摘要:本文以 “雙碳” 目標(biāo)為基點(diǎn),從電站電池管理、能源管理及能力管理對(duì)策等關(guān)鍵方面,剖析光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)與綜合能源服務(wù)建設(shè)模式。深入探討這些要點(diǎn),凸顯綜合能源服務(wù)在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展及能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵意義。其作為多能源互補(bǔ)、一體化的服務(wù)模式,可為電動(dòng)汽車充電站未來發(fā)展提供有力支撐,充分滿足用戶對(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
“雙碳” 目標(biāo)提出后,我國對(duì)清潔能源與可持續(xù)發(fā)展的需求持續(xù)攀升。在此背景下,光儲(chǔ)充一體化充電站作為新能源基礎(chǔ)設(shè)施的代表,為綜合能源服務(wù)建設(shè)模式的發(fā)展提供了強(qiáng)大助力。本文針對(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)策等方面展開分析,旨在為中國能源轉(zhuǎn)型提供有益參考,為 “雙碳” 目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。
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)即到 2030 年實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰,2060 年達(dá)成碳中和,是中國在應(yīng)對(duì)氣候變化、促進(jìn)綠色能源發(fā)展方面提出的重要目標(biāo)。在此目標(biāo)指引下,光儲(chǔ)充一體化充電站成為推廣新能源汽車的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一。該充電站將太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)汽車充電功能融為一體,致力于打造清潔生產(chǎn)、高效儲(chǔ)能、低碳傳輸?shù)哪茉匆惑w化解決方案。其一,以太陽能光伏發(fā)電為主要能源來源,通過光電轉(zhuǎn)換技術(shù)將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)零排放。這不僅有助于降低對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴,還對(duì)滿足 “雙碳” 目標(biāo)的減排要求意義重大。其二,儲(chǔ)能系統(tǒng)在該充電站中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它能夠憑借高效的儲(chǔ)能與釋能能力,彌補(bǔ)太陽能發(fā)電間歇性、不穩(wěn)定的短板,確保充電站在無陽光照射時(shí)仍能提供穩(wěn)定可靠的電力保障。這種儲(chǔ)能技術(shù)在提升能源利用效率的同時(shí),也增強(qiáng)了充電站的可靠性與可持續(xù)性。其三,電動(dòng)汽車充電功能為新能源汽車提供了便捷的充電服務(wù)。用戶借助充電技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)完成充電,既推動(dòng)了更多人選用清潔能源交通工具,又提高了電動(dòng)車的使用便利性。
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,確保技術(shù)可行性是首要原則。在選擇太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)車充電設(shè)備時(shí),需對(duì)各種技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性及可靠性進(jìn)行評(píng)估。太陽能光伏技術(shù)需在不同區(qū)域光照條件下保持高效轉(zhuǎn)化,儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備高效的儲(chǔ)能和釋能能力,而電動(dòng)汽車充電技術(shù)則要滿足不同車型的充電需求。通過確保各種技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中的可行性,充電站可為用戶提供持續(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,堅(jiān)持可持續(xù)性原則同樣重要。可持續(xù)性涵蓋綠色能源供應(yīng)鏈、環(huán)境保護(hù)生態(tài)以及可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面。在施工過程中,優(yōu)先選用環(huán)保材料,以減少對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí),應(yīng)與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作,在充電站的建設(shè)和運(yùn)營過程中促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一,以達(dá)成可持續(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)為導(dǎo)向,選擇電站電池既是關(guān)鍵決策,也是保障系統(tǒng)高效運(yùn)行與可持續(xù)發(fā)展的根本。首先,考慮電池化學(xué)成分對(duì)性能的影響,鋰離子電池以其高能量密度、長壽命和輕量化等優(yōu)勢(shì),成為首選。高能量密度意味著可在相對(duì)較小的體積內(nèi)儲(chǔ)存更多能量,滿足充電站高峰期的能量需求。長壽命特性可降低更換和維護(hù)頻率,減少總體運(yùn)行成本。輕量化設(shè)計(jì)則有助于充電站整體減重,提高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、安全性等也是重要考量因素。電池在實(shí)際運(yùn)行中需經(jīng)歷多次充放電周期,其循環(huán)使用壽命與系統(tǒng)穩(wěn)定性直接相關(guān)。選擇循環(huán)使用壽命更長的電池類型,可降低更換電池的頻率,提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
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)至關(guān)重要,它直接影響電池性能的發(fā)揮,與整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性緊密相關(guān)。首先,系統(tǒng)應(yīng)具備全面監(jiān)測電池組件狀態(tài)的能力,涵蓋溫度、電壓、充放電速率等關(guān)鍵參數(shù)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控,系統(tǒng)可及時(shí)捕捉電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),有助于發(fā)現(xiàn)潛在故障或異常情況。當(dāng)監(jiān)測到電池溫度升高或電壓異常時(shí),系統(tǒng)可立即采取保護(hù)性措施,如停止充電或放電,以防止電池過壓等安全隱患。其次,電池管理系統(tǒng)需采用均衡充電技術(shù),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)可實(shí)現(xiàn)電荷在電池組各單元間的均勻分布,避免因某一單元充電過度而導(dǎo)致電池不均勻損耗,從而提高整體能效,延長電池續(xù)航能力,確保電池組件的長期穩(wěn)定運(yùn)行,提升系統(tǒng)的可靠性與可持續(xù)性。
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)太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)車充電功能之間的能量流動(dòng),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電力供應(yīng)方面扮演著關(guān)鍵角色。首先,系統(tǒng)需實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)能,了解當(dāng)前光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出情況。通過能量調(diào)度,在不同光照條件下靈活分配能量,充分利用陽光充足時(shí)的太陽能發(fā)電。其次,對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制是能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要方面。儲(chǔ)能系統(tǒng)在能量調(diào)度中起儲(chǔ)備和釋放能量的作用,在太陽能不足或電動(dòng)汽車需求激增時(shí),能迅速提供可靠的能量支持。能量管理系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電過程進(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)快速供能,使充電站保持穩(wěn)定供電。綜合來看,能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需充分考慮光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)汽車充電的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn),具備智能調(diào)度、控制等功能。通過合理分配能量和智能控制儲(chǔ)能系統(tǒng),光儲(chǔ)充一體化充電站能更好地適應(yīng)不同用電條件,提高能效,實(shí)現(xiàn)清潔穩(wěn)定的能源供給。
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)旨在確保充電站在電站規(guī)模擴(kuò)大、使用需求增加的情況下仍能持續(xù)運(yùn)營。首先,系統(tǒng)需具備良好的擴(kuò)展性和靈活性,以適應(yīng)未來能源需求的動(dòng)態(tài)變化。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,在高峰時(shí)段或突發(fā)事件發(fā)生時(shí),滿足用戶需求,靈活調(diào)配能源。其次,建立智能預(yù)測模型是能力管理的關(guān)鍵對(duì)策。通過分析電動(dòng)車歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)以及使用方式等信息,對(duì)未來用電需求進(jìn)行提前預(yù)測。這有助于充電站提前做好運(yùn)行計(jì)劃,調(diào)整能源分配策略,適應(yīng)氣象條件波動(dòng)和電動(dòng)汽車充電需求的不確定性,確保系統(tǒng)在各種情況下運(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)分析
綜合能源服務(wù)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,致力于提供全方位的能源解決方案。涵蓋太陽能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車充電等多種能源形式,通過智能能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些能源的高效管理。太陽能作為清潔、可再生能源,與儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車充電相結(jié)合,形成高效的一體化能源服務(wù)系統(tǒng)。其核心目標(biāo)是在能源市場不斷升級(jí)的背景下,降低成本、減少環(huán)境影響,為用戶提供高效、可靠、清潔的能源。這種服務(wù)模式具有靈活、全面的優(yōu)點(diǎn)??赏ㄟ^多種能源形式的整合,靈活應(yīng)對(duì)電力需求的波動(dòng)。例如,在太陽能產(chǎn)能豐富時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)可儲(chǔ)存多余能量以備不時(shí)之需,同時(shí)最大限度地利用太陽能發(fā)電。智能能源管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的智能調(diào)度,確保系統(tǒng)隨時(shí)提供穩(wěn)定電力。此外,綜合能源服務(wù)的綜合化使用戶可在一個(gè)平臺(tái)上獲得多種能源服務(wù),提高使用便捷性。
4.2 綜合能源服務(wù)發(fā)展前景
隨著清潔能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成熟,綜合能源服務(wù)的發(fā)展前景廣闊。在 “雙碳” 目標(biāo)的推動(dòng)下,綜合能源服務(wù)有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用。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。通過將太陽能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車充電等多種能源形式緊密融合,綜合能源服務(wù)可更好地適應(yīng)未來能源需求的多樣性,構(gòu)建更靈活的能源體系。尤其值得注意的是,隨著電動(dòng)汽車需求的不斷增長,綜合能源服務(wù)將在電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。將電動(dòng)汽車充電功能集成到綜合能源服務(wù)中,可提升城市充電基礎(chǔ)設(shè)施水平,創(chuàng)造更便利的充電環(huán)境,促進(jìn)電動(dòng)汽車的普及,為綠色升級(jí)的城市交通體系提供有力支撐。
4.3 典型用戶用能特點(diǎn)分析
綜合能源服務(wù)的用戶群體具有一系列典型特征,這些特征直接影響服務(wù)模式的設(shè)計(jì)和推廣策略。一是用戶對(duì)清潔能源的認(rèn)同度較高,積極追求低碳、環(huán)保的生活方式,選擇綜合能源服務(wù)的初衷是通過使用清潔能源為環(huán)境做貢獻(xiàn)。二是典型用戶通常擁有電動(dòng)車,對(duì)電動(dòng)車充電設(shè)施的便利性和可靠性要求較高。這要求一體化能源服務(wù)的設(shè)計(jì)充分考慮電動(dòng)汽車充電場景,滿足用戶日常電動(dòng)交通需求。三是用戶對(duì)智能管理能源的期望較高,希望通過科技手段提高能源利用效率,實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。這需要一體化能源服務(wù)擁有智能能源管理系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)用戶需求和不同能源形態(tài)的變化。典型用戶對(duì)服務(wù)的智能化和高度可控性需求明顯,將直接影響一體化能源服務(wù)的技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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;
能耗分析;
智能預(yù)測;
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),不能完全被負(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,以此來填補(bǔ)發(fā)電低谷,使發(fā)電、用電趨于平衡。 |
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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,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);通過系統(tǒng)下發(fā)指令,更改BMS的充滿和放空保護(hù)限值,以滿足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:能量儲(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
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
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測及分析
光伏預(yù)測
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)測方法。
時(shí)間分辨率:15min
超短期未來4h預(yù)測精度>90%
短期未來72h預(yù)測精度>80%
短期光伏功率預(yù)測
超短期光伏功率預(yù)測
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
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測及分析
充電樁系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)測充電系統(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。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)測分析及錄波展示,并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。
5.6 設(shè)備選型
序號(hào) | 名稱 | 圖片 | 型號(hào) | 功能說明 | 使用場景 |
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)、測控裝置 | 110kV、35kV、10kV | |
2 | 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置 | APView500 | 集諧波分析/波形采樣/電壓閃變監(jiān)測/電壓不平衡度監(jiān)測、電壓暫降/暫升/短時(shí)中斷等暫態(tài)監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體,滿足A級(jí)電能質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足110kv及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測的要求 | 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 | 具有全電量測量,諧波畸變率、分時(shí)電能統(tǒng)計(jì),開關(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 | |
6 | 電動(dòng)汽車充電樁 |
AEV200-DC60S AEV200-DC80D AEV200-DC120S AEV200-DC160S |
輸出功率160/120/80/60kW直流充電樁,滿足快速充電的需要。 | 充電樁運(yùn)營和充電控制 | |
7 | 輸入輸出模塊 | ARTU100-KJ8 | 可采集8路開關(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
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)可以通過對(duì)電池、管理系統(tǒng)系統(tǒng)的全面優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)。未來,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):
【1】劉瀏,喻小寶,盧娜.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[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2023,13(10):258-260.
【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)容量優(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)
審核編輯 黃宇
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充電站
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能源服務(wù)
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