光储充一体化系统在停车场中的运用.docx

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1、光储充一体化系统在停车场中的运用电动汽车作为新能源汽车，具有清洁、高效等特点，具有较大的实际发展意义和政策支持。停车充电桩将在未来一段时间迅速发展，但庞大的电动车充电需求可能会导致配电网运行指标越限，同时还可能引起系统峰值负荷超额等问题，进而对系统输电和发电能力造成很大压力，需要新兴的能源供给方式注入，帮助缓解电网压力，提高停车场电动汽车充电效率。光伏充电作为最优质的绿色能源之一，得到了国家政策的大力推动，在缓解电网压力上具有较好的发展前景。光储充一体化技术I光储充一体化技术概述光储充一体化技术是将光伏发电、储能和充电设施集成在一起，形成一个整体系统以满足能源供应和能源消费的需求。光伏发电，依

2、靠“光生伏打效应”将光伏板吸收的太阳能转换为电能，输出直流电通过逆变器输送给电网。光伏发电技术已经得到了广泛应用，具有无排放、可再生、模块化布局和适应性强等优点。储能技术是将电能在光伏发电时储存起来，以便在需要时供应给充电设施或其他电力需求。由于电动汽车具有较明显的充电行为特征，会导致光伏发电与用电负荷不匹配，对整体微电网造成一定的冲击。储能技术可以平抑光伏发电与用电负荷不匹配造成的冲击，保证智能微网系统的平稳运行，高效利用太阳能，提高整体系统的稳定性和持续性。充电设施是将储存的电能转化为电动车辆的充电能力。I光储充一体化技术的优点光储充一体技术的优点在各个领域得到了证实，在停车场的应用中，具

3、有可持续性、独立与可靠性、经济性等优点。1）可持续性。光储充一体化系统使用光伏发电，利用太阳能作为可再生能源，实现零排放的电力供应。储能系统将电能储存起来供后续使用，使得系统能够在无光照或低光照条件下继续供电，提高能源利用效率。通过推广光储充一体化系统的应用，可以为改善环境质量、减少碳排放做出积极贡献，实现可持续发展目标。2）独立与可靠性。光储充一体化系统通过储能设备的引入，实现光伏发电的能源存储和调度，解决了太阳能发电的间歇性和不可控性的问题。储能设备可以在光伏发电过剩时储存电能，在需求高峰时释放电能，实现能源供需平衡，使得光储充一体化系统具有独立性。因其具有独立性的特点，降低了对传统电力网

4、络的依赖，减轻电网负荷压力和线路损耗，提高电网的稳定性和可靠性。另外,在灾害或紧急情况下，系统可以提供可靠的电力供应，解决临时紧急照明和通信等基本需求。3）经济性。光储充一体化系统通过光伏发电与能源储存调度，减少传统电力供应的需求，降低能源采购成本和电费支出,为停车场提供经济效益。甚至在光伏发电充足的情况下，可以将多余电量并入电网,获得一定收益。光储充一体化技术的发展前景广阔，该项技术的推广和发展将对能源转型、碳排放减少和可持续发展产生积极影响。停车场光储充一体化系统设计停车场光储充一体化系统包含光伏系统、储能系统、充电系统与智能管理系统，且并入大电网中。在系统微电网中，包含直流母线与交流母线

5、，通过DC/AC逆变器相联通。直流母线交流母线直流充电桩交流充电桩充电系统图1停车场光储充一体化系统示意图光伏系统光伏发电系统分为集中式光伏发电系统与分布式光伏发电系统，在停车场中，应运用倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的分布式光伏发电系统，采用“自发自用，余电上网”的方式将光伏发电系统所发电量优先进行就地消纳，剩余电量进行上网消纳。光伏系统组成光伏发电系统主要有光伏阵列与MPPT两个部分构成。1)光伏阵列光伏阵列由光伏组件串并联组成，光伏组件有单晶硅、多晶硅、硫化镉、铜锢保硒等类型，其中单晶硅组件因技术成熟、效率高、使用寿命长而被广泛应用于分布式光伏发电系统。光伏组件运用半导体的“

6、光生伏特”效应，当光伏组件受到光照，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流，输出直流电，作为光储充一体化系统的能源供给部分。2)MPPTMPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(MaXinIInnPowerPointTracking)太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。交流母线直流母线光伏系统与停车场的结合停车场与光伏系统具有较好的相容性，特别在停车楼屋顶与露天停车场，可以较好的运用。停车楼

7、屋顶与普通屋顶一样，拥有较大面积共光伏设备的建设。露天停车场由于受到阳光直晒，雨雪天气等自然因素影响，安全性不如其他停车场。光伏系统可以和停车棚相结合，为露天停车场建造光伏车棚，有双车位车棚与多车位车棚两种类型，具有较强的灵活性，为停车场提供更好地安全性。光伏功率主要由光伏板表面温度、光照强度以及光伏板面积所影响，因此，在光伏设备的建设中，应充分考虑倾角与方位角，光伏组件倾角和朝向对系统发电量影响颇大。通常情况下，排除气候条件，朝向正南方向、与地平表面形成倾角的平面与当地的纬度值相同，年平均接收到的太阳辐射能最多。I储能系统储能系统作为微电网中必不可少的一部分，具有提高可再生能源利用率、缓解可

8、再生能源出力波动、降低对微电网运行稳定性的冲击和对配电网负荷“削峰填谷”的作用。储能系统主要由储能变流器与储能电池构成。储能变流器(PCS)是储能系统与电网连接的功率接口设备，承担控制电网与储能单元间能量双向流动的功能。储能电池作为存储电能的单元，是储能系统的主要构成。充电状态下，蓄电池可将电能转化为化学能存储在电池中，放电状态下又可将化学能转化成电能释放出。在光储充一体化系统中，储能电池可选用磷酸铁锂电池，该电池循环寿命长、稳定性和耐久性优秀、能量密度高、安全性更高、更耐高温，在对电池安全可靠性要求较高的电力行业有着不可替代的优势。I充电系统充电系统是光储充一体化系统中的输出部分。电动汽车用

9、户根据其需求，对充电设备有快充与慢充两种需求，因此充电设备也应根据其需求分为直流充电桩与交流充电桩。直流充电桩运用光伏系统产生的直流电，直接作为充电桩电源，为电动汽车充电，可快速完成充电，满足电动汽车用户快充需求。交流充电桩运用电网或逆变器产生的交流电为电动汽车充电，低功率的交流电充电对电网冲击较小，但充电时间较长，可满足电动汽车用户慢充需要。I智能管理系统智能管理系统是光储充一体化停车场的调度与数据中心，是整个一体化系统的大脑。智能管理系统主要有充电控制功能，能源调度功能，数据监测功能。充电控制功能由智能管理系统接受到用户充电需求申请，根据其快充慢充需求，调动储能系统提供直流电满足快充需求，

10、使用DC/AC逆变器将储能系统放出电流转换为交流电或采用大电网供电满足慢充需求。能源调度功能由智能管理系统根据合适的调度策略，进行能源的调度，达到效益的最优化。在光伏发电量充足，充电需求不高时，将部分电能储存到储能系统，部分并入大电网获得一定收益。在光伏发电量不足，充电需求较高时，采购大电网供电，对充电系统进行支持。另外，智能管理系统可根据当地分时电价，在电价高峰期放电，在电价低谷期充电，获得受益，实现光储充一体化停车场受益最大化。数据监测功能通过储能系统、光伏发电系统、充电系统、微电网状态将实时数据回输至智能管理系统，实现实时数据监控与共享，保证各系统运行稳定。另外，系统将收集大量充电行为与

11、系统运行数据，可为调度策略深入研究提供数据支撑。智能管理系统信度策略微电网状态充电系统光伏发电系统储能系统光伏发电系统 大电网充电系统充电控制功能能源网度功能数据监测功能图3智能管理系统示意图发展与挑战I挑战光储充一体化停车场仍然处于发展阶段，需要进一步完善和发展，在未来还将面临不少挑战。首先，停车场可用空间通常有限，如何合理利用有限的空间,实现光伏发电设施、储能设施、充电设施的集成布置，是一个挑战。不同时间、不同天气、不同季节对光伏发电的功率输出有较大影响，如何根据光照条件的变化，以及分时电价政策，以最大经济效益为目标，通过智能管理系统和算法实时调整能量流分配与储能系统的充放电策略，是一个挑

12、战。随着电动汽车的增加，停车场的充电需求也会相应增加，如何较为准确预测未来充电需求，合理合理规划充电设施的布置和功率规模是一个挑战。另外，光储充一体化系统的建设和运营成本是一个考虑因素,如何综合考虑系统建设、运维和能源成本，实现光储充一体化系统在停车场的运用成本最低化，是一个挑战。I发展方向未来，要持续推进光伏发电、储能和充电设施技术发展与创新，提高系统效率、可靠性和智能化水平。通过技术进步，形成光储充一体化停车场体系，优化运营维护管理制度，提出更高效更经济性的能源调度策略，降低光储充一体化系统成本，提高经济可行性。另外，要加强光储充一体化系统与电力市场的互动，探索参与电力市场交易和能源管理的机制，推动建立支持政策和市场机制，促进光储充一体化系统的发展与推广。随着技术进步，成本降低和政策支持的推动，光储充一体化系统在停车场应用中将迎来更广阔的发展前景。光储充一体化系统具有可持续性、可靠性和经济性等特点,可以为改善环境质量、减少碳排放做出积极贡献。通过智能化能源管理系统，实现系统效益最优化，在政策推动电动汽车迅猛发展的现状下，为充电需求市场注入新的能源供给，缓解电网压力,为停车场提供更高的受益。光储充一体化停车场具有广阔的发展前景，光储充一体化系统技术在停车场中的运用将成为今后一个重要的研究方向。（文/熊浩然曾超王嵩毛超艳）