阅读说明：本技术 一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统 (10kV medium-voltage direct-hanging electric vehicle charging station system ) 是由 范建华 徐鹏飞 李健勋 王庆园 李鸿儒 张建 李伟 吴雪梅 卢峰 林志超 程艳艳 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统。该系统包括10kV电动汽车充电站前级和DC/DC电动汽车充电桩,10kV电动汽车充电站前级输入端直接连接10kV电网,其输出端连接DC/DC电动汽车充电桩,DC/DC电动汽车充电桩输出端连接电动汽车给电动汽车充电。具有谐波含量低、高低压故障隔离、易于维护、能量双向传送等优势。本发明可组建智能微网,可调可控,实现能量路由、有序充电,减小对电网的冲击。(The invention discloses a 10kV medium-voltage direct-hanging type electric vehicle charging station system. The system comprises a 10kV electric vehicle charging station front stage and a DC/DC electric vehicle charging pile, wherein the input end of the 10kV electric vehicle charging station front stage is directly connected with a 10kV power grid, the output end of the 10kV electric vehicle charging pile is connected with the DC/DC electric vehicle charging pile, and the output end of the DC/DC electric vehicle charging pile is connected with the electric vehicle charging pile. The method has the advantages of low harmonic content, high-low voltage fault isolation, easiness in maintenance, bidirectional energy transmission and the like. The invention can construct an intelligent microgrid, is adjustable and controllable, realizes energy routing and ordered charging, and reduces the impact on the power grid.)

一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统

技术领域

本发明涉及充电站设计领域，尤其涉及一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统。

背景技术

一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统主要应用于电动汽车充电站设计方案。10kV中压直挂式电动汽车充电站是基于电力电子变换技术和电磁感应原理实现电力系统中电压变换与能量传递的新型智能充电站，与传统充电站相比还可实现无功补偿、谐波治理、电网互联、新能源并网、热插拔等诸多功能。

传统的电动汽车充电站通常为以下结构：工频变压器将10kV交流变为380V交流，然后将380V交流经AC/DC+DC/DC转换为汽车所需的直流电压进行充电。为了减小充电站对电网的无功及谐波干扰，需要使用无功补偿设备及谐波治理设备。并且，当充电站内需要新能源及储能设备接入时，均需要将新能源和储能设备提供的直流逆变为交流接入。带来了转换效率较低、待机及空载损耗大、设备成本高、施工费用高、维护成本高等缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统。

本发明提供如下技术方案：

一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统，其特征在于，包括10kV电动汽车充电站前级和DC/DC电动汽车充电桩，10kV电动汽车充电站前级输入端直接连接10kV电网，其输出端连接DC/DC电动汽车充电桩，DC/DC电动汽车充电桩输出端连接电动汽车给电动汽车充电。

优选地，该系统无工频变压器；被动器件为智能可控的主动器件，用于实现整机的自检测、自诊断、自保护和自恢复；采用级联H桥拓扑，用于解决单个电力电子器件(IGBT)耐压不足的问题。

优选地，该系统的继电保护装置，采用两级防雷设计；功率模组N-2冗余设计，无缝切换冗余模式；关键器件在线绝缘监测；双隔离更安全，全系统状态感知，由“定时维护”变为“状态维护”。

优选地，该系统提供灵活的直流接口，用于储能、光伏、风电等新能源的接入，新能源就地消纳，提高新能源的利用效率；与储能电池、EMS系统配合可方便地组建智能微网系统，特定场合(如高速服务区等)灵活配置功能，提高储能电站利用率。

优选地，该系统包括：智能调速风机系统，智能调速，风机轮巡工作；功率模组单元，模组化设计，抽屉化安装，触指插拔；安全防护措施，防凝露、湿度控制；低损耗待机，待机时功率部分休眠，待机功耗＜500W；防撞设计，当设备发生撞击或倾斜15度时，自动断电；防浸水设计，机箱遭受水浸时，自动断电。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用能量路由拓扑，减小整机体积、重量，实现整机的自检测、自诊断、自保护和自恢复等功能。安全可靠，全系统状态感知，由“定时维护”变为“状态维护”。高效率，极大缩减运营者资金回收时间。可组建智能微网，可调可控，实现能量路由、有序充电，减小对电网的冲击。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为10kV中压直挂充电站拓扑结构图；

图2为10kV中压直挂充电站外观结构图；

图3为10kV中压直挂充电站方案设计图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

本发明提供了一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统，可用于10kV中压直挂充电站设计领域，具有谐波含量低、高低压故障隔离、易于维护、能量双向传送等优点。

本发明应用的10kV中压直挂充电站拓扑结构图如图1所示，其外观结构图如图2所示，其方案设计图如图3所示，图3中所述方案包括：

一种10kV中压直挂式电动汽车充电站系统，其特征在于，包括10kV电动汽车充电站前级和DC/DC电动汽车充电桩，10kV电动汽车充电站前级输入端直接连接10kV电网，其输出端连接DC/DC电动汽车充电桩，DC/DC电动汽车充电桩输出端连接电动汽车给电动汽车充电。

该系统无工频变压器；被动器件为智能可控的主动器件，用于实现整机的自检测、自诊断、自保护和自恢复；采用级联H桥拓扑，用于解决单个电力电子器件(IGBT)耐压不足的问题。

该系统的继电保护装置，采用两级防雷设计；功率模组N-2冗余设计，无缝切换冗余模式；关键器件在线绝缘监测；双隔离更安全，全系统状态感知，由“定时维护”变为“状态维护”。

该系统提供灵活的直流接口，用于储能、光伏、风电等新能源的接入，新能源就地消纳，提高新能源的利用效率；与储能电池、EMS系统配合可方便地组建智能微网系统，特定场合(如高速服务区等)灵活配置功能，提高储能电站利用率。

该系统包括：智能调速风机系统，智能调速，风机轮巡工作；功率模组单元，模组化设计，抽屉化安装，触指插拔；安全防护措施，防凝露、湿度控制；低损耗待机，待机时功率部分休眠，待机功耗＜500W；防撞设计，当设备发生撞击或倾斜15度时，自动断电；防浸水设计，机箱遭受水浸时，自动断电。

该系统能量路由拓扑方面无工频变压器，减小整机体积、重量；被动器件颠覆为智能可控的主动器件，实现整机的自检测、自诊断、自保护和自恢复等功能；采用级联H桥拓扑，解决单个电力电子器件(IGBT)耐压不足的问题，该拓扑已在直流输配电、高压SVG、高压变频器等产品成熟应用。

安全可靠方面，完备、可靠的继电保护装置，两级防雷设计；功率模组N-2冗余设计，无缝切换冗余模式；自主开发AFDD芯片，关键器件在线绝缘监测；双隔离更安全，全系统状态感知，由“定时维护”变为“状态维护”。

高效率方面，10kV直挂式充电站转换效率可达95.5％以上，极大缩减运营者资金回收时间、提高投资回报率。

高功率密度方面，无工频变压器，减小整机体积；标准化集装箱设计，占地少，便于安装；自主设计高频变压器，提高功率密度；成熟散热风道设计，提高散热效率；功率密度是传统充电站方案的2-3倍。

电网友好方面，25电平调制技术，半载下即可达到THD＜2％，远低于国家标准要求；可组建智能微网，可调可控，实现能量路由、有序充电，减小对电网的冲击；具有低电压穿越功能；具备主动无功补偿、谐波治理功能，可实现13次内谐波抑制。

“能量路由”，便于新能源接入。提供灵活的直流接口，方便光伏、风电、储能等新能源的接入；无需多级变换，实现新能源就地消纳，提高新能源的利用效率；可方便地组建智能微网系统，实现“能量路由”，解决新能源间歇性、波动性、可控性差等缺点；特定场合(如高速服务区等)灵活配置功能，提高充电站利用率。

柔性充电堆设计功率器件耐压1700V，可灵活满足功率扩容及电压等级升级(1000V平台)；电压输出范围50V-750V，恒功率范围400-750V，适用更多车型；体积小，不占车位，人机交互界面，简洁美观，多种支付方式；具有防撞设计，当设备发生撞击或倾斜15度时，自动断电；机箱遭受水浸时，自动断电。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在与上述基本方案，对本领域技术人员而言，根据本发明的指导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。