一种地铁站相融合的电能系统及能量流动方法与流程

1.本发明属于光伏发电技术和共享出行的技术领域，尤其是一种地铁站相融合的电能系统及能量流动方法。


背景技术：

2.随着科学技术的进步，促进人们出行方式的多样化选择，经济社会的发展，引发人们对能源资源高效利用的思考，地铁出行的准时、便捷，越来越受到人们的青睐，但地铁站的建设会占用土地资源，在“寸金寸土”的地段，但地铁站土地资源得不到多重的利用，在日常的生活和工作中，地铁站的运行以及维修需要大量的电能，在“双碳”的减排奋斗目标下，如何实现地铁站土地资源的多重利用；以及如何实现电能的清洁可靠供应，是当前人们一直是关注的重要话题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种地铁站相融合的电能系统及能量流动方法，以使地铁站实现的“一站多用、资源共享”，实现电能清洁可靠供应。
4.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
5.一方面，本发明提供了一种地铁站相融合的电能系统，包括屋顶光伏装置、分布式充电桩、压电模块，储能模块、直流母线和交流母线，所述屋顶光伏装置、分布式充电桩、压电模块和储能模块分别与所述直流母线连接，所述屋顶光伏装置和所述压电模块用于向所述储能模块和分布式充电桩提供电能，
6.所述直流母线和交流母线之间连接有逆变器和整流器，所述逆变器和整流器用于所述直流母线和交流母线的交直流转换，
7.所述储能模块与所述交流母线之间连接有互联装置，所述互联装置用于实现所述储能模块与所述交流母线的互联，所述互联装置的直流接口与所述储能模块连接，所述互联装置的交流接口与所述交流母线连接，所述互联装置为两组ac-dc双向换流器，
8.所述直流母线用于向直流负载的一种或多种提供电能，所述交流母线用于向交流负载的一种或多种提供电能；
9.优选地，所述屋顶光伏装置包括光电转换模块和电能管理模块，所述光电转换模块和所述电能管理模块连接，所述光电转换模块包括太阳能板和输出端口，所述太阳能板为可调式结构，所述可调式结构用于调节所述太阳能板的角度，所述电能管理模块用于电量的监控和电能的调配，所述输出端口与所述直流母线连接，所述电能管理模块与所述储能模块连接，所述电能管理模块用于对所述储能模块能量的调配且获取所述储能模块的电量值，
10.所述分布式充电桩包括充电柱本体和充电接口，所述分布式充电桩与所述电能管理模块连接，所述电能管理模块用于控制所述分布式充电桩能量的调配；
11.优选地，所述屋顶光伏装置还包括气象信息模块，所述气象信息模块与所述电能
管理模块连接，所述气象信息模块用于实时采集气象信息且分析气象信息数据并将气象信息数据发送至所述电能管理模块；
12.另一方面，本发明还提供了一种地铁站相融合的电能系统能量流动方法，当电能系统正常运转时，由所述电能管理模块控制所述光电转换模块和所述压电模块优先向所述分布式充电桩进行供电，在保证了所述分布式充电桩用电的情况下，所述光电转换模块和所述压电模块依次向所述直流负荷进行供电，当保证了所述分布式充电桩和所述直流负荷的用电后，向所述储能模块进行供电，在所述储能模块的电量达到90％时，再通过所述逆变器向所述交流负荷进行供电，当保证了所述交流负荷的用电后，所述储能模块将剩余电量通过所述互联装置的交流接口向市电进行供电，
13.当所述光电转换模块和所述压电模块向所述分布式充电桩供电不足时，所述电能管理模块控制所述储能模块优先向所述分布式充电桩进行供电，当保证了所述分布式充电桩供电后，所述电能管理模块控制所述储能模块向所述直流负荷进行供电，在所述储能模块的电量达到30％时，市电通过所述互联装置的直流接口向所述储能模块进行供电，所述电能管理模块控制所述储能模块优先向所述分布式充电桩进行供电，当所述储能模块的电量达到90％时，所述电能管理模块控制所述储能模块向所述直流负荷进行供电，在保证了所述直流负荷的供电后，市电通过所述互联装置的交流接口对所述交流负荷进行供电，在保证了所述交流负荷的供电后，再通过所述整流器想所述分布式充电桩供电。
14.本发明的优点和积极效果是：
15.本发明涉及的一种地铁站相融合的电能系统及管理方法，与现有技术相比，本发明对人口集散的地铁站区域进行规划，通过电能管理系统实现地铁站的“一站多用、资源共享”，具体为在系统内设置电能管理模块用于能量的调配以及数据信息的采集，同时在储能模块与交流母线之间设置有互联装置，通过设置有互联装置可与实现储能模块与交流母线的互联，以使能量可以调配，实现电能的清洁可靠供应。
附图说明
16.图1是本发明一种地铁站相融合的电能系统的结构图；
17.图2是本发明电能系统中电能管理模块的电路连接示意图；
18.图3是本发明互联装置的连接示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明做进一步详述。
20.实施例一：
21.本发明提出了一种地铁站相融合的电能系统，包括屋顶光伏装置、分布式充电桩、压电模块，储能模块、直流母线和交流母线，所述屋顶光伏装置、分布式充电桩、压电模块和储能模块分别与所述直流母线连接，所述屋顶光伏装置和所述压电模块用于向所述储能模块和分布式充电桩提供电能，
22.所述直流母线和交流母线之间连接有逆变器和整流器，所述逆变器和整流器用于所述直流母线和交流母线的交直流转换，
23.所述储能模块与所述交流母线之间连接有互联装置，所述互联装置用于实现所述
储能模块与所述交流母线的互联，所述互联装置的直流接口与所述储能模块连接，所述互联装置的交流接口与所述交流母线连接，所述互联装置为两组ac-dc双向换流器，
24.所述直流母线用于向直流负载的一种或多种提供电能，所述交流母线用于向交流负载的一种或多种提供电能。
25.在本实施例中，所述屋顶光伏装置包括光电转换模块和电能管理模块，所述光电转换模块和所述电能管理模块连接，所述光电转换模块包括太阳能板和输出端口，所述太阳能板为可调式结构，所述可调式结构用于调节所述太阳能板的角度，所述电能管理模块用于电量的监控和电能的调配，所述输出端口与所述直流母线连接，所述电能管理模块与所述储能模块连接，所述电能管理模块用于对所述储能模块能量的调配且获取所述储能模块的电量值，
26.所述分布式充电桩包括充电柱本体和充电接口，所述分布式充电桩与所述电能管理模块连接，所述电能管理模块用于控制所述分布式充电桩能量的调配，所述充电柱本体上设置有操作界面，所述操作界面为人机交互界面，用于操作人员对待充电装置的智能操控，
27.使用时操作人员可将待充电装置通过所述充电接口连接，并通过所述人机交互界面可选择待充电装置的属性、充换电时间、支付方式等功能，满足不同装置的差异化充换电需求，以及多种支付模式，可由操作人员自主选择。
28.在本实施例中，所述屋顶光伏装置还包括气象信息模块，所述气象信息模块与所述电能管理模块连接，所述气象信息模块用于实时采集气象信息且分析气象信息数据并将气象信息数据发送至所述电能管理模块，
29.使用时，所述气象信息模块按照预设的时间间隔采集气象信息，经过分析判断后，将数据发送至给所述电能管理模块，所述电能管理模块针对所述气象信息单元发送的信息对电能的配置和存储进行调控，且还可以根据实时的气象信息对所述太阳能板进行角度的调节。
30.实施例二：
31.在本实施例中，所述直流负荷包括分布式充电桩、重要直流负荷、照明系统，所述交流负荷包括重要交流负荷、应急电源、控制室，
32.当电能系统正常运转时，由所述电能管理模块控制所述光电转换模块和所述压电模块优先向所述分布式充电桩进行供电，在保证了所述分布式充电桩用电的情况下，所述光电转换模块和所述压电模块依次向所述重要直流负荷和照明系统进行供电，当保证了所述分布式充电桩、重要直流负荷和照明系统的用电后，向所述储能模块进行供电，在所述储能模块的电量达到90％时，再通过所述逆变器向所述重要交流负荷进行供电，在保证了所述重要交流负荷用电后，在依次向所述应急电源和控制室进行供电，当保证了所述重要交流负荷、应急电源和控制室的用电后，所述储能模块将剩余电量通过所述互联装置的交流接口向市电进行供电，
33.当所述光电转换模块和所述压电模块向所述分布式充电桩供电不足时，所述电能管理模块控制所述储能模块优先向所述分布式充电桩进行供电，当保证了所述分布式充电桩供电后，所述电能管理模块控制所述储能模块依次向所述重要直流负荷和照明系统进行供电，在所述储能模块的电量达到30％时，市电通过所述互联装置的直流接口向所述储能
模块进行供电，所述电能管理模块控制所述储能模块优先向所述分布式充电桩进行供电，当所述储能模块的电量达到90％时，所述电能管理模块控制所述储能模块依次向所述重要直流负荷、照明系统进行供电，在保证了所述分布式充电桩、重要直流负荷和照明系统的供电后，市电通过所述互联装置的交流接口对所述重要交流负荷进行供电，在保证了所述重要交流负荷的供电后，依次向所述应急电源和控制室供电，当保证了所述重要交流负荷、应急电源和控制室的供电后，再通过所述整流器想所述分布式充电桩供电，保证电能的不间断供应。
34.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
35.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
36.综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
37.需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。