近年来,在国家双碳战略的推动下,新能源汽车市场呈现爆炸式增长。据统计,截至2023年8月,中国新能源汽车保有量已突破1700万辆。今年1至6月,新能源乘用车销量更是超过300万辆,同比增长超过30%,市场渗透率持续维持在30%以上的高水平。
与此同时,充电桩市场也迎来了显著的发展,各类充电设施如雨后春笋般涌现。然而,充电桩的大规模建设也对电网带来了一定的冲击,如影响配电网负荷曲线、系统电压偏差、网损增加、三相平衡等。
这些问题为“光伏+储能+充电”一体化的发展提供了契机。简单来说,“光储充”技术结合了光伏、储能和充电桩等元素,通过电力电子转换技术形成小型的新型电力系统。该技术能有效解决分布式新能源的随机性和波动性问题,通过储能实现削峰填谷、需求响应等,降低用能成本,同时与电动车的V2G技术结合,探索新的能源利用方式。
那么,“光储充”产业的发展前景如何呢?在政策的引导和支持下,各地纷纷开展光储充一体化项目。据不完全统计,仅2022年,就有21个省份发布了43项相关政策,推动光储充一体化的布局和发展。
例如,国家发改委等十部门联合发布的《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》中,就明确提出了积极推进“光储充放”一体化试点应用的方案。上海市也在其能源发展规划中,提出了建设“光伏+”交通专项工程,包括建设光储充一体化充电站等。
储充一体化系统,作为微电网的典型应用,集成了分布式光伏发电、储能装置、充电设施及智能监控保护系统于一体。该系统利用光伏发电自给自足,通过储能设备在电力需求与供给之间实现灵活调节,不仅解决了充电站对外部电网的依赖,还大大提高了能源利用效率。同时,其智能调度功能能够根据电网状况自动调节充放电策略,参与电网调峰调频,为电网提供辅助服务。
光储充系统组成及方案
分布式光伏发电:作为系统的能量来源,通过屋顶或空地安装的光伏板收集太阳能,转化为电能供充电站使用及储能。
储能系统:包括电池组、储能变流器(PCS)等,用于储存光伏发电产生的多余电能,并在电网故障或电力需求高峰时释放,保障充电站稳定运行。
充电设施:支持快速充电、慢充等多种充电方式,满足不同型号电动汽车的充电需求。
智能监控与保护系统:实时监控系统的运行状态,包括发电量、用电量、储能量等,并自动进行故障预警与保护,确保系统安全可靠运行。
光储充系统投资收益分析
经济效益:长期来看,光储充一体化系统可大幅降低充电站的电费支出,提高盈利能力。同时,参与电网辅助服务可获得额外收益。
环境效益:利用清洁能源减少碳排放,符合国家节能减排政策,提升企业品牌形象。
社会效益:缓解电网压力,提升电网稳定性;优化能源结构,促进新能源产业发展;改善用户体验,提升新能源汽车的普及率。
综上所述,光储充一体化系统以其独特的优势,为解决新能源汽车充电难题提供了新思路。随着技术的不断进步和政策的持续支持,我们有理由相信,这一系统将在推动新能源汽车产业绿色、可持续发展的道路上发挥越来越重要的作用。
AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台,对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配,优化策略,诊断告警,可调度源荷有序互动、能源全景分析,满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求,完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行,为用户降低能源成本,提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应,是虚拟电厂平台的企业级子系统。
图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面
平台结构
系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节,通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、
常规负荷数据,根据负荷变化和电网调度进行优化控制,促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量,使之运行安全。
图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构
平台功能
1.能源数字化展示
通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据,快速了解能源运行情况。
2.优化控制
直观显示能源生产及流向,包括市电、光伏、储能充电及消耗过程,通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳,削峰填谷,平滑系统出力,并显示优化前和优化后能源曲线对比等。
3.智能预测
结合气象数据,历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测,并与实际功率进行对比分析,通过储能系统和负荷控制实现优化调度,降低需量和用电成本。
4.能耗分析
采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量,进行同环比比较,显示能源流向,能耗对标,并折算标煤或碳排放等。
5.有序充电
系统支持接入交直流充电桩,并根据企业负荷和变压器容量,并和变压器负荷率进行联动控制,引导用户有序充电,保障企业微电网运行安全。
6.运维巡检
系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理,并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹,实现运维流程闭环管理。
设备选型
除了智慧能源管理平台外,还具备现场传感器、智能网关等设备,组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系,具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等,可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。