储能堆供电充电桩的研究

储能式充电桩是指在传统的充电桩箱内，按需要添加不同容量的储能电池。由于在使用充电桩进行充电过程中才能获取所需参数，用于计算其储能结构的剩余电量，且多个充电桩同时使用将会会影响单元用电量，存在浪费时间等待后而充电桩单元却无法满足充电需求，为正常使用带来了困扰。本文提出了一种用于充电桩的储能堆供电系统，其目的在于优化充电桩储能结构的使用管理，增大足额单元电量的充电桩使用数量。相比现有技术，本设计将储能结构本身作为可电量监测的辅助单元，简化了电量监控单元的设计，以实际测量为准，并进而计算得出最大充电桩数量。该设计既方便充电用户掌握相关信息，也方便管理人员合理调度﹑管理充电设备以及有充电需求的客户。

目前，充电站的各个充电桩供电端并联在母线端，母线端再与电力输入相连，为了保证在电力输入断电情况下充电桩仍能维持一定时间的工作，母线端同时会连接电池等储能装置。为了保证储能容量， 会采用多个电池以串联、并联组合连接的方式形成储能堆，并整体与母线端并联相接。

储能堆或电池的容量或剩余电量的监测对于充电桩的使用时长非常重要，虽然电池制造商提供有电池的开路电压与电池容量之间的对应关系可参照，但由于充电桩使用的不确定，对应电池自放电的不确定，电池内阻随着老化、充放电次数、温度、放电深度等原因发生变化，准确告知用户储能结构在保证安全放电深度前提下，剩余电量能够满足提供充电桩的最大使用数量存在问题。

对于组成储能堆的每一个电池进行电池管理，其成本是比较高的。由于储能堆中电池的拓扑连接结构与内阻变化等原因，建立的计算模型非常复杂，且与储能堆整体进行电池管理一样也存在偏差较大的问题。由于在使用充电桩进行充电过程中才会获取所需参数计算其储能结构的剩余电量，对于尚未使用充电桩的用户则难以提前获知充电桩对应储能结构的容量， 且多个充电桩同时使用则会影响单元用电量， 存在浪费时间等待后充电桩单元却无法满足充电需求，为正常使用带来了困扰。

本文基于以上充电桩中存在的亟待解决的问题，提出了将储能堆供电系统用于充电桩，其目的在于优化充电桩储能结构的使用管理，增大足额单元电量的充电桩使用数量。

2. 储能式充电桩运行策略 在电力负荷较低的情况下，多数场站都是采用集中控制，图1 显示了系统的结构。其中，能源控制部分是电力系统的主要控制设备，它可以对电力变压器进行实时的负载测量；其次，按照能源管理的要求，对整个电站进行有序充电。它是以每个充电桩的输出功率为基础，按顺序进行功率下降和整个站点的有序充电。

将能量储存技术用于充电桩的设计，开发其充电桩，对解决特殊情况下的配电容量问题，平滑电力系统的充电电源波动，满足用户快速充电的需要，都有很大的现实意义[1]。