01
场景定义
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随着电动汽车的快速普及,对充电设施的需求也在增加。然而,不同的充电场景对充电设施有不同的需求。因此,在规划充电设施时,我们需要考虑不同的场景和需求。
首先,我们需要确定充电场景。不同的场景,如城市、高速公路、公园等都有不同的需求。在城市场景下,私家车是主要的,所以即插即用的慢充桩可以满足需求,保护电池。在高速场景下,长途汽车主要需要大量的快速充电桩来满足时间紧迫的需要。根据白皮书,超过70%的用户认为高速服务区的充电排队时间太长,近50%的用户认为功率太小,需要更多的快速充电桩。
然而,场景的划分并不是很清楚,有时需要考虑多个场景中的需求叠加,所以我们需要考虑实际负荷,以配置容量和功率。
02
系统介绍
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常见的光存储和充电系统一般包括平台服务系统、充电系统、配电系统和安全系统四个主要部分。其中,平台服务系统是整个系统的核心,包括系统监控、数据采集、远程控制等功能。通过平台服务系统,可以实现光存储和充电系统的实时监控和管理,以确保系统的正常运行,提高充电服务的效率。
充电系统是光储充系统的主要设备,包括逆变器、光伏组件、电池、充电桩等。光伏板是光储存系统的核心组成部分。配电系统主要包括变压器、开关柜、电缆等设备。光储充系统产生的电能可以通过配电系统合理分配和调节。安全系统主要包括视频监控、报警系统等。充电设备可通过安全系统进行实时监控和管理,及时发现和解决可能存在的安全隐患。
03
策略制定
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3.1 自用模式
该模型的主要目标是利用光伏发电的电能,优先给电动汽车充电。例如,在商场的停车场,晚上有大量的电动汽车进入,此时光伏发电已经很弱。因此,有必要在光伏发电高峰期储存一定的电量,并在夜间高峰期使用。此外,大量电动汽车的接入也会导致负载冲击,需要使用储能设备来缓冲和调节负载。当光伏充足时,电池可以优先给电动汽车充电,多余的电能可以储存在电池中,以满足早晚的供电需求。同时,光储充系统还需要考虑光伏接入容量、电池充放电功率、光伏发电与电动汽车用电量的关系,以制定最优化的战略规划。
3.2 应对分时电价模式
为了鼓励用电端尽可能保持用电平衡,不同地区在不同时间段采用不同的电力收费价格。对于电动汽车充电桩,充电价格在高峰期上涨。此时,光伏充电系统可以在光伏能量溢出时储存能量,并在充电高峰期使用。光储充系统的建设需要考虑峰谷价差和用电高峰,如峰值价格1.14,谷期价格0.31,峰谷价差超过80美分。同时,峰值价格处于电动汽车充电高峰期,可以获得更大的收入。与自发自用不同,分时电价是价格响应。
3.3 备用模式
备用电源的需求主要包括三类。首先是刚性需求。由于变压器容量有限,供电成本高,需要储能来扩大容量,以降低变压器的压力。二是应急需求。例如,在夏季限电时,备用电源可以支持电动汽车的充电需求。同时,光储充系统也是一种微电网,也可以支持离网模式下的重要设备。第三类是纯离网场景,需要配置更多的电池容量,以确保满足不同时间段的功率需求。
3.4 需求管理和动态扩容
需求是指电网公司每隔一段时间就会检测工厂的购电功率是否超过报告的需求值,超过的话会收取额外的费用。此时,储能系统可以检测并网点的功率。一旦接入大量充电桩,购买的功率将快速超过需求,储能将被放电,以避免额外收费。动态容量增加是指当工厂购买的电源超过变压器容量时,电池释放储存的备用电源,降低峰值功率,降低变压器容量增加的成本。当大量接入电动汽车充电桩时,这种场景更为常见。这类电站的建设需要考虑系统功率,以满足充电桩的使用需要。同时,还需要设置响应模式,当购买电源超过设定值时,电池可以自动放电。此外,EMS软件的设计,如轮流充电桩充电、降低充电功率等,也可以减少瞬时从电网购买的电量。
04
核心功能
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4.1 并离网切换
正常情况下,负载会从电网中取电,但当电网突然断电时,系统会自动切换到电池供电,并迅速断开与配电网的连接,从而保证不会形成孤岛,对电网维修人员造成伤害。
4.2 电池预留
通过设置电池的DOD,即电池的放电深度,当电池电量低于此DOD时,只能充电,不能放电,从而实现电源保留。这样,储能系统可以及时响应充电桩的用电高峰,满足分时电价、需求管理、动态扩容等场景的需求。
4.3 三相不平衡输出
由于部分大功率充电桩为单相,电网为三相,其中一相可能相对充电功率较大,部分地方电网需要满足三相平衡。因此,储能系统需要具有三相不平衡输出或不平衡充电功能,以满足不同负载的需要。
4.4 负载监控
储能系统还需要具备负载监控等功能,以实时监控和数据分析电力和收入。这部分可以开发的功能有很多,如电力收入、碳收入等。此外,以下功能也是一些特殊场景下常见的光存储充电站所需的功能。
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商业前景
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多种应用场景意味着多种商业模式。未来光储充成为光储充放后,就可以进入电力交易市场,实现电力辅助服务,甚至获得碳交易。此外,光储充还可以与新兴技术相结合。例如,利用人工智能技术进行数据分析,实现光伏发电、企业负荷、电价等因素的智能预测,优化调度系统能量。此时的策略并不局限于简单的自发自用或分时电价,而是一种更复杂、更经济的运行模式。另一个例子是直流微网。在现阶段,光存储直接柔软也是一个热门话题。然而,由于标准相对滞后,直流负载没有广泛的定义,因此没有广泛的应用。然而,在未来,这也是一个与光存储强化相关的领域。
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