安科瑞 呂夢(mèng)怡

187+0616=2527

?摘要：本文以“雙碳”目標(biāo)為基礎(chǔ)，從電站電池管理能源管理能力管理對(duì)策等方面的關(guān)鍵要點(diǎn)，分析了光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)和綜合能源服務(wù)建設(shè)模式。通過對(duì)這些方面的深入探討，揭示了綜合能源服務(wù)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型過程中的重要性。作為一種多能源互補(bǔ)、一體化的服務(wù)模式，綜合能源服務(wù)能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車充電站的未來發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐，滿足用戶對(duì)清潔、智能、可靠能源的需求。

關(guān)鍵詞：雙碳；光儲(chǔ)充；一體化充電站；能源服務(wù)；建設(shè)模式

0引言

我國對(duì)清潔能源和可持續(xù)發(fā)展的需求隨著“雙碳”目標(biāo)的提出而不斷變加。在此背景下，作為新能源基礎(chǔ)設(shè)施代表的光儲(chǔ)充一體化充電站，為發(fā)展一體化能源服務(wù)建設(shè)模式提供了強(qiáng)有力的支撐。針對(duì)光儲(chǔ)充一體化充電站如何實(shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù)，能量管理、能力管理對(duì)策等方面進(jìn)行分析。旨在通過這些分析，為中國能源轉(zhuǎn)型提供有益的參考，為“雙碳”目標(biāo)提供有益的借鑒。

1基于“雙碳”目標(biāo)的光儲(chǔ)充一體化充電站概述

"雙碳"目標(biāo)是指到2030年碳排放達(dá)到峰值，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，中國政府在應(yīng)對(duì)氣候變化和促進(jìn)綠色能源發(fā)展方面提出的重要目標(biāo)[1]。在此背景下，光儲(chǔ)充一體化充電站成為推廣普及新能源汽車的基礎(chǔ)設(shè)施之一。該充電站集太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電功能于一體，旨在實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、有效儲(chǔ)能、低碳傳輸?shù)哪茉匆惑w化解決方案。一是以太陽能光伏發(fā)電為主要能源來源，直接將太陽光通過光電轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的零排放。這不僅有助于減緩對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴，而且對(duì)于滿足“雙碳”目標(biāo)要求的排放量的削減也大有裨益。其次，儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)這個(gè)充電站起著舉足輕重的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過有效的儲(chǔ)能和釋放，彌補(bǔ)太陽能發(fā)電時(shí)斷時(shí)續(xù)、不穩(wěn)定的特點(diǎn)，保證充電站在沒有陽光照射的情況下，仍能提供穩(wěn)定可靠的電力保障。這種儲(chǔ)能技術(shù)在提高能源利用效率的同時(shí)，也變強(qiáng)了充電站的可靠性和可持續(xù)性，至終電動(dòng)汽車充電功能的充電站為新能源汽車提供了便利的充電服務(wù)。用戶通過先進(jìn)的充電技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成充電，在推動(dòng)更多人使用清潔能源交通工具的同時(shí)，提高了電動(dòng)車的使用便捷性。

2光儲(chǔ)充一體化充電站建設(shè)的基本原則

2.1技術(shù)可行性

建設(shè)光儲(chǔ)充一體化充電站，保證技術(shù)可行性是第一原則。各種技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性和可靠性，都在選擇太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)車充電設(shè)備時(shí)進(jìn)行評(píng)估。太陽能光伏技術(shù)需要在不同區(qū)域的光照條件下保持有效轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)能系統(tǒng)需要具備有效的儲(chǔ)能和釋能能力，而電動(dòng)汽車充電技術(shù)則要滿足不同車型汽車的充電需求，因此，太陽能光伏技術(shù)在應(yīng)用過程中充電站可在實(shí)際運(yùn)行中通過確保各種技術(shù)的可行性，提供持續(xù)可靠的清潔能源服務(wù)[2]。

2.2可持續(xù)性

建設(shè)光儲(chǔ)充一體化充電站，保證可持續(xù)性是另一項(xiàng)基本原則?？沙掷m(xù)性涵蓋了綠色的能源供應(yīng)鏈、保護(hù)環(huán)境生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)。在施工過程中優(yōu)先選用環(huán)保材料，減少施工作業(yè)時(shí)對(duì)環(huán)境的影響。此外，還應(yīng)與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作，在充電站的建設(shè)和運(yùn)營過程中，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，確保工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2.3智能化管理

光儲(chǔ)充一體化充電站建設(shè)原則之三:管理智能化。充電站通過引入先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的能源智能分配。智能化管理，在提高充電站運(yùn)行效率、減少能源浪費(fèi)的同時(shí)，還能提供更便捷的服務(wù)體驗(yàn)。該充電站采用遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化控制技術(shù)，在應(yīng)對(duì)不同用電需求的同時(shí)，更加靈活，為用戶提供更加智能有效的充電服務(wù)。

3基于“雙碳”目標(biāo)的光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)分析

3.1能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在協(xié)調(diào)太陽能光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)車充電功能之間的能量流動(dòng)，以達(dá)到至佳的穩(wěn)定的電力供應(yīng)，是光儲(chǔ)充一體化充電站的關(guān)鍵角色。首先，該系統(tǒng)需要了解目前光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出情況，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)能。該系統(tǒng)通過準(zhǔn)確的能量調(diào)度，靈活分配不同光照條件下的能量，確保太陽能發(fā)電在陽光充足的晴天也能得到至大限度的利用。第二，能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制。儲(chǔ)能系統(tǒng)在能量調(diào)度中起到儲(chǔ)備和釋放的作用，在太陽能不足或電動(dòng)汽車需求激變的情況下，需要提供迅速可靠的能量支持。能量管理系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電放電過程進(jìn)行智能控制，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷及儲(chǔ)能狀態(tài)，確保在需要時(shí)能快速供能，使充電站保持穩(wěn)定供電[4]。綜合來看，能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既需要充分考慮光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)與電動(dòng)汽車充電的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，又需要具有智能調(diào)度、控制等功能。光儲(chǔ)充一體化充電站通過能量的合理分配和儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能控制運(yùn)行，能夠更好地適應(yīng)不同用電條件，提高能效，實(shí)現(xiàn)能源供給的清潔穩(wěn)定。

3.2能力管理對(duì)策設(shè)計(jì)

在光儲(chǔ)充一體化充電站的設(shè)計(jì)中，能力管理對(duì)策的設(shè)計(jì)是為了保證充電站在面臨電站規(guī)模擴(kuò)大、使用需求變大的情況下，依然可以做到永續(xù)經(jīng)營。首先，系統(tǒng)需要具備適應(yīng)未來能源需求動(dòng)態(tài)變化的良好擴(kuò)展性和靈活性。充電站采用先進(jìn)的電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，可與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能對(duì)接，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)能源供給，確保在高峰時(shí)段或突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，為滿足用戶需求，靈活進(jìn)行能源調(diào)配。其次，智能預(yù)測模型的建立是能力管理的關(guān)鍵對(duì)策。該系統(tǒng)通過對(duì)電動(dòng)車的歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)以及使用方式等信息的分析，對(duì)未來的用電需求進(jìn)行提前預(yù)測。這有助于該系統(tǒng)為適應(yīng)氣象條件的波動(dòng)和電動(dòng)汽車充電需求的不確定性，提前做好充電站運(yùn)行計(jì)劃，調(diào)整能源分配策略。能力管理對(duì)策通過準(zhǔn)確預(yù)測、及時(shí)調(diào)整，使充電站在各種情況下都能保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，提供有效可靠的服務(wù)。

4綜合能源服務(wù)建設(shè)模式分析

4.1綜合能源服務(wù)服務(wù)分析

作為一種以多能源互補(bǔ)與集成為核心的創(chuàng)新服務(wù)模式，綜合能源服務(wù)致力于提供的能源解決方案。這一服務(wù)模式涵蓋了通過智能能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些能源的多種能源形式，包括太陽能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車充電等。太陽能作為一種與儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的清潔、可再生的能源形式，與電動(dòng)汽車充電相結(jié)合，形成了一個(gè)有效的一體化能源服務(wù)系統(tǒng)。其核心目標(biāo)是在不斷升級(jí)的能源市場中，在降低、降低環(huán)境影響的同時(shí)，為用戶提供有效、可靠、清潔的能源。這種服務(wù)模式的優(yōu)點(diǎn)在于靈活、。綜合能源服務(wù)可以通過多種能源形式的整合，靈活應(yīng)對(duì)電力需求的波動(dòng)。舉例來說，在太陽能產(chǎn)能豐富的時(shí)期，該系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存多余能量以備不時(shí)之需的同時(shí)，至大程度地利用太陽能發(fā)電。智能能源管理系統(tǒng)的存在可以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度這些能源，保證系統(tǒng)隨時(shí)提供穩(wěn)定電力。此外，這種服務(wù)模式的綜合化，使用戶可以方便地在一個(gè)平臺(tái)上獲得多種能源服務(wù)，使整體使用便捷性得到提升。

4.2綜合能源服務(wù)發(fā)展前景

一體化能源服務(wù)的發(fā)展前景更加廣闊，而其將多能源形態(tài)的服務(wù)特性充分融合，則離不開“雙碳”目標(biāo)的推行。綜合能源服務(wù)有望在未來迎來更廣泛的應(yīng)用，隨著清潔能源技術(shù)的日益創(chuàng)新和成熟。這種服務(wù)模式不僅能為能源系統(tǒng)提供更高水平的整體智能化，還能為實(shí)現(xiàn)城市更智能的能源供應(yīng)目標(biāo)提供切實(shí)可行的解決方案。綜合能源服務(wù)通過將太陽能、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車充電等多種能源形式緊密融合，可以更好地適應(yīng)未來能源需求的多樣性，形成更靈活的能源體系。特別值得注意的是，綜合能源服務(wù)將在電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，隨著電動(dòng)汽車的需求的不斷變長。通過將電動(dòng)汽車充電功能集成到綜合能源服務(wù)中，不僅可以提升城市充電基礎(chǔ)設(shè)施水平，還可以創(chuàng)造更加便利的充電環(huán)境，普及電動(dòng)汽車。此舉將進(jìn)一步促進(jìn)電動(dòng)運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，為綠色升級(jí)的城市運(yùn)輸體系提供強(qiáng)有力的支撐。

4.3典型用戶用能特點(diǎn)分析

一體化能源服務(wù)的用戶群具有直接影響服務(wù)模式設(shè)計(jì)和推廣策略的一系列典型特征。一是這部分用戶對(duì)清潔能源的認(rèn)同度普遍較高，對(duì)低碳、環(huán)保的生活方式積極追求。這體現(xiàn)在他們當(dāng)初選擇能源綜合服務(wù)的初衷，就是希望通過清潔能源的使用，達(dá)到積極為環(huán)境做貢獻(xiàn)的目的。二是典型用戶往往擁有電動(dòng)車，對(duì)電動(dòng)車充電設(shè)施的便利性、可靠性要求更高。這使得一體化能源服務(wù)的設(shè)計(jì)需要在滿足用戶日常生活中對(duì)電動(dòng)交通需求的情況下，充分考慮電動(dòng)汽車充電的場景。另外，一體化能源服務(wù)的用戶對(duì)智能管理能源的預(yù)期通常也比較高。他們希望通過科技手段，至大程度地提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。這就要求一體化的能源服務(wù)擁有先進(jìn)的智能能源管理系統(tǒng)，可以對(duì)用戶的需求做出實(shí)時(shí)反應(yīng)，對(duì)不同能源形態(tài)的變化做出響應(yīng)。典型用戶對(duì)服務(wù)的智能化和高度可控性需求明顯，這將直接影響到技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一體化能源服務(wù)。

5安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

5.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，提升可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.2適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

5.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

、

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

審核編輯 黃宇