我们整合了光伏、储能和充电等能源系统的集成解决方案，旨在通过结合多种技术，智能地解决电动汽车的里程焦虑问题。电动汽车充电桩该系统融合了光伏发电和电池储能技术。它通过光伏新能源促进电动汽车的绿色出行，同时支持储能以缓解电网重负荷压力。通过分级利用，该系统完善了电池产业链，保障了产业的健康发展。这一综合能源系统的建设促进了行业的电气化和智能化发展，实现了太阳能等清洁能源通过光伏发电转化为电能并存储在电池中。电动汽车充电桩再将电池中的电能传输至电动汽车，从而解决了充电难题。
一、光伏储能充电微电网系统的拓扑结构
如上图所示，光伏、储能、充电一体化微电网系统拓扑结构的主要设备描述如下：
1. 离网储能转换器：250kW 转换器的交流侧并联连接到 380V 交流母线，直流侧并联连接到四个 50kW 双向 DC/DC 转换器，实现双向能量流动，即电池充电和放电。
2. 双向DC/DC转换器：四个50kW DC/DC转换器的高压侧连接到转换器的直流端，低压侧连接到动力电池组。每个DC/DC转换器连接到一个电池组。
3. 动力电池系统：由十六节3.6V/100Ah电芯（1P16S）组成一个电池模块（57.6V/100Ah，标称容量5.76kWh）。十二个电池模块串联组成一个电池组（691.2V/100Ah，标称容量69.12kWh）。该电池组连接至双向DC/DC转换器的低压端。该电池系统包含四个电池组，标称容量为276.48kWh。
4. MPPT模块：MPPT模块的高压侧并联连接至750V直流母线，低压侧连接至光伏阵列。光伏阵列由六串组成，每串包含18个275Wp的组件串联，总共108个光伏组件，总输出功率为29.7kWp。
5. 充电站：该系统包括三个 60kW 充电站。直流电动汽车充电站（充电站的数量和功率可根据交通流量和每日能源需求进行调整）。充电站的交流侧与交流母线连接，可由光伏发电、储能装置和电网供电。
6. EMS 和 MGCC：这些系统执行诸如储能系统的充电和放电控制以及根据上级调度中心的指令监控电池 SOC 信息等功能。
二、光伏-储能-充电一体化能源系统的特点
1. 该系统采用三层控制架构：顶层为能量管理系统，中间层为中央控制系统，底层为设备层。系统集成了数量转换装置、相关负荷监测和保护装置，使其成为一个能够自我控制、自我保护和管理的自主系统。
2. 储能系统的能量调度策略可根据电网的峰谷平峰电价和储能电池的荷电状态（或端电压）灵活调整/设定。该系统接收来自能量管理系统（EMS）的调度指令，进行智能充放电控制。
3. 该系统具备全面的通信、监控、管理、控制、预警和保护功能，确保长期连续安全运行。系统运行状态可通过上位机进行监控，并具备丰富的数据分析能力。
4. 电池管理系统 (BMS) 与能量管理系统 (EMS) 通信，上传电池组信息，并与 EMS 和 PCS 协同工作，实现对电池组的监控和保护功能。
该项目采用塔式储能转换器PCS，集成了并网和离网切换装置及配电柜。它具备零秒内实现并网和离网无缝切换的功能，支持并网恒流和恒功率两种充电模式，并可接受来自上位机的实时调度指令。
三、光伏储能和充电系统的控制与管理
系统控制采用三级架构：EMS 为顶层调度层，系统控制器为中间协调层，DC-DC 和充电桩为设备层。
能源管理系统 (EMS) 和系统控制器是关键组件，它们共同协作来管理和调度光伏储能充电系统：
1. EMS功能
1）能源调度控制策略可以灵活调整，储能充放电模式和功率指令可以根据当地电网峰谷平价时段的电价进行设置。
2) EMS 对系统内的主要设备（包括但不限于 PCS、BMS、光伏逆变器和充电桩）进行实时遥测和远程信号安全监控，并以统一的方式管理设备报告的报警事件和历史数据存储。
3）EMS可以通过以太网或4G通信将系统预测数据和计算分析结果上传到上级调度中心或远程通信服务器，并实时接收调度指令，响应AGC频率调节、削峰等调度需求，以满足电力系统的需求。
4) EMS 与环境监测和消防系统实现联动控制：确保所有设备在火灾发生前关闭，发出警报和声光警报，并将警报事件上传到后端。
2. 系统控制器功能：
1）系统协调控制器从能量管理系统（EMS）接收调度策略：充放电模式和功率调度指令。它基于储能电池的荷电状态（SOC）、电池充放电状态、光伏发电量和充电桩使用情况，灵活调整总线管理。通过管理直流-直流变换器的充放电，实现储能电池的充放电控制，从而最大限度地提高储能系统的利用率。
2）结合直流-直流充电/放电模式和电动汽车充电桩充电状态下，需要调整光伏逆变器的功率限制和光伏组件的发电量。还需要调整光伏组件的工作模式并管理系统总线。
3. 设备层 – DC-DC 功能：
1）功率致动器，实现太阳能与电化学储能之间的相互转换。
2) DC-DC转换器获取BMS状态，并结合系统控制器的调度命令，执行直流集群控制，以确保电池一致性。
3）它可以根据预定的目标实现自我管理、控制和保护。
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发布时间：2025年11月28日
