安科瑞 劉秋霞

　　摘要：文章概述了光儲(chǔ)充一體化電站系統(tǒng)的內(nèi)涵，并從光伏發(fā)電技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、充電技術(shù)和多能源協(xié)同控制技術(shù)等方面，分析了光儲(chǔ)充一體化電站的核心技術(shù)，以期為未來(lái)低碳能源的**利用和綠色經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供新的思路。

　　關(guān)鍵詞：新能源；光儲(chǔ)充一體化電站；光伏發(fā)電；儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　0 引言

　　近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速，為充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。光儲(chǔ)充一體化電站應(yīng)運(yùn)而生，將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能與電動(dòng)汽車(chē)充電三者有機(jī)結(jié)合，既能為電動(dòng)汽車(chē)提供綠色能源，又能提高新能源的利用效率。當(dāng)前，光儲(chǔ)充一體化電站不僅具有降低能源成本、提高能源利用效率的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還在分布式能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

　　1 光儲(chǔ)充一體化電站系統(tǒng)概述

　　光儲(chǔ)充一體化電站系統(tǒng)是一種集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及電動(dòng)車(chē)充電于一體的新型能量管理系統(tǒng)，其主要功能是利用光伏模塊將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，再由儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存和分配電能。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以對(duì)電動(dòng)車(chē)進(jìn)行充電。光儲(chǔ)充電站除了具有發(fā)電的作用外，還可以有效均衡用電和供給、提高能源利用效率和實(shí)現(xiàn)能源管理的智能化。其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)利用光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，具有清潔、**、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種可持續(xù)、低碳的新能源。

　　作為光儲(chǔ)充一體化的重要組成部分，能量存儲(chǔ)是解決光儲(chǔ)系統(tǒng)不穩(wěn)定的重要手段。儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)存儲(chǔ)過(guò)剩的電量，在峰值時(shí)段將其釋放出來(lái)，為充電設(shè)備及其他負(fù)荷提供連續(xù)的電力供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷均衡。充電站是連接電動(dòng)車(chē)與電網(wǎng)的紐帶，對(duì)電動(dòng)車(chē)進(jìn)行直流或交流充電，并與儲(chǔ)能系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程中電能利用的*大化。在為電動(dòng)車(chē)提供一種綠色、低成本的能源解決方案的同時(shí)，降低了對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴(lài)。

　　2 光儲(chǔ)充一體化電站的核心技術(shù)

　　2.1 光伏發(fā)電技術(shù)

　　2.1.1 光伏組件選型與安裝技術(shù)

　　在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件作為其核心構(gòu)件，其選型與安裝技術(shù)的恰當(dāng)與否直接關(guān)系到系統(tǒng)的發(fā)電效率及其運(yùn)行穩(wěn)定性。特別是在光儲(chǔ)充一體化電站中，光伏組件的選擇與安裝是否科學(xué)合理，成為確保電站**運(yùn)行的關(guān)鍵因素。光伏組件包括晶硅電池和薄膜電池，其中晶硅電池又可細(xì)分為單晶硅和多晶硅。單晶硅光伏組件具有較高的轉(zhuǎn)換效率和較長(zhǎng)的使用壽命， 適用于空間受限的環(huán)境。

　　盡管多晶硅組件的轉(zhuǎn)換效率略低，但成本相對(duì)較低，具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。薄膜電池則在低光效應(yīng)和弱光環(huán)境下的表現(xiàn)更為優(yōu)異，但其轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。因此，在光儲(chǔ)充電站的建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的預(yù)算、地理位置、氣候條件及空間限制等多方面因素，綜合考量以選取*適宜的光伏組件類(lèi)型。

　　光伏組件的安裝位置、安裝角度等因素直接影響其接受光照的效果和發(fā)電效率，通常需要考慮到當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、日照路徑等因素，才?大限度地保證光照的持續(xù)時(shí)間與角度。常用的安裝方法有固定傾斜安裝、跟蹤系統(tǒng)安裝等，其中固定傾斜安裝方式較為簡(jiǎn)單，維修成本較低，但是發(fā)電效率較低，而跟蹤系統(tǒng)可以對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以*大地提高發(fā)電效率，但是需要更高的費(fèi)用。另外，為了防止熱斑效應(yīng)或其他不利的因素，還需要考慮通風(fēng)狀況、積塵、遮擋等方面。

　　2.1.2 光伏組件發(fā)電效率的影響因素與優(yōu)化

　　為了達(dá)到*大的發(fā)電效率，需要在光照較好的地方建立光伏電站，并在光伏電池板上安裝一個(gè)光伏追蹤系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)部件傾斜角度，使之始終對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，增加照明的利用率。光伏組件的工作溫度是影響其能量轉(zhuǎn)換效率的重要因素，高溫會(huì)降低電池使用效率。為降低溫差對(duì)發(fā)電效率的影響，需在機(jī)組內(nèi)設(shè)置合理的通風(fēng)條件，并采取有效的散熱措施，或采用冷卻系統(tǒng)或熱管理等方式對(duì)機(jī)組表面進(jìn)行溫度調(diào)控。

　　光伏組件表面的灰塵、落葉等雜物，會(huì)影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率，因此需要對(duì)其進(jìn)行周期性清洗，以保證電池的**發(fā)電。另外，建筑物、樹(shù)木等遮擋物對(duì)光伏組件的集光效應(yīng)也有一定的影響。

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣連接方式、逆變器的效率、組件的匹配等直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率，采用**率的逆變器并對(duì)其進(jìn)行合理的布線(xiàn)設(shè)計(jì)，可以有效地降低電能損耗。同時(shí)，保證各模塊電參數(shù)的一致性，避免由于部件特性不同而產(chǎn)生的發(fā)電損失。

　　2.2 儲(chǔ)能技術(shù)

　　2.2.1 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的種類(lèi)與選擇

　　根據(jù)電化學(xué)技術(shù)的不同，常見(jiàn)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)種類(lèi)包括鋰離子電池、鈉硫電池、鉛酸電池等，每種類(lèi)型都有其特性和應(yīng)用場(chǎng)景。鋰電池是目前*廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)能電池，具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、較快的充放電速度等優(yōu)勢(shì)。鋰電池的體積小、效率高，非常適合在光儲(chǔ)充電站中使用，然而，其成本較高，且存在一定的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，需采取適當(dāng)?shù)墓芾砗捅Ｗo(hù)措施。鈉硫電池具有較大的能量存儲(chǔ)容量，適合大規(guī)模的儲(chǔ)能應(yīng)用，其特點(diǎn)包括**率、長(zhǎng)壽命及環(huán)保性較好。

　　鈉硫電池的工作溫度較高約為 300 ℃，通常用于需要大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的場(chǎng)景，如電網(wǎng)平衡和負(fù)載管理，但在空間有限的光儲(chǔ)充電站中應(yīng)用相對(duì)較少。鉛酸電池具有技術(shù)成熟、成本低廉的優(yōu)勢(shì)，但其能量密度較低、使用壽命較短，且對(duì)環(huán)境有一定的影響。鉛酸電池主要應(yīng)用于對(duì)成本敏感的場(chǎng)景，但隨著鋰電池的技術(shù)進(jìn)步和成本下降，其在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸減少。在光儲(chǔ)充電站中，鋰離子電池因其**、靈活和適應(yīng)性強(qiáng)，通常是儲(chǔ)能技術(shù)，鈉硫電池和固態(tài)電池則適用于需要高容量?jī)?chǔ)能或特定技術(shù)場(chǎng)景的項(xiàng)目。

　　2.2.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行策略

　　光伏發(fā)電具有波動(dòng)、間歇性等特點(diǎn)，要求既要有充足的存儲(chǔ)容量，又要有充足的能量滿(mǎn)足快速負(fù)荷的需求。根據(jù)不同的儲(chǔ)能需求，設(shè)計(jì)多階段的儲(chǔ)能體系，短期的功率波動(dòng)可通過(guò)超級(jí)電容或飛輪儲(chǔ)能來(lái)解決，中長(zhǎng)期的儲(chǔ)能需求可通過(guò)鋰或鈉硫電池等長(zhǎng)期儲(chǔ)能方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。將多種能量存儲(chǔ)方式結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速、穩(wěn)定運(yùn)行。智能能量管理系統(tǒng)是光儲(chǔ)充一體化發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，它能夠依據(jù)負(fù)荷需求、光伏發(fā)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

　　智能能量管理系統(tǒng)能夠釋放在高峰用電時(shí)將存儲(chǔ)的電量，在光照較強(qiáng)的時(shí)候再對(duì)其進(jìn)行充電，以達(dá)到*大的經(jīng)濟(jì)效益。儲(chǔ)能系統(tǒng)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，特別是鋰電池，過(guò)熱會(huì)降低能量存儲(chǔ)單元的效率，甚至引發(fā)安全事故。為了保證蓄電池在安全的環(huán)境下正常工作，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)需要有良好的散熱控制系統(tǒng)。另外，電池管理系統(tǒng)還對(duì)電池的電壓、電流、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免發(fā)生過(guò)充、過(guò)放電等情況。

　　2.3 充電技術(shù)

　　2.3.1 直流快充與交流慢充技術(shù)的比選

　　直流快充通過(guò)將交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電，快速為電動(dòng)汽車(chē)的電池充電，通?？梢栽?0.5 ～ 1 h內(nèi)將電池充滿(mǎn) 80%。因此，適合需要快速補(bǔ)充電量的場(chǎng)景，如高速公路服務(wù)區(qū)、城市公共充電站等。直流快充的功率較高，通常在 50 ～ 350 kW，部分新一代超快充電樁的功率甚至更高，由于其高功率需求，快充站的電力基礎(chǔ)設(shè)施需要較大的容量和更強(qiáng)的電網(wǎng)支持。直流快充技術(shù)設(shè)備較復(fù)雜、安裝成本高，但其充電效率高、時(shí)間短，適合用戶(hù)追求快速充電的場(chǎng)景，盡管建設(shè)成本高，但隨著電動(dòng)車(chē)保有量的增加，快充站逐漸成為必需的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　交流慢充是指為電動(dòng)車(chē)提供交流電，利用車(chē)載充電器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，一般要 6 ～ 8 h才能充滿(mǎn)電，適用于長(zhǎng)期停車(chē)的場(chǎng)合，如家庭、辦公室等。交流慢充所需的功率比較小，通常為 3 ～ 22 kW，因?yàn)槠涔β市?，所以?duì)電網(wǎng)負(fù)載的需求不大，適用于停車(chē)時(shí)間長(zhǎng)，充電頻率低的場(chǎng)合。交流慢充樁具有造價(jià)低廉、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，是普通家庭和企業(yè)用戶(hù)普遍采用的一種充電方式，具有較長(zhǎng)的充電時(shí)間，但是對(duì)電網(wǎng)的需求不高，因此適用于小區(qū)、停車(chē)場(chǎng)等大規(guī)模的低速充電場(chǎng)景。

　　2.3.2 充電樁布局設(shè)計(jì)與功率需求

　　充電設(shè)施的布局要考慮到電動(dòng)車(chē)的行駛軌跡，在交通樞紐、購(gòu)物中心、辦公區(qū)域等區(qū)域內(nèi)，合理布置充電樁，小區(qū)和其他人口密度較大的地區(qū)，便于使用者迅速尋找充電地點(diǎn)。為滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間駕車(chē)的車(chē)主對(duì)車(chē)輛的快速充電要求，高速公路服務(wù)區(qū)還需配備直流快充樁。根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)各地區(qū)進(jìn)行合理布局，以避開(kāi)地域上過(guò)分密集和稀疏的情況，城區(qū)中心可適當(dāng)加大充電樁的數(shù)量，以減輕高峰時(shí)段的用電需求。

　　在城鄉(xiāng)接合部、農(nóng)村地區(qū)，可與長(zhǎng)期停車(chē)的停車(chē)場(chǎng)相結(jié)合，設(shè)置慢充點(diǎn)，以滿(mǎn)足用戶(hù)的長(zhǎng)期需要。特別是在電網(wǎng)容量受限的區(qū)域，光儲(chǔ)充電站需要與儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行合理的匹配，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)在非用電高峰期間進(jìn)行存儲(chǔ)電能，為充電高峰時(shí)刻提供附加用電支撐。減少對(duì)電網(wǎng)的影響，提高電站運(yùn)行效率。

　　由于直流快充樁的動(dòng)力比較大，因此對(duì)其供電容量提出了更高的要求，一臺(tái) 50 kW 的快充樁可供 5 臺(tái)車(chē)充電，其所需電能*少為 250 kW。因此，在大規(guī)模的公用充電站建設(shè)中，既要保證有充足的負(fù)載容量，又要在用電低谷時(shí)利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，降低*大負(fù)荷。交流慢充樁功率小，適用于小區(qū)、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所，單根慢充樁可輸出 3 ～ 22 kW。

　　從供電要求來(lái)看，慢充電站對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷不大，但是在多個(gè)慢充電站同時(shí)采用時(shí)，仍然需要做好供電方案的規(guī)劃，避免局部電力不足的情況。對(duì)快充樁和慢充樁的配比進(jìn)行合理規(guī)劃，按客戶(hù)要求進(jìn)行動(dòng)力分配，在交通流量大、充電需求迫切的區(qū)域，可適當(dāng)增設(shè)快充樁，而在需要長(zhǎng)期停放的地方，緩慢充電可以滿(mǎn)足需要。

　　2.3.3 車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與充電系統(tǒng)智能化管理

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)是一種將電動(dòng)汽車(chē)、充電樁、電網(wǎng)、云平臺(tái)等連接起來(lái)的一種新技術(shù)，它能夠與充電設(shè)備進(jìn)行交互。車(chē)聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)充電狀態(tài)的控制，預(yù)約充電時(shí)間，查詢(xún)充電站點(diǎn)的位置，為用戶(hù)提供方便快捷的充電服務(wù)，充電站運(yùn)營(yíng)方還能利用車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)充電管理的優(yōu)化。

　　該智能管理系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量和客戶(hù)充電要求，對(duì)充電樁進(jìn)行合理的配置。例如，在用電高峰期，可以對(duì)某些汽車(chē)進(jìn)行一定程度的充電，或者對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先供電，降低負(fù)載在電網(wǎng)上的壓力。基于分時(shí)定價(jià)策略的智能管理系統(tǒng)，用于指導(dǎo)客戶(hù)在低價(jià)格時(shí)段進(jìn)行充電，既能減少用戶(hù)充電費(fèi)用，又能減輕高峰時(shí)段給電網(wǎng)帶來(lái)的影響，同時(shí)也能*大限度地優(yōu)化供電資源配置。

　　該智能管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)充電樁出現(xiàn)的故障或異常狀況，縮短停車(chē)時(shí)間，提高充電設(shè)備的利用率和維修效率。車(chē)聯(lián)網(wǎng)可使車(chē)輛與電網(wǎng)之間的雙向互動(dòng)，在空閑狀態(tài)下，可將車(chē)內(nèi)蓄電池的電量反饋至電網(wǎng)，達(dá)到能量雙向流通。

　　2.4 多能源協(xié)同控制技術(shù)

　　通過(guò)對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)充電需求、電網(wǎng)負(fù)荷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源供需的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于分布式電源的動(dòng)態(tài)調(diào)度方法。在多能互補(bǔ)系統(tǒng)中，應(yīng)以光伏發(fā)電為主，在日照充足的情況下，利用光伏系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)車(chē)進(jìn)行充電，當(dāng)光電功率過(guò)剩時(shí)，能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)會(huì)對(duì)其進(jìn)行充電并儲(chǔ)存。

　　在夜晚或者光線(xiàn)較暗的情況下，通過(guò)蓄電池放電來(lái)對(duì)電動(dòng)車(chē)的供電，從而*大限度地降低了對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)。在高負(fù)荷情況下，多能互補(bǔ)系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)光伏、儲(chǔ)能等方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，緩解電網(wǎng)壓力。相反，在電網(wǎng)負(fù)荷很小的情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)則可以通過(guò)存儲(chǔ)過(guò)剩的電能，使能量供需達(dá)到均衡，達(dá)到對(duì)電能的合理配置。

　　結(jié)合智能管理系統(tǒng)，對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站等能量流動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行反饋調(diào)整，保證系統(tǒng)穩(wěn)定**地工作。一旦其中一方的能量變動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)立刻調(diào)用其他的能量源來(lái)補(bǔ)足，以保證能源的均衡。分布式能量系統(tǒng)采用分布式控制器與中央?yún)f(xié)調(diào)控制器相結(jié)合的方式，以保證多能系統(tǒng)的協(xié)同工作。

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)是調(diào)控體系中的關(guān)鍵一環(huán)，其主要功能是對(duì)剩余電量進(jìn)行蓄能，并在充電高峰或高負(fù)荷時(shí)對(duì)蓄能進(jìn)行放電，保證能源的有效使用和整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　3 光儲(chǔ)充一體化電站的未來(lái)展望

　　光儲(chǔ)充一體化電站在未來(lái)能源領(lǐng)域的發(fā)展前景廣闊，其核心在于實(shí)現(xiàn)更**、可靠、環(huán)保的能源供應(yīng)。隨著太陽(yáng)能電池效率的持續(xù)提升和成本的進(jìn)一步降低，光伏發(fā)電將更加**和經(jīng)濟(jì)，使光儲(chǔ)充一體化電站在各種環(huán)境下的應(yīng)用更加廣泛。特別是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、多結(jié)合太陽(yáng)能電池等新型**率太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展，將大幅提升光伏組件的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)一步推動(dòng)光儲(chǔ)充一體化電站的效率和成本效益。在儲(chǔ)能技術(shù)方面，鋰離子電池、液流電池等**儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)和優(yōu)化，將大幅提升儲(chǔ)能容量和壽命，降低成本，這對(duì)于平衡光伏發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性至關(guān)重要，提高了電站的調(diào)峰能力和可靠性。未來(lái)光儲(chǔ)充電站將更多采用智能化的能量管理系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)進(jìn)行能量的**分配和優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源需求的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和響應(yīng)，從而提高能源的利用效率和電站的經(jīng)濟(jì)性。分布式能源系統(tǒng)和微電網(wǎng)的發(fā)展將使光儲(chǔ)充一體化電站在城市和農(nóng)村能源供應(yīng)中扮演更加重要的角色。這種模式有助于提高能源供應(yīng)的靈活性和可靠性，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或?yàn)?zāi)難情況下，能夠提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的全球趨勢(shì)將進(jìn)一步推動(dòng)光儲(chǔ)充一體化電站技術(shù)的創(chuàng)新，特別是在減少碳排放和提高能源利用效率方面。光儲(chǔ)充一體化電站不僅能夠推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和轉(zhuǎn)型，還能在應(yīng)對(duì)氣候變化和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。

　　4 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*大化。

　　4.1 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)。

　　4.2 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*高匹配效能。

　　4.3 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)*大化出力的情況下，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*大功率輸出或儲(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*小為目標(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*少為目標(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*高溫度，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

4.4 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、第三方協(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(chǎng)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。

　　4.5 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(xiàn)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(xiàn)、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(xiàn)、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)。

　　4.6 設(shè)備選型

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，光儲(chǔ)充一體化電站在應(yīng)對(duì)能源波動(dòng)、優(yōu)化電力調(diào)度等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，光儲(chǔ)充電站提高了能源利用效率，增強(qiáng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并支持了低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和智能化管理的引入進(jìn)一步提升了系統(tǒng)性能，優(yōu)化了電力調(diào)度與后期維護(hù)。未來(lái)，隨著政策支持和技術(shù)的不斷進(jìn)步，光儲(chǔ)充一體化電站將在推動(dòng)碳中和目標(biāo)和清潔能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。

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