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微电网储能系统电动汽车充放电站

作者:快乐28 发布时间:2020-08-13 18:04 点击数:

  日前中汽协发布2017年1-11月,新能源汽车产销分别完成63.9万辆和60.9万辆,同比分别增长49.7%和51.4%。截止11月底,我国新能源汽车保有量达169.9万辆。而从全产业链协同推进的角度来看,在充电基础设施领域,目前我国共建成公共充电桩约19.5万个,加上私人充电桩数量,总的车桩比约为4:1,还无法满足新能源汽车的正常充电需求。

  尽管充电设施建设还有待继续加强,但经过近两年浮躁、冒进之后,充电设施行业已日趋理性,特来电于德翔董事长在一场论坛上指出,“一车一桩”路线是错误的,未来要建设智能,环保,可控制的充换电网络系统。笔者深以为然,如何建设高效,合理分布,充分使用的集中式充电站或者说充换电网络系统尤为重要。这里特别推荐一种说新不新,但很有参考意义的充电站建设模式-微电网储能系统电动汽车充放电站(以下简称储能充放电站)。

  储能充放电站主要由储能充放电模块和控制系统组成,储能充放电模块实现对储能电池、电动汽车电池和交流电网或光伏直流微网之间的能量转换,控制系统实现对电池在线监测管理和对储能充放电模块的控制。在集装箱式的机柜内,由电池组和储能充放电模块及相应的控制系统,和充电控制系统的配置,组合成电动汽车充放电储能系统。系统采模块化设计,最大充放电功率和储电容量可以根据需求通过增减充放电模块、电池容量来调整,满足各类不同应用场景的需求。

  其实这也是一个智能的微电网系统,以储能为中心,形成一个可控、环保、经济适用的充放电网络,在不改变配电网的前提下,系统可实现:电网对电动汽车充电;储能;储能电池对电动汽车充电;储能电池向电网售电;电动汽车向电网售电五大功能。形成一个生态型微电网充放电体系。

  随着社会经济的发展,电力的供、需矛盾愈加突出,一天24小时用电量变化很大,但为应付一天中的高峰需求,供电厂是按高峰时间的需求来设计生产规模或供电能力的,在非高峰时间部分设备是停转闲置的。所以,高峰时间供电的边际成本较高,而非高峰时间的边际成本较低,从而形成用电量的峰谷差别,为均衡电力供应,降低电厂成本,电网公司实行峰谷电价。

  峰谷电价价差,为实施电储能提供了利润和成本节省空间,长期致力于研究储能充电站的深成晟公司施先生给笔者算了一笔账,以深圳为例:

  深圳市的一般工商业用电收费标准为:峰1.0766元/KW˙H,谷0.2801元/KW˙H。

  “那么此充电站使用电动汽车充放电及微电网储能系统可节省73%以上电费。不同省份电价差不一定相同,但是总体可以节省50-60%以上的费用。”

  可见峰谷电价差对于充电运营企业的影响甚大。储能充电站正好可以将低谷时段的电储存起来,用于高峰时段给电动汽车充电,这样既能配合电网均衡供应,削峰填谷的需求,又能充分利用峰谷电价差,节约成本,提高利润。

  随着电动汽车的快速增长,电网负荷不断增大,势必冲击电网运行效率。而增加配电设备容量,将会涉及变电站建设、线路建设、多部门协调及复杂的施工改造等问题,成本巨大,推动过程缓慢,将不利于电动汽车的推广和普及。

  中国电力科学院教授级高工李相俊说,如果在晚上储能,白天利用存储的电能充电,经过这样的优化调度可以抑制峰谷差、大大减少网损。电网的电通过储能系统的转换,最高可以减轻国家电网80%的负担。这样一来小区,商业区,甚至工业区在配网容量富余不足的情况下,也能安全可靠的建设充电站,满足日益增长的电动汽车充电需求。

  截至17年上半年,全国光伏发电装机容量达到10182万千瓦,其中:光伏电站8439万千瓦,分布式光伏1743万千瓦,全国光伏发电量518亿千瓦时,同比增加75%。清洁的新能源电力就应该为绿色环保的电动汽车充电,也可以成为消纳弃光弃风发电资源的主要途径。光储充模式一直是行业讨论的焦点,目前国内有少数示范光储充一体化充电站运行良好。

  分布式光伏尤其适合与充电站结合,今年分布式能源已超过100%的速度在发展,在商业园、工业园、商用住宅等建筑屋顶上建光伏,这样规模化的光伏建设,产生的能量足够满足充电站的使用, 独立形成一个微电网系统。为那些没有电网资质的民资或个体企业, 尤其是有集中充电需求的新能源物流车和电动汽车租赁企业的最好选择,因为分布式光伏储能充电站既不需要大面积的土地建站,也没有电网接入的问题,“在地发电,就地消纳”。同时根据需求与公共电网智能互动,实现并网、离网两种不同运行模式;甚至可以参与公共电网调峰调频、削峰填谷等辅助服务。“未来,光储充一体化甚至可以作为智慧高速的配套设施,支撑智能路网、智能电网、智能信息网的三网融合发展。”

  国内动力电池的首批退役高峰即将到来,以100万辆电动汽车估算,一辆车配备20kw/h的电池,未来将陆续有20GW/h的锂离子电池退役。如果能二次利用退役的锂离子动力电池,建设低成本的储能系统,不仅能通过峰谷价差取得良好的经济效益,还能避免环境破坏和资源浪费,取得良好的社会效益。而随着充电桩规模化的建设,和储能充电站相结合,不仅有助于进一步降低建设成本,更能使得电动汽车-动力电池-储能-光伏-充电站,五位一体,走上更加绿色环保的良性循环之路。

  微电网储能系统电动汽车充放电站,通过峰谷价差的利润空间,在电网现有容量下,做好调峰调频,缓解输配电扩容压力,最大限度的做到均衡用电,最大限度的保障电网的稳定性;更能够与新能源电力相结合,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用电负荷相平衡,还可以售电给电网;因此统一考虑储能系统、电动汽车充电站与配电网富余容量,以及分布式光伏新能源的联合规划,既可以满足充电需求,又能够提高方案实施的经济性、适用性和可靠性。必将成为未来电动汽车充电模式的主要选择。

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