，正常允许放出电量为80％，每天运营小时数为10小时，每天充放电次数为3次：250kwh*80％*10h*3＝6000kwh(式b)。
车辆间隔时间：106km(往返一次的总路程)/50km/h＝2h(式c)。
3.储能ess电池系统：
按照10辆车充满电开始行车，到soc为20％时运营一次2小时，再进行补电计算，每次需补电2000kwh，设计光伏系统只需在2小时内充满2000kwh即可，按照一倍容量进行冗余设计，储能ess电池系统设计为4000kwh容量。
储能ess电池系统采用4000kwh容量设计，采用磷酸铁锂蓄电池，单体电池容量为202ah，设计使用寿命为8年。
4.运营场景：
以下(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)分别指单向开关a、单向开关b、单向开关c、单向开关d、单向开关e、单向开关f、单向开关g、双向开关h、单向开关i；接入系统、连接线路、正常工作等指上述开关联通，断开连接、脱离系统等指上述开关断开、不联通。
第一种场景，日间(有光照) 离网运行模式(a)、(g)、(h)、(i)断开连接，(b)、(c)、(d)、(f)接入系统。
低运量下光伏能量富裕，光伏发电系统通过dc/dc整流器1与储能ess电池系统相连接，同时储能ess电池系统通过dc/dc整流器2与车载电池包相连接，系统同时保证光伏发电系统一边给储能ess电池系统充电，储能ess电池系统一边给车载电池包放电，储能ess电池系统采用模块化设计，其子系统内部可以智能切换充放电顺序。
第二种场景，dc/dc整流器1至车载电池p包连接路径(e)为备用线路，当出现交流ac380v电网、储能ess电池系统两个部分无法正常供电时，用于离网运行使用。
第三种场景，日间(有光照) 并网运行模式：(a)、(b)、(c)、(d)、(f)连接线路正常工作；光伏发电系统在供给储能ess电池系统及车载电池包，电量充分富裕的情况下，通过ac/dc双向逆变器模块并网提供给终端用户。
第四种场景，日间光照不足 并网运行模式：(b)、(c)、(d)、(f)正常工作因光照不足(b)、(c)脱离系统->(h)、(i)、(d)、(f)正常工作或者(g)、(h)正常工作，以供给车载电池包充电。
第五种场景，夜间(或者光照不足) 并网运行模式：(d)(f)正常工作或者(g)(h)正常工作,以供给车载电池包充电。
第六种场景，初始运行，(d)、(f)、(h)、(i)正常工作，或者由(g)、(h)独立工作。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。
1.一种光伏储能配电的能量管理ems系统，包括光伏发电系统(1)、储能ess电池系统(4)、车载电池包(7)、dc/dc整流器1(2)、dc/dc整流器2(5)，其特征在于：所述光伏发电系统(1)通过单向开关b和dc/dc整流器1(2)连接，所述dc/dc整流器1(2)通过单向开关c和储能ess电池系统(4)连接，所述储能ess电池系统(4)通过单向开关d和dc/dc整流器2(5)连接，所述dc/dc整流器2(5)通过单向开关f和车载电池包(7)连接，联通所述单向开关b、单向开关c通过所述光伏发电系统(1)对储能ess电池系统(4)充电，联通所述单向开关d、单向开关f通过所述储能ess电池系统(4)对车载电池包(7)充电。
2.根据权利要求1所述的一种光伏储能配电的能量管理ems系统，其特征在于：所述光伏发电系统(1)通过单向开关e和车载电池包(7)连接，联通所述单向开关b、单向开关e通过所述光伏发电系统(1)对车载电池包(7)充电。
3.根据权利要求2所述的一种光伏储能配电的能量管理ems系统，其特征在于：还包括ac380v交流电网(6)、ac/dc双向逆变器(3)，所述ac380v交流电网(6)通过双向开关h和ac/dc双向逆变器(3)连接，所述ac/dc双向逆变器(3)通过单向开关g和车载电池包(7)连接，联通所述双向开关h、单向开关g通过所述ac380v交流电网对车载电池包(7)充电。
4.根据权利要求3所述的一种光伏储能配电的能量管理ems系统，其特征在于：所述ac/dc双向逆变器(3)通过单向开关i和储能ess电池系统(4)连接，联通所述双向开关h、单向开关i通过所述ac380v交流电网对储能ess电池系统(4)充电。
5.根据权利要求4所述的一种光伏储能配电的能量管理ems系统，其特征在于：所述光伏发电系统(1)通过单向开关a和ac/dc双向逆变器(3)连接，联通所述单向开关a、双向开关h通过所述光伏发电系统(1)回馈电能到ac380v交流电网。
技术总结