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任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:本文以“雙碳”目標(biāo)為基礎(chǔ),從電站電池管理能源管理能力管理對(duì)策等方面的關(guān)鍵要點(diǎn),分析了光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)和綜合能源服務(wù)建設(shè)模式。通過(guò)對(duì)這些方面的深入探討,揭示了綜合能源服務(wù)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中的重要性。作為一種多能源互補(bǔ)、一體化的服務(wù)模式,綜合能源服務(wù)能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)充電站的未來(lái)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐,全面滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)清潔、智能、可靠能源的需求。
關(guān)鍵詞:雙碳;光儲(chǔ)充;一體化充電站;能源服務(wù);建設(shè)模式
0引言
我國(guó)對(duì)清潔能源和可持續(xù)發(fā)展的需求隨著“雙碳”目標(biāo)的提出而不斷增加。在此背景下,作為新能源基礎(chǔ)設(shè)施代表的光儲(chǔ)充一體化充電站,為發(fā)展一體化能源服務(wù)建設(shè)模式提供了強(qiáng)有力的支撐。針對(duì)光儲(chǔ)充一體化充電站如何實(shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù),從電池管理、能量管理、能力管理對(duì)策等方面進(jìn)行分析。旨在通過(guò)這些分析,為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供有益的參考,為“雙碳”目標(biāo)提供有益的借鑒。
1 基于“雙碳”目標(biāo)的光儲(chǔ)充一體化充電站概述
"雙碳"目標(biāo)是指到2030年碳排放達(dá)到峰值,2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化和促進(jìn)綠色能源發(fā)展方面提出的重要目標(biāo)[1]。在此背景下,光儲(chǔ)充一體化充電站成為推廣普及新能源汽車(chē)的重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施之一。該充電站集太陽(yáng)能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)充電功能于一體,旨在實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、高效儲(chǔ)能、低碳傳輸?shù)哪茉匆惑w化解決方案。一是以太陽(yáng)能光伏發(fā)電為主要能源來(lái)源,直接將太陽(yáng)光通過(guò)光電轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的零pai放。這不僅有助于減緩對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài),而且對(duì)于滿(mǎn)足“雙碳”目標(biāo)要求的排放量的削減也大有裨益。其次,儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)這個(gè)充電站起著舉足輕重的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過(guò)高效的儲(chǔ)能和釋放,彌補(bǔ)太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)斷時(shí)續(xù)、不穩(wěn)定的特點(diǎn),保證充電站在沒(méi)有陽(yáng)光照射的情況下,仍能提供穩(wěn)定可靠的電力保障。這種儲(chǔ)能技術(shù)在提高能源利用效率的同時(shí),也增強(qiáng)了充電站的可靠性和可持續(xù)性,電動(dòng)汽車(chē)充電功能的充電站為新能源汽車(chē)提供了便利的充電服務(wù)。用戶(hù)通過(guò)充電技術(shù),可以在短時(shí)間內(nèi)完成充電,在推動(dòng)更多人使用清潔能源交通工具的同時(shí),提高了電動(dòng)車(chē)的使用便捷性。
2 光儲(chǔ)充一體化充電站建設(shè)的基本原則
2.1 技術(shù)可行性
建設(shè)光儲(chǔ)充一體化充電站,保證技術(shù)可行性是一原則。各種技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性和可靠性,都在選擇太陽(yáng)能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)車(chē)充電設(shè)備時(shí)進(jìn)行評(píng)估。太陽(yáng)能光伏技術(shù)需要在不同區(qū)域的光照條件下保持高效轉(zhuǎn)化,儲(chǔ)能系統(tǒng)需要具備高效的儲(chǔ)能和釋能能力,而電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)則要滿(mǎn)足不同車(chē)型汽車(chē)的充電需求,因此,太陽(yáng)能光伏技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中充電站可在實(shí)際運(yùn)行中通過(guò)確保各種技術(shù)的可行性,提供持續(xù)可靠的清潔能源服務(wù)。
2.2 可持續(xù)性
建設(shè)光儲(chǔ)充一體化充電站,保證可持續(xù)性是另一項(xiàng)基本原則??沙掷m(xù)性涵蓋了綠色的能源供應(yīng)鏈、保護(hù)環(huán)境生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)。在施工過(guò)程中優(yōu)先選用環(huán)保材料,減少施工作業(yè)時(shí)對(duì)環(huán)境的影響。此外,還應(yīng)與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作,在充電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,確保工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一,以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
3 基于“雙碳”目標(biāo)的光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)分析
3.1 電站電池選擇分析
在光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)中,以“雙碳”目標(biāo)為基礎(chǔ),選擇電站電池既是關(guān)鍵決策,也是保障系統(tǒng)高效運(yùn)行、永續(xù)發(fā)展的根本。首先,考慮到電池的化學(xué)成分對(duì)于性能的影響,鋰離子電池以其優(yōu)異的高能量密度、長(zhǎng)壽命和輕量化等特性,成為人們的首xuan電池。它的高能量密度意味著能夠?qū)⒏嗟哪芰績(jī)?chǔ)存在相對(duì)較小的體積內(nèi),以滿(mǎn)足高峰期對(duì)充電站的能量需求。長(zhǎng)壽命特性則保證了電池在多次循環(huán)充放電、降低更換和維護(hù)頻率、降低總體運(yùn)行成本等方面,都能保持較高的性能水平。另外,輕量化設(shè)計(jì)可以幫助充電站整體減重,增加安裝的靈活度與效率。
其次,電站電池的循環(huán)使用壽命、充放電效率、安全性等也都是考量的決定性要素。電池在實(shí)際運(yùn)行中需要經(jīng)受多次充電和放電周期的考驗(yàn),所以它的周期長(zhǎng)短與系統(tǒng)的直接的關(guān)系。選擇循環(huán)使用時(shí)間更長(zhǎng)的電池類(lèi)型,可以降低更換電池的頻率,使整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。
3.2 電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電池管理系統(tǒng)在光儲(chǔ)充一體化充電站中的設(shè)計(jì)尤為重要,它不僅直接影響著電池性能的利用,而且與整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性有著密切的關(guān)系。首先,系統(tǒng)要有對(duì)電池組件狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)的能力,覆蓋溫度、電壓、充放電速率等電池關(guān)鍵參數(shù)。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控,在運(yùn)行過(guò)程中捕捉電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)潛在故障或異常情況的及時(shí)發(fā)現(xiàn)有所幫助。當(dāng)電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池溫度升高或電壓異常情況時(shí),為了防止電池過(guò)過(guò)壓等可能造成安全隱患的情況發(fā)生,該系統(tǒng)可以立即采取停止充電或放電等保護(hù)性措施。其次,電池管理系統(tǒng)需要采用均衡充電技術(shù),以確保電池組內(nèi)各單元的電荷水平保持一致。均衡充電技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電荷在電池組各單元間的均勻分布,防止由于某一單元充電過(guò)度而造成的電池不均勻損耗,從而達(dá)到平衡充電技術(shù)的目的。這對(duì)于提高整體能效和延長(zhǎng)電池續(xù)航能力都有幫助。電池管理系統(tǒng)可以通過(guò)有效的均衡充電管理,確保電池組件的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,減緩電池的老化進(jìn)程,從而使系統(tǒng)的可靠性和可持續(xù)性得到提高。
3.3 能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在協(xié)調(diào)太陽(yáng)能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)車(chē)充電功能之間的能量流動(dòng),以達(dá)到穩(wěn)定的電力供應(yīng),是光儲(chǔ)充一體化充電站的關(guān)鍵角色。首先,該系統(tǒng)需要了解目前光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出情況,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)能。該系統(tǒng)通過(guò)能量調(diào)度,靈活分配不同光照條件下的能量,確保太陽(yáng)能發(fā)電在陽(yáng)光充足的晴天也能得到限度的利用。二,能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制。儲(chǔ)能系統(tǒng)在能量調(diào)度中起到儲(chǔ)備和釋放的作用,在太陽(yáng)能不足或電動(dòng)汽車(chē)需求激增的情況下,需要提供迅速可靠的能量支持。能量管理系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電放電過(guò)程進(jìn)行智能控制,根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷及儲(chǔ)能狀態(tài),確保在需要時(shí)能快速供能,使充電站保持穩(wěn)定供電。綜合來(lái)看,能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既需要充分考慮光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)汽車(chē)充電的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn),又需要具有智能調(diào)度、控制等功能。光儲(chǔ)充一體化充電站通過(guò)能量的合理分配和儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制運(yùn)行,能夠更好地適應(yīng)不同用電條件,提高能效,實(shí)現(xiàn)能源供給的清潔穩(wěn)定。
3.4 能力管理對(duì)策設(shè)計(jì)
在光儲(chǔ)充一體化充電站的設(shè)計(jì)中,能力管理對(duì)策的設(shè)計(jì)是為了保證充電站在面臨電站規(guī)模擴(kuò)大、使用需求增大的情況下,依然可以做到永續(xù)經(jīng)營(yíng)。首先,系統(tǒng)需要具備適應(yīng)未來(lái)能源需求動(dòng)態(tài)變化的良好擴(kuò)展性和靈活性。充電站采用電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù),可與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能對(duì)接,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)能源供給,確保在高峰時(shí)段或突發(fā)事件發(fā)生時(shí),為滿(mǎn)足用戶(hù)需求,靈活進(jìn)行能源調(diào)配。其次,智能預(yù)測(cè)模型的建立是能力管理的關(guān)鍵對(duì)策。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電動(dòng)車(chē)的歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)以及使用方式等信息的分析,對(duì)未來(lái)的用電需求進(jìn)行提前預(yù)測(cè)。這有助于該系統(tǒng)為適應(yīng)氣象條件的波動(dòng)和電動(dòng)汽車(chē)充電需求的不確定性,提前做好充電站運(yùn)行計(jì)劃,調(diào)整能源分配策略。能力管理對(duì)策通過(guò)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、及時(shí)調(diào)整,使充電站在各種情況下都能保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),提供高效可靠的服務(wù)。
4 綜合能源服務(wù)建設(shè)模式分析
4.1 綜合能源服務(wù)服務(wù)分析
作為一種以多能源互補(bǔ)與集成為核心的創(chuàng)新服務(wù)模式,綜合能源服務(wù)致力于提供全fang位的能源解決方案。這一服務(wù)模式涵蓋了通過(guò)智能能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些能源的多種能源形式,包括太陽(yáng)能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)充電等。太陽(yáng)能作為一種與儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的清潔、可再生的能源形式,與電動(dòng)汽車(chē)充電相結(jié)合,形成了一個(gè)高效的一體化能源服務(wù)系統(tǒng)。其核心目標(biāo)是在不斷升級(jí)的能源市場(chǎng)中,在降低、降低環(huán)境影響的同時(shí),為用戶(hù)提供高效、可靠、清潔的能源。這種服務(wù)模式的優(yōu)點(diǎn)在于靈活、全面。綜合能源服務(wù)可以通過(guò)多種能源形式的整合,靈活應(yīng)對(duì)電力需求的波動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō),在太陽(yáng)能產(chǎn)能豐富的時(shí)期,該系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存多余能量以備不時(shí)之需的同時(shí),程度地利用太陽(yáng)能發(fā)電。智能能源管理系統(tǒng)的存在可以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度這些能源,保證系統(tǒng)隨時(shí)提供穩(wěn)定電力。此外,這種服務(wù)模式的綜合化,使用戶(hù)可以方便地在一個(gè)平臺(tái)上獲得多種能源服務(wù),使整體使用便捷性得到提升。
4.2 綜合能源服務(wù)發(fā)展前景
一體化能源服務(wù)的發(fā)展前景更加廣闊,而其將多能源形態(tài)的服務(wù)特性充分融合,則離不開(kāi)“雙碳”目標(biāo)的推行。綜合能源服務(wù)有望在未來(lái)迎來(lái)更廣泛的應(yīng)用,隨著清潔能源技術(shù)的日益創(chuàng)新和成熟。這種服務(wù)模式不僅能為能源系統(tǒng)提供更高水平的整體智能化,還能為實(shí)現(xiàn)城市更智能的能源供應(yīng)目標(biāo)提供切實(shí)可行的解決方案。綜合能源服務(wù)通過(guò)將太陽(yáng)能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)充電等多種能源形式緊密融合,可以更好地適應(yīng)未來(lái)能源需求的多樣性,形成更更靈活的能源體系。特別值得注意的是,綜合能源服務(wù)將在電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,隨著電動(dòng)汽車(chē)的需求的不斷增長(zhǎng)。通過(guò)將電動(dòng)汽車(chē)充電功能集成到綜合能源服務(wù)中,不僅可以提升城市充電基礎(chǔ)設(shè)施水平,還可以創(chuàng)造更加便利的充電環(huán)境,普及電動(dòng)汽車(chē)。此舉將進(jìn)一步促進(jìn)電動(dòng)運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,為綠色升級(jí)的城市運(yùn)輸體系提供強(qiáng)有力的支撐。
4.3 典型用戶(hù)用能特點(diǎn)分析
一體化能源服務(wù)的用戶(hù)群具有直接影響服務(wù)模式設(shè)計(jì)和推廣策略的一系列典型特征。一是這部分用戶(hù)對(duì)清潔能源的認(rèn)同度普遍較高,對(duì)低碳、環(huán)保的生活方式積極追求。這體現(xiàn)在他們當(dāng)初選擇能源綜合服務(wù)的初衷,就是希望通過(guò)清潔能源的使用,達(dá)到積極為環(huán)境做貢獻(xiàn)的目的。二是典型用戶(hù)往往擁有電動(dòng)車(chē),對(duì)電動(dòng)車(chē)充電設(shè)施的便利性、可靠性要求更高。這使得一體化能源服務(wù)的設(shè)計(jì)需要在滿(mǎn)足用戶(hù)日常生活中對(duì)電動(dòng)交通需求的情況下,充分考慮電動(dòng)汽車(chē)充電的場(chǎng)景。另外,一體化能源服務(wù)的用戶(hù)對(duì)智能管理能源的預(yù)期通常也比較高。他們希望通過(guò)科技手段,程度地提高能源利用效率,實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。這就要求一體化的能源服務(wù)擁有智能能源管理系統(tǒng),可以對(duì)用戶(hù)的需求做出實(shí)時(shí)反應(yīng),對(duì)不同能源形態(tài)的變化做出響應(yīng)。典型用戶(hù)對(duì)服務(wù)的智能化和高度可控性需求明顯,這將直接影響到技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一體化能源服務(wù)。
5安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級(jí)控制,滿(mǎn)足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求,完成不同目標(biāo)下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
5.1 主要功能
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);
能耗分析;
智能預(yù)測(cè);
協(xié)調(diào)控制;
經(jīng)濟(jì)調(diào)度;
需求響應(yīng)。
5.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
平滑功率輸出,提升綠電使用率;
削峰填谷、谷電利用,提高經(jīng)濟(jì)性;
降低充電設(shè)備對(duì)局部電網(wǎng)的沖擊;
降低站內(nèi)配電變壓器容量;
實(shí)現(xiàn)源荷匹配效能。
5.3 相關(guān)控制策略
序號(hào) | 系統(tǒng)組成 | 運(yùn)行模式 | 控制邏輯 |
1 | 市電+負(fù)荷+儲(chǔ)能 | 峰谷套利 | 根據(jù)分時(shí)電價(jià),設(shè)置晚上低價(jià)時(shí)段充電、白天高價(jià)時(shí)段放電,根據(jù)峰谷價(jià)差進(jìn)行套利 |
2 | 需量控制 | 根據(jù)變壓器的容量設(shè)定值,判斷儲(chǔ)能的充放電,使得變壓器容量保持在設(shè)定容量值以下,降低需量電費(fèi) | |
3 | 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容 | 對(duì)于出現(xiàn)大功率的設(shè)備,且持續(xù)時(shí)間比較短時(shí),可以通過(guò)控制儲(chǔ)能放電進(jìn)行補(bǔ)充該部分的功率需求, | |
4 | 需求響應(yīng) | 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的需求,在電網(wǎng)出現(xiàn)用電高峰時(shí)進(jìn)行放電、在電網(wǎng)出現(xiàn)用電低谷時(shí)進(jìn)行充電; | |
5 | 平抑波動(dòng) | 根據(jù)負(fù)荷的用電功率變化,進(jìn)行充放電的控制,如功率變化率大于某個(gè)設(shè)定值,進(jìn)行放電,主要用于降低電網(wǎng)沖擊 | |
6 | 備用 | 當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng),對(duì)重要負(fù)荷進(jìn)行供電,保證生產(chǎn)用電 | |
7 | 市電+負(fù)荷+光伏 | 自發(fā)自用、余電上網(wǎng) | 光伏發(fā)電優(yōu)先供自己負(fù)荷使用,多余的電進(jìn)行上網(wǎng),不足的由市電補(bǔ)充 |
8 | 自發(fā)自用 | 主要針對(duì)光伏多發(fā)時(shí),存在一個(gè)防逆流控制,調(diào)節(jié)光伏逆變器的功率輸出,讓變壓器的輸出功率接近為0 | |
9 | 市電+負(fù)荷+光伏+儲(chǔ)能 | 自發(fā)自用 | 通過(guò)設(shè)置PCC點(diǎn)的功率值,系統(tǒng)控制PCC點(diǎn)功率穩(wěn)定在設(shè)置值。在這種狀態(tài)下,系統(tǒng)處于自發(fā)自用的狀態(tài)下,即: 1)當(dāng)分布式電源輸出功率大于負(fù)載功率時(shí),不能完quan被負(fù)載消耗時(shí),增加負(fù)載或儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。 2)當(dāng)分布式電源輸出功率小于負(fù)載功率時(shí),不夠負(fù)載消耗時(shí),減少負(fù)載(或者調(diào)節(jié)充電功率)或者儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)負(fù)載放電。 |
10 | 削峰填谷 | 1)根據(jù)用戶(hù)用電規(guī)律,設(shè)置峰值和谷值,當(dāng)電網(wǎng)功率大于峰值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,以此來(lái)降低負(fù)荷高峰;當(dāng)電網(wǎng)功率小于谷值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)充電,以此來(lái)填補(bǔ)負(fù)荷低谷,使發(fā)電、用電趨于平衡。 2)根據(jù)分布式電源發(fā)電規(guī)律,設(shè)置峰值和谷值,當(dāng)電網(wǎng)功率大于峰值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)充電,以此來(lái)降低發(fā)電高峰;當(dāng)電網(wǎng)功率小于谷值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,以此來(lái)填補(bǔ)發(fā)電低谷,使發(fā)電、用電趨于平衡。 | |
11 | 需量控制 | 在光伏系統(tǒng)出力的情況下,如果負(fù)荷功率仍然超過(guò)設(shè)置的需量功率,則控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力,平抑超出需量部分的功率,增加系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 | |
12 | 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容 | 對(duì)于出現(xiàn)高負(fù)荷時(shí),優(yōu)先利用光儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電,保證變壓器不超載 | |
13 | 需求響應(yīng) | 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的需求,在電網(wǎng)出現(xiàn)用電高峰時(shí)進(jìn)行放電或者充電樁降功率或停止充電、在電網(wǎng)出現(xiàn)用電低谷時(shí)進(jìn)行充電或者充電充電; | |
14 | 有序充電 | 在變壓器容量范圍內(nèi)進(jìn)行充電,如果充電功率接近變壓容量限值,優(yōu)先控制光伏功率輸出或儲(chǔ)能進(jìn)行放電,如果光儲(chǔ)仍不滿(mǎn)足充電需求,則進(jìn)行降功率運(yùn)行,直至切除部分充電樁(改變充電行為),對(duì)于充電樁的切除按照后充先切,先來(lái)后切的方式進(jìn)行有序的充電。(有些是以充電時(shí)間與充電功率為控制變量,以充電費(fèi)用或者峰谷差為目標(biāo)) | |
15 | 經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度 | 對(duì)發(fā)電用進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)合分時(shí)電價(jià),以用電成本為目標(biāo)進(jìn)行策略制定 | |
16 | 平抑波動(dòng) | 根據(jù)負(fù)荷的用電功率變化,進(jìn)行充放電的控制,如功率變化率大于某個(gè)設(shè)定值,進(jìn)行放電,主要用于降低電網(wǎng)沖擊 | |
17 | 力調(diào)控制 | 跟蹤關(guān)口功率因數(shù),控制儲(chǔ)能PCS連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率輸出 | |
18 | 電池維護(hù)策略 | 定期對(duì)電池進(jìn)行一次100%DOD深充深放循環(huán);通過(guò)系統(tǒng)下發(fā)指令,更改BMS的充滿(mǎn)和放空保護(hù)限值,以滿(mǎn)足100%DOD充放,系統(tǒng)按照正常調(diào)度策略運(yùn)行 | |
19 | 熱管理策略 | 基于電池的溫度,控制多臺(tái)空調(diào)的啟停 |
削峰填谷:配合儲(chǔ)能設(shè)備、低充高放
需量控制:能量?jī)?chǔ)存、充放電功率跟蹤
備用電源
柔性擴(kuò)容:短期用電功率大于變壓器容量時(shí),儲(chǔ)能快速放電,滿(mǎn)足負(fù)載用能要求
5.4 核心功能
1)多種協(xié)議
支持多種規(guī)約協(xié)議,包括:Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、三方協(xié)議定制等。
2)多種通訊方式
支持多種通信方式:串口、網(wǎng)口、WIFI、4G。
3)通信管理
提供通信通道配置、通信參數(shù)設(shè)定、通信運(yùn)行監(jiān)視和管理等。提供規(guī)約調(diào)試的工具,可監(jiān)視收發(fā)原碼、報(bào)文解析、通道狀態(tài)等。
4)智能策略
系統(tǒng)支持自定義控制策略,如削峰填谷、需量控制、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容、后備電源、平抑波動(dòng)、有序充電、逆功率保護(hù)等策略,保障用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。
5)全量監(jiān)控
覆蓋傳統(tǒng)EMS盲區(qū),可接入多種協(xié)議和不同廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)制,實(shí)現(xiàn)環(huán)境、安防、消防、視頻監(jiān)控、電能質(zhì)量、計(jì)量、繼電保護(hù)等多系統(tǒng)和設(shè)備的全量接入。
5.5 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷情況,體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。
儲(chǔ)能監(jiān)控
系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù):電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù);
運(yùn)行模式:峰谷模式、計(jì)劃曲線、需量控制等;
統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù);
儲(chǔ)能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對(duì)比圖,實(shí)時(shí)掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。
光伏監(jiān)控
光伏系統(tǒng)總出力情況
逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警
逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析
并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)
電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),識(shí)別低效發(fā)電電站;
發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)
輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析
光伏預(yù)測(cè)
以海量發(fā)電和環(huán)境數(shù)據(jù)為根源,以高精度數(shù)值氣象預(yù)報(bào)為基礎(chǔ),采用多維度同構(gòu)異質(zhì)BP、LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光功率預(yù)測(cè)方法。
時(shí)間分辨率:15min
超短期未來(lái)4h預(yù)測(cè)精度>90%
短期未來(lái)72h預(yù)測(cè)精度>80%
短期光伏功率預(yù)測(cè)
超短期光伏功率預(yù)測(cè)
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)管理
誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理
歷史數(shù)據(jù)管理
光伏功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)人機(jī)界面
風(fēng)電監(jiān)控
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總出力情況
逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警
逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析
并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)
電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),識(shí)別低效發(fā)電電站;
發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)
風(fēng)力/風(fēng)速/氣壓/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析
充電樁系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電系統(tǒng)的充電電壓、電流、功率及各充電樁運(yùn)行狀態(tài);
統(tǒng)計(jì)各充電樁充電量、電費(fèi)等;
針對(duì)異常信息進(jìn)行故障告警;
根據(jù)用電負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。
電能質(zhì)量
對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示,并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
5.6 設(shè)備選型
序號(hào) | 名稱(chēng) | 圖片 | 型號(hào) | 功能說(shuō)明 | 使用場(chǎng)景 |
1 | 微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6、AM5SE | 110kv及以下電壓等級(jí)線路、主變、電動(dòng)機(jī)、電容器、母聯(lián)等回路保護(hù)、測(cè)控裝置 | 110kV、35kV、10kV | |
2 | 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置 | APView500 | 集諧波分析/波形采樣/電壓閃變監(jiān)測(cè)/電壓不平衡度監(jiān)測(cè)、電壓暫降/暫升/短時(shí)中斷等暫態(tài)監(jiān)測(cè)、事件記錄、測(cè)量控制等功能為一體,滿(mǎn)足Aji電能質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),能夠滿(mǎn)足110kv及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的要求 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV | |
3 | 防孤島保護(hù)裝置 | AM5SE-IS | 防止分布式電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)非計(jì)劃持續(xù)孤島運(yùn)行的繼電保護(hù)措施,防止電網(wǎng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)。裝置具有低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、高頻保護(hù)、低頻保護(hù)、逆功率保護(hù)、檢同期、有壓合閘等保護(hù)功能 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV | |
4 | 多功能儀表 | APM520 | 全電力參數(shù)測(cè)量、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測(cè)和考核管理。 接口功能:帶有RS485/MODBUS協(xié)議 | 并網(wǎng)柜、進(jìn)線柜、母聯(lián)柜以及重要回路 | |
5 | 多功能儀表 | AEM96 | 具有全電量測(cè)量,諧波畸變率、分時(shí)電能統(tǒng)計(jì),開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出。 | 主要用于電能計(jì)量和監(jiān)測(cè) | |
6 | 電動(dòng)汽車(chē)充電樁 | AEV200-DC60S AEV200-DC80D AEV200-DC120S AEV200-DC160S | 輸出功率160/120/80/60kW直流充電樁,滿(mǎn)足快速充電的需要。 | 充電樁運(yùn)營(yíng)和充電控制 | |
7 | 輸入輸出模塊 | ARTU100-KJ8 | 可采集8路開(kāi)關(guān)量信號(hào),提供8路繼電器輸出 | 信號(hào)采集和控制輸出 | |
8 | 智能網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM | 邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),嵌入式linux系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)通訊方式具有Socket方式,支持XML格式壓縮上傳,提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等安全需求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,支持Modbus、Modbus TCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議 | 電能、環(huán)境等數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換和邏輯判斷 |
6結(jié)語(yǔ)
光儲(chǔ)充一體化充電站應(yīng)用綜合能源服務(wù)建設(shè)模式意義重大。清潔、高效、可靠的能源服務(wù)可以通過(guò)對(duì)電池、管理系統(tǒng)系統(tǒng)的全面優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。未來(lái),綜合能源服務(wù)將隨著清潔能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新而進(jìn)一步成熟和普及,為中國(guó)提供可行的解決方案,以達(dá)到碳中和目標(biāo),促進(jìn)新能源運(yùn)輸?shù)钠占啊R惑w化的能源服務(wù)建設(shè)模式將成為為建設(shè)綠色智能社會(huì)提供堅(jiān)實(shí)支撐的新能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。
參考文獻(xiàn):
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【2】陳思遠(yuǎn),陶瑩.光儲(chǔ)充檢放一體化充電站在配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].光源與照明,2023,(05):126-128.
【3】李建林,許璐,馬凌怡.光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法研究[J].電氣應(yīng)用,2022,41(09):71-77.
【4】陳奇豪,陳麗安,蔡維.光儲(chǔ)充一體化充電站的建模與仿真[J].廈門(mén)理工學(xué)院學(xué)報(bào),2020,28(05):33-39.
【5】楊躍晶,胡祥,李昌波.基于“雙碳”目標(biāo)的光儲(chǔ)充一體化充電站芻議綜合能源服務(wù)建設(shè)模式分析
【6】安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
作者介紹:
任運(yùn)業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。
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