_光储充一体化电站建设关键技术研究 .docx

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1、DOI:10.11RA31.ny201.TOftO1.7光储充一体化电站建设关键技术研究曹凌捷（上海电力设计耐液公司，上海200025）摘针对H而6财冲介充电利也悔发火,忡火充电时间较助导较快充站日玻间电网负荷低律期的利IJ制低，而在11间t晌负荷态聊哪跳切1率的短时负荷冲!倒寺点，提出了一郴光伏、储f1.热合克顿i建设的方案，即光储充体化I画.重点对光储充体化电站的建设意义、系统构成、储能电池选型以及自编管理宛珞等方面进亍了分析研5t知K确充一体化恻：储能电也版管理球作“介，曹凌货（1斯一）,男.主要从事变I窗、充电站，储能ItI站设计工作.中8盼美TM464如，扁叫A文必再：2095-I2

2、56（201.7j06（J746tfiKeyTechno1.ogiesintheConstructionofrv,-Storage-ChargingintegratedPowerStationCAO1.ingjic(ShanghaiE1.ectricPcwcrDesignInstituteCo.Ud,Jihanghai2(XX)25.China)AbstracCAocordingtothecharacteristicsofcurrentsing1.echargerinchainingStationjDdUdinghighPOWCrandshortsing1.echa*ctine,rcsu!ti

3、ngin1.owuti1.ization11ucofthefastchargingstationduringthet11ughofthePowC1.oadatnightumdtheShOfHCrmhighIOadimPaC1.duringthePCakPOwar1.oadinthe(iaytinc.ThispaperPmPOSeSaSChCmCfbrthecons(ctionofChargi咚sU(ionsincombinationofPho(c、。Itaie(PV),cncyStorage.andpowerchargingtname1.PVs(oragehctisttiCH).ergysto

4、rageba11erySeteCGOna1.energynanagenD(strategyofthein(eg11edPOWerS1.a(ionKeywords:PV-sto11gc-chargiintegratedpowersuuocncrgystoragebatcry;Cnergymanagementstrategy随君城市化发展，交通煌础设施建设逐步完善，人民生活水平越来越高，8网车保有就越来越大，随之带来的机动车尾气排放对大气污染越来越严重.根据相关研究机构数据表明目前全世界大气污染物排放中，CO2的排放机动车贡献率排名第：.而根据北京相关研究机构对PM25的研究结果表明，机动车尾气排

5、放对大气易造成一次、.次汨央，机动车尾气排放对北京P5贡献率在22.2PMZ.5中三成来源于机动车，汽车尾气成为灰算的“罪魁祸也。汽车用气的排放已经引起越来越多的关注.抑制温室气体排放已成全球共识1997年12月,旨在限制全球温室气体排放的京都议定书多扶得了149个国家和地区代表的通过，并于2005年2月16日正式生效.除美国没有卷署外，其他主要工业国家都已正式签署执行，欧盟各国承诺到2020年将欧组温室气体排放At在1990年基础上减少20%汽车尾气排放已成羽要污染源.为降低二辄化碳持放fit应对全球气候问题.解决资源和环境日益严岐的矛盾，实现社会经济的可持续发展，我国必须实施节能减排策略，

6、而发展新能源汽车（尤其是电动汽车）是国家节能犍排族略的关键环节，随着我国经济社会发展水平的不断提高，汽车保有量持续蛤升.大力发展电动汽车,能终加快居油替代，减少汽车尾气排放，对保傩能源安全、促进节能M排、防治大气污染、推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有显要意义，2012年3月，科技部发布了电动汽车科技发R“十二五”专皴喊,明甯了我国新能源汽车技术的发展方向就是汽车的“纯电狙动”2015年10月.国家发改委、国家能源局、工信部和住建部联合印发了C电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）,提到进一步大力推进充电基础设施建设是当前加快电动汽车推广应用的紧迫任务，也是推进能源消费革命的一项重

7、要战略举措。2015年到2020年需要新建公交车充换电站3848座,出租车充换电站2462座，环卫、物流等专用车充电站2438座，公务车与私家车用户专用充电桩430万个，城市公共充电站2397座，分故式公共充电桩50万个，城际快充站842座。2015年H）月.国务院办公厅发布了国务院办公厅关于加快电动汽车充电荔础设施隹设的指导意见，衣明大力推进充电基础设施建设，有利于解决电动汽车充电难题.是发展新能源汽乍产业的重要保障，对于打造大众创业、万众创新MwJ加公共产品、公共服务“双引擎”，实现段增长、调结构、惠民生具有重要意义。提出了到2015年左右,在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电

8、桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系，满足电动汽车大规模商业化示范能源供给需求。为加快推进新能源汽车产业发展推进节能减排,促进大气污染治理.行必要将充电站建设纳入规划之中,通过时光储充一体化电站的建设意义、系统构成、储能电*也选型以及能出管理策略等方面迸行分析研究，从而得出光储充一体化电站建设关迸技术结论.1光暂充一体化电站设的提出目前电动汽车充电站电源单一，主要采用通过配电网供电形式。站内通常设有多台宜流充电机。因单价自流充电机的功率较大，单次充电时间较短，这一特点导致充电站在晚间电网负荷低谷时期的利用率较低，而在11间电网（A荷高蟾时W1.若有大M电动车同时需要快速充电时，大功率的充

9、电需求将对电网带来短时的负荷冲击，的着充电站建设的大范用开展，这一问鹿势必将影响电网枪定运行，甚至可能戒胁系统安全.光储充一体化电站将光伏、储能和充电站结合建设，利用电池储Ife系统吸收晚间负荷低谷时期的电能.对日间负荷高峰时期快充站用电进行支拉，井加以光伏发电系统进行补充，能修行效平衡快充站的负荷峰谷差,提高系统运行效率，破少负荷高蜂时期的电力系统资源占用，从而达到优行方式，提高运行经济性的口的.2光储充f化电站系统构成光储充一体化电站系统主要包含供配电系统、充电系统、整控系统、储能系统和光伏系统等。充电系统、谛能系统和光伏系统连接0.4kV母线,系统结构如图1所示“ff1.I允HI光一体化

10、电格咬姑构愕2.1 供配电系统供配电系统主要为充电设备提供电源,主要由一次设备（包括开关、变压器及线路等）和二次设备（包括监测、保护和控制装置等）组成.2.2 充电泵统充电系统是整个充电站的核心部分，主要为电动汽车动力电池系统安全自动地充电,主要包括充电机、计费装置等。2.3 ItfiM监控系统主要提供开放、筒便的读取和备份数据的方式，存储设备运行的监测数据.24储能系统储能系统包含储能变流器和电池系统，在夜间用电低谷时将低价电能存入储能电池，白天用电高峰时将电能送人充电站内0.4kY母纹，为电动汽车充电.2.5 光伏来统光伏系统安装与站内屋顶,包含光伏电池板、组申式逆变器等，光伏发电送入站内

11、01kV母投，供站用电负荷.在能麻富裕的情况下，也可将能及送至砧能系统.3H能电池选0日前.在国内电力系统已进行规模化试点应用的电池储能技术分别有锂电池、钳酸电池以及钿液流电池.充电站通常占地面积较小，并且痛要较大的瞬时功率输出，这就要求电池储能系统一方面具有较高的比能累，另方面具存较好的倍率先放电性能.因此，对充电电池的要求是，容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学性能稔定、安全并会因过充、过放及短路等操作不当的原因而引起燃烧或埠炸）、工作湿度范围宽、无毒回沙毒,以及对环境无污染口.锂电池技术特点如下：安全可靠，全密封，不怕火烧,不爆炸：循环寿命长，在

12、室温和oDOD情况下,循环寿命不小于7500次：性能价格比高，普通常用材料：充电（放电）效率298.5%;一致性好，已经具有自动化生产线,保证了电池产品的一致性.在综合性能匕锂电+也远优于其他两樽电池,因此选用俚电池作为把储充一体化电站的储能系统电池是目前较为理想的方案.同时，储能系统时电池的性能要求较电动汽下低，电动汽车淘汰的电池具位在储能系统继续使的条件2,如通过梯级利用方式，不仅能延长电池使用寿命，而旦也能降低光储充一体化电站建设成本，对推动电动汽车行业的健康发展具有重要电:义.4能量m策略光储充一体化电站与常规充电站相比，除了在站内配饴光伏发电系统外,考虑到光伏发电的波动、间歇?声性，

13、还衙配备一定容诚的储能系统，这种情况卜.，一方面需尽可能利用光伏发电电量,降低从电网的前电费用；另一方面，需考虑储能系统的使用寿命问题，尽可能潮免储能系统的深度充放电.结合项目综合考虑，能批管理策略主要为最优经济运行3也据实时电价动态制定储能控制计划，使其电价低谷时充电、电价高峰时放电，In耐最大限度地使用光伏发电，实现储能I殴占收入城大化.策略原则具体如卜.：（D延长电池储能系统的寿命，原则上每天个循环；（2）最大限度的消纳光伏发电；M小刻电网的冲击，峰位功率不超过设定值：（4）购电成本最低,尽量使用低谷或平时电扇，以上海地区为例，依据打场市物价局关于实施燥电价格联动调整的通知,通过梯次电池

14、储能系统的能气调度，可尽数用低谷电力给电动汽车充电，可减少充电设施充电成本，增加充电设地所有者的盈利能力,上海市峰谷分时电价见表】所示。根如;城优化运行原则，结合上海地区用电峰、平、谷时间分布jS过梯次电池储俄系统的能量调度，达到系统的经济以大化运行。运行策略6种情况。（1）策略1用电低谷（22:00次日6:00）,此时电动汽车充电、用电负荷和储能充电同时由市电提供，功率之和小于配电容量（见图21.一度电价冏电力类季双季中季址本不满I3IinW和1kVUOkY10M,35M及以上U)kV35W及以上（无kc,）工商业及峰时Bt1.施1.0361.0061.1011.C711.OU其他用电谷时段0.5090.1790.4490.5110.514184IM农业生产用电峰时吸ffwa(1,784(U1.H0.?840.41RSG工偈业及火舱用电稣时段平时段1.1%0.7421.1660.7121.1360.6i21.1110.6571.2310.7771.2010.717).171a7171.Ite924242O加存时段0.3530.3?0.3410.3350.280.2H22760.27042峥时段(1,74。87442农业生itt用电平时段0.541(.51142件时Rt