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關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

瀏覽次數:104更新時間:2024-10-10
摘要: 在 “雙碳” 目標的大背景下,光儲充一體化充電站作為一種新型的綜合能源服務模式,具有重要的現實意義。本文深入分析了光儲充一體化充電站的建設模式,包括其技術架構、運營模式以及在實現 “雙碳” 目標中的作用。通過對實際案例的研究,總結出該模式面臨的挑戰,并提出相應的解決方案,為推動光儲充一體化充電站的發展提供參考。
一、引言
隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻,減少碳排放已成為各國共同的目標。我國提出了 “碳達峰、碳中和” 的戰略目標,積極推動能源轉型和綠色發展。在交通領域,電動汽車的發展迅速,對充電設施的需求也不斷增加。光儲充一體化充電站將光伏發電、儲能系統和電動汽車充電設施相結合,實現了能源的高效利用和清潔供應,為實現 “雙碳” 目標提供了有力支持。
二、光儲充一體化充電站的技術架構
(一)光伏發電系統
光伏發電系統是光儲充一體化充電站的重要組成部分,利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能。光伏發電系統可以根據充電站的規模和需求進行定制化設計,包括光伏組件的選型、安裝方式和容量配置等。
(二)儲能系統
儲能系統可以存儲光伏發電系統產生的多余電能,以及在電網低谷時段充電,在電網高峰時段放電,實現削峰填谷的作用。儲能系統可以采用電池儲能、超級電容器儲能等技術,根據不同的應用場景和需求進行選擇。
(三)電動汽車充電設施
電動汽車充電設施是光儲充一體化充電站的核心功能部分,為電動汽車提供充電服務。充電設施可以包括快充樁、慢充樁等不同類型,滿足不同用戶的需求。
(四)能量管理系統
能量管理系統是光儲充一體化充電站的大腦,負責對光伏發電系統、儲能系統和電動汽車充電設施進行協調控制和優化管理。能量管理系統可以實現能源的智能調度、負荷預測、故障診斷等功能,提高充電站的運行效率和可靠性。
三、光儲充一體化充電站的運營模式
(一)自主運營模式
在自主運營模式下,充電站的建設和運營由單一企業或機構負責。企業可以通過投資建設光儲充一體化充電站,提供充電服務和能源管理服務,獲取收益。自主運營模式具有較高的靈活性和自主性,但需要企業具備較強的資金實力和技術能力。
(二)合作運營模式
合作運營模式是指多個企業或機構共同合作建設和運營光儲充一體化充電站。合作各方可以發揮各自的優勢,共同承擔投資風險和運營成本,實現互利共贏。合作運營模式可以包括政府與企業合作、企業與企業合作等形式。
(三)第三方運營模式
第三方運營模式是指由專業的能源服務公司負責光儲充一體化充電站的建設和運營。能源服務公司可以為用戶提供一站式的能源解決方案,包括充電服務、能源管理服務、設備維護服務等。第三方運營模式可以降低用戶的投資風險和運營成本,提高充電站的服務質量和效率。
四、光儲充一體化充電站在實現 “雙碳” 目標中的作用
(一)減少碳排放
光儲充一體化充電站利用光伏發電系統提供清潔電能,減少了對傳統化石能源的依賴,從而降低了碳排放。同時,儲能系統的削峰填谷作用可以提高電網的運行效率,減少能源浪費,進一步降低碳排放。
(二)促進可再生能源消納
光伏發電系統具有間歇性和波動性的特點,需要儲能系統進行調節和存儲。光儲充一體化充電站可以將光伏發電系統產生的多余電能存儲起來,在需要時為電動汽車充電,提高了可再生能源的消納能力。
(三)推動能源轉型
光儲充一體化充電站是一種新型的綜合能源服務模式,將光伏發電、儲能和電動汽車充電相結合,實現了能源的高效利用和清潔供應。這種模式的推廣和應用可以推動能源轉型,促進交通領域的綠色發展。

五、安科瑞微電網能量管理系統

Acrel-2000MG微電網能量管理系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制,滿足微電網運行監視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態化的需求,完成不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經濟優化運行,實現能源效益、經濟效益和環境效益。

(一) 主要功能

實時監測;

能耗分析;

智能預測;

協調控制;

經濟調度;

需求響應。

(二) 系統特點

平滑功率輸出,提升綠電使用率;

削峰填谷、谷電利用,提高經濟性;

降低充電設備對局部電網的沖擊;

降低站內配電變壓器容量;

實現源荷匹配效能。

(三) 相關控制策略

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

削峰填谷:配合儲能設備、低充高放

 

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

需量控制:能量儲存、充放電功率跟蹤

 

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

備用電源

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

柔性擴容:短期用電功率大于變壓器容量時,儲能快速放電,滿足負載用能要求

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

(四) 核心功能

(1)多種協議

支持多種規約協議,包括:Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、三方協議定制等。

(2)多種通訊方式

支持多種通信方式:串口、網口、WIFI、4G。

(3)通信管理

提供通信通道配置、通信參數設定、通信運行監視和管理等。提供規約調試的工具,可監視收發原碼、報文解析、通道狀態等。

(4)智能策略

系統支持自定義控制策略,如削峰填谷、需量控制、動態擴容、后備電源、平抑波動、有序充電、逆功率保護等策略,保障用戶的經濟性與安全性。

(5)全量監控

覆蓋傳統EMS盲區,可接入多種協議和不同廠家設備實現統一監制,實現環境、安防、消防、視頻監控、電能質量、計量、繼電保護等多系統和設備的全量接入。

(五)系統功能

系統主界面,包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷情況,體現系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環境等。

 

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

儲能監控

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

系統綜合數據:電參量數據、充放電量數據、節能減排數據;

運行模式:峰谷模式、計劃曲線、需量控制等;

統計電量、收益等數據;

儲能系統功率曲線、充放電量對比圖,實時掌握儲能系統的整體運行水平。

光伏監控

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

光伏系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警

逆變器及電站發電量統計及分析

并網柜電力監測及發電量統計

電站發電量年有效利用小時數統計,識別低效發電電站;

發電收益統計(補貼收益、并網收益)

輻照度/風力/環境溫濕度監測

并網電能質量監測及分析

光伏預測

 

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

以海量發電和環境數據為根源,以高精度數值氣象預報為基礎,采用多維度同構異質BP、LSTM神經網絡光功率預測方法。

時間分辨率:15min

超短期未來4h預測精度>90%

短期未來72h預測精度>80%

短期光伏功率預測

超短期光伏功率預測

數值天氣預報管理

誤差統計計算

實時數據管理

歷史數據管理

光伏功率預測數據人機界面

風電監控

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

風力發電系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警

逆變器及電站發電量統計及分析

并網柜電力監測及發電量統計

電站發電量年有效利用小時數統計,識別低效發電電站;

發電收益統計(補貼收益、并網收益)

風力/風速/氣壓/環境溫濕度監測

并網電能質量監測及分析

充電樁系統

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

實時監測充電系統的充電電壓、電流、功率及各充電樁運行狀態;

統計各充電樁充電量、電費等;

針對異常信息進行故障告警;

根據用電負荷柔性調節充電功率。

電能質量

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

對整個系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態數據進行監測分析及錄波展示,并對電壓、電流瞬變進行監測。

(六)設備選型

關于雙碳目標下光儲充一體化充電站綜合能源服務建設模式分析

六、結語

光儲充一體化充電站應用綜合能源服務建設模式意義重大。清潔、高效、可靠的能源服務可以通過對電池、管理系統系統的全面優化來實現。未來,綜合能源服務將隨著清潔能源技術的不斷創新而進一步成熟和普及,為中國提供可行的解決方案,以達到碳中和目標,促進新能源運輸的普及。一體化的能源服務建設模式將成為為建設綠色智能社會提供堅實支撐的新能源基礎設施的重要組成部分。

參考文獻:

【1】劉瀏,喻小寶,盧娜.基于“雙碳”目標的光儲充一體化充電站芻議綜合能源服務建設模式分析[J].現代工業經濟和信息化,2023,13(10):258-260.

【2】陳思遠,陶瑩.光儲充檢放一體化充電站在配電網中的應用研究[J].光源與照明,2023,(05):126-128.

【3】李建林,許璐,馬凌怡.光儲充一體化系統容量優化配置方法研究[J].電氣應用,2022,41(09):71-77.

【4】陳奇豪,陳麗安,蔡維.光儲充一體化充電站的建模與仿真[J].廈門理工學院學報,2020,28(05):33-39.

【5】楊躍晶,胡祥,李昌波.基于“雙碳”目標的光儲充一體化充電站芻議綜合能源服務建設模式分析

【6】安科瑞微電網能量管理系統

作者介紹:
張繼冬,男,現任職于安科瑞電氣股份有限公司

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