光储充一体化系统在停车场中的运用.pdf
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1、Vol.22No.S1Aug.2023中国建筑金属结构CHINA CONSTRUCTION METAL STRUCTURE第2 2 卷第S1期932023年8 月光储充一体化系统在停车场中的运用熊浩然,曾超,王嵩嵩,毛超艳(重庆交通大学交通运输学院,重庆4 0 0 0 7 4)摘要:随着电动汽车保有量的增长,停车场充电设施建设需求不断扩大,充电设施新增需求将对现有电网造成一定的用电压力。光储充一体化系统技术在停车场中的运用,不仅通过光伏发电为充电设施提供清洁高效的能源,而且通过储能设备平抑光伏发电与用电负荷不匹配造成的冲击,通过智能管理系统智能分配和调度能源,最优化能源利用效率,提高光储充一体
2、化停车场收益,缓解电网压力,对能源转型、减少碳排放和可持续发展带来积极的影响。关键词:电动汽车;光储充一体化;停车场;光伏发电DOI:10.20080/ki.ISSN1671-3362.2023.S1.0240引言近年来,我国城市停车设施规模持续扩大,停车秩序不断改善,产业化发展逐步深人,但仍存在供给能力短缺、治理水平不高、市场化进程滞后等问题。为加快补齐城市停车供给短板,改善交通环境,推动高质量发展,停车场基础设施建设还将进一步推动。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。中国在新能源汽车产业发展规划(2 0 2 1-2035)提出,到2 0 2 5年
3、,新能源汽车销量占比要在新车销售总量中达到2 0%2 。随着政策的引导、资金的支持和技术的革新,传统高耗能、高污染的燃油汽车正在逐渐被低能耗、零排放的电动汽车所替代 3 ,电动汽车保有量将呈指数式增长,但电动汽车充电设施的建设远不及电动汽车保有量上涨速度。深圳市新能源汽车充换电设施管理办法(征求意见稿)拟规定:各类建筑物配建停车场(库)及社会公共停车场小汽车停车位的充电桩配置比例不应低于3 0%,10 0%预留充电桩建设安装条件 4 。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
4、力,需要新兴的能源供给方式注人,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,但根据2 0 2 2 中国电动汽车用户充电行为白皮书指出,电动汽车用户单日充电高峰集中在三个时段,分别为:早上5:0 0-7:0 0,下午12:0 0-16:00,夜间2 3:0 0-1:0 0。对比上年同期,下午时段充电占比降低,夜间和早上的充电占比提高 5。电动汽车用户具有较明显的充电行为特征,需要具有储能功能的新能源供电设备,传统的并网光伏发电与停车场顶棚结合的光伏停车棚并不能很好的解决问题,因此,白皮书提出建议:充
5、电场站推进光储充一体化,布局虚拟电厂业务。鼓励充电运营商、负荷集成商等各类第三方市场主体,通过商业模式创新聚合电动汽车参与储能服务,并在未来积极参与电力交易,响应电网削峰填谷,充分利用清洁能源,助推能源结构转型 5。可见,光储充一体化在停车场的应用中有较大的发展潜力。1光储充一体化技术1.1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
6、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。由于作者简介:熊浩然(2 0 0 0-),男,硕士研究生,主要研究方向:停车规划。94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 6 ,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。1.2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
7、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人,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
8、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。2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。中国停车产业论文集在系统微电网中,包含直流母线与交流母线,通过DC/AC逆变器相联通。智能管理系统光伏系统DC
9、IAC.双向逆变器储能系统直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2.1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。2.1.1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、碲化镉、铜铟镓硒等类型,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
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