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光储充一体化项目,应用模式与关键技术的核心密码

电动汽车的火爆现状

现在电动汽车可太火了,简直就像坐上了火箭,一路 “狂飙”!走进各大商场,你会发现电动车展厅一家挨着一家,什么品牌都有,好像商场都快被它们 “占领” 了。走在马路上,停车场里,形形色色的电动汽车也是随处可见,数量越来越多。 

2024 年,电动汽车的年销售量简直是突飞猛进,已经和传统燃油车相差无几。相关数据显示,2024 年新能源乘用车累计零售 1090 万辆,传统燃油车累计零售 1199 万辆 ,两者差距越来越小。照这个趋势发展下去,预计在 2025 年,电动汽车就能成功超越传统燃油车,成为市场上的 “销量担当”。

充电设施的紧迫需求

随着电动汽车越来越多,充电设施的完善变得特别重要。根据国家能源局近期发布的数据,截至 2024 年底,我国电动汽车充电设施总数达到 1281.8 万台,同比增长 49.1%,这增长速度够快吧! 现在市面上主流的直流充电桩,额定功率有 60kW、120kW、240kW 等,部分厂家发布的新一代直流快充,额定功率更是高达 800kW。大功率直流充电桩虽然充电速度快,但是也带来了问题,它的接入让部分地区的配电网有点 “吃不消”,供电能力不足 。就好比一个小水管,突然要它在短时间内流出大量的水,肯定是有压力的。

光储充模式大揭秘

为了解决这些问题,一种新的模式 —— 光储充模式出现了。一些工业用户或园区安装了分布式光伏、分布式储能和充电桩,基于光储充模式建设一体化项目,把光、储、充 “融合” 在一起 ,这样做能提升能源利用效率,还能实现经济效益和社会效益的最大化。 光储充模式,简单来说,就是把分布式光伏、分布式储能、直流充电桩、交流充电桩等元素,都接入配电变压器 380V 母线 。就好比把家里的各种电器都连接到同一个总插座上,不过这里连接的是发电、储电和用电的设备。 

分布式光伏就像是一个小型的太阳能发电站,它能把太阳能转化为电能。当阳光充足的时候,光伏板就开始工作,产生电能。分布式储能则像是一个大的 “充电宝”,在电能多余的时候,把电能储存起来,等需要的时候再释放出来 。

充电桩就是给电动汽车充电的设备,有直流充电桩和交流充电桩,直流充电桩充电速度快,就像给手机快充一样;交流充电桩充电速度相对慢一些,类似普通充电。 还有一个很重要的部分,就是微网 EMS 系统。它就像是整个光储充系统的 “大脑”,通过和光伏逆变器、充电桩、PCS(储能变流器)、BMS(电池管理系统)等进行通讯,来掌握整个系统的运行情况。

它会对各个设备的数据进行分析,然后制定出能量管理策略,实现光 - 储 - 充及网 - 荷协调控制,让整个系统和配电网友好互动 。比如,当光伏发的电太多用不完时,EMS 系统就会指挥储能设备把多余的电储存起来;当充电桩需要大量用电,而光伏发的电不够,电网供电也紧张时,EMS 系统就会让储能设备放电,给充电桩供电 。

不同场景下的光储充应用

光储充模式在很多场景都有应用,像工业园区、商业综合体、城市充电站、高速公路充电站等,都能发挥它的优势,实现能源的 “互济互补” 。下面就给大家讲讲工业园区和城市充电站这两个典型场景里,光储充模式是怎么运行的。

工业园区的光储充

在工业园区里,分布式储能就像是一个会赚钱的 “小能手”。大家都知道,工商业用电有峰谷电价差,简单来说,就是用电低谷的时候电价便宜,用电高峰的时候电价贵 。储能就利用这个差价来盈利。它的配置方法和常规工商业储能差不多,要结合当地的电价政策,再看看园区典型日的负荷曲线,这样就能确定储能该配置多大的规模 。比如说,在分时电价低谷或者平段的时候,储能就开始充电,把电能储存起来;等到分时电价高峰的时候,它就把储存的电放出来,供园区使用 。这样一来,在高峰时期就不用花高价从电网买电,能省下不少电费。 还有,现在政策对部分工商业用户分布式光伏余电上网模式有点 “收紧” 了。以前,光伏发的电用不完还能卖给电网,现在不太行了。不过别担心,通过光储耦合就能解决这个问题,还能提升综合经济性。当光伏发的电太多,园区用不完的时候,就可以把多余的电充到储能设备里存起来;等分时电价高峰,用电成本高的时候,再把储能里的电放出来用,这样就能更合理地利用能源,降低用电成本 。

城市充电站的光储充

在一些老城区或者供电紧张的地区,电网公司的变电站可犯了难,供电能力不足,线路通道也很紧张 。就像一个小水管,要给很多人供水,压力特别大。这时候,建设光储充一体化电站就成了解决电力供应不足的好办法。 储能配置容量可不是随便定的,主要得根据充电桩输出功率和电网送电能力的差值来确定 。比如说,充电桩输出功率是 100kW,电网能提供的送电能力只有 60kW,那差值就是 40kW,这就需要储能来补充这部分电力 。 一般在充电桩没有车充电的时候,或者分布式光伏发电富裕的时候,分布式储能就开始充电 。就好比充电宝在空闲的时候充电,以备不时之需。当充电桩充电功率大于配电网送电能力时,储能就开始放电,给充电桩供电,保证电动汽车能顺利充电 。这样一来,光储充一体化电站就能在电网供电不足的情况下,保障城市充电站的正常运行,让电动汽车车主不用担心充不上电 。

V2G 模式:未来的新希望

还有一种很有前景的模式,叫 V2G 模式。在这种模式下,充电桩和充电汽车一起协同工作,就像是一对配合默契的伙伴,具备储能的充放电特征 。简单来说,就是在用电低谷的时候,电动汽车可以从电网充电,把电能储存起来;到了用电高峰,电动汽车又能把储存的电反向输送给电网,就像一个移动的 “充电宝” 。这可是未来配电网高质量发展的主要手段之一,对电网的调节作用可大了。 2024 年 7 月,国家发改委等三部门联合印发了《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027 年)》,这个文件明确提出要加强电动汽车与电网的融合互动,还研究完善电动汽车充电分时电价政策,探索放电价格机制,推动电动汽车参与电力系统互动 。这就为 V2G 模式的发展指明了方向,提供了政策支持。 虽然目前 V2G 技术还面临一些挑战,比如设备成本高、电网调度复杂等 。但随着电动汽车电池寿命的延长、商业模式的不断健全、计量机制的逐步建立、调用技术的日益成熟,基于 V2G 技术的光储充项目肯定能实现对配电网的有力支撑和精准调节,让配电网运行更加灵活、高效 。相信在不久的将来,V2G 模式会得到更广泛的应用,为我们的能源利用带来新的变革 。

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