|
伴隨雙碳背景下電動汽車幾何式增長及新型電力系統(tǒng)深入建設(shè)，在充換電站運(yùn)營領(lǐng)域不僅要關(guān)注傳統(tǒng)常規(guī)的運(yùn)營手段，車網(wǎng)互動相關(guān)的能量運(yùn)營將會成為領(lǐng)域內(nèi)下一個重量級延伸賽道。因此，本篇以通用充電站為服務(wù)對象，針對性輸出基于有序充電的場站能力提升解決方案和能量運(yùn)營構(gòu)想，內(nèi)容分為“前言篇”和“方案篇”，歡迎大家切磋探討！ 前言篇 （一）無序充電規(guī)模化對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來威脅 根據(jù)公安部相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年上半年新注冊登記新能源汽車312.8萬輛，同比增長41.6%，創(chuàng)歷史新高，同時，新能源汽車新注冊登記量占汽車注冊登記量的26.6%。 新能源汽車滲透率的增長和相關(guān)政策的持續(xù)出臺也推動著電動汽車充電行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)中國充電聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示，2023年上半年，充電基礎(chǔ)設(shè)施增量144.2萬臺，同比上升18.6%。截止今年6月，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量665.2萬臺，同比增長69.8%。 電動汽車規(guī)模化增長帶來的井噴式充電需求將對電網(wǎng)產(chǎn)生較大影響。電動汽車充電負(fù)荷較常規(guī)負(fù)荷來說，具有時空隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn)，伴隨電動汽車及其充電網(wǎng)絡(luò)滲透率的提高，大規(guī)模電動汽車的充電負(fù)荷將成為電網(wǎng)運(yùn)行中不可忽視的影響因素 一是加重電網(wǎng)高峰壓力，拉大峰谷差，帶來電網(wǎng)沖擊。從電網(wǎng)層面看，未來電動汽車龐大的充電量將對電網(wǎng)造成巨大沖擊，調(diào)控困難； 二是配電容量受限，老舊小區(qū)擴(kuò)容難且電力擴(kuò)容成本高。從圖1表格所引數(shù)據(jù)可觀，以一個配電單元為例，一個630的變壓器采用7kW慢充，最多僅能支持90臺車（具體容量還需根據(jù)小區(qū)總體配電情況及公共樁的情況具體計算），無序充電將造成過負(fù)荷，一旦規(guī)模化之后情況將會更加嚴(yán)重； 三是電壓偏差和功率因數(shù)低，導(dǎo)致電能質(zhì)量受影響。假定單槍最大功率在180kW左右，受電弓或者未來的大功率液冷設(shè)備可以支持500kW以上的大功率充電，那么短時的沖擊會帶來突出的電網(wǎng)電壓問題、諧波問題等。 （二）有序充電模式符合新型能源體系戰(zhàn)略方針 2023年10月，國家能源局發(fā)展規(guī)劃司司長李福龍發(fā)表《堅持系統(tǒng)觀念加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系》的文章。文章指出，綜合各方研究和認(rèn)識，新能源體系具備至少具有“四新一強(qiáng)”的特征。 其中“兩新”值得重點(diǎn)說明：一是一次能源形態(tài)新，新能源體系將由以綠電為核心的新型電力系統(tǒng)、氫能等新二次能源系統(tǒng)以及化石能源零碳利用系統(tǒng)構(gòu)成； 二是產(chǎn)業(yè)體系新，新型能源體系催生新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式，也伴隨著新一代信息技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域能源系統(tǒng)的深度融合。有序充電模式正在積極融合和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展創(chuàng)新。 2023年6月2號，國家能源局組織電力規(guī)劃設(shè)計總院、水電水利規(guī)劃設(shè)計總院等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)編制的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》（以下簡稱藍(lán)皮書）正式發(fā)布，藍(lán)皮書分析了現(xiàn)有電力系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)和問題。 其中兩點(diǎn)值得重點(diǎn)關(guān)注，一是多重因素疊加，部分地區(qū)電力供應(yīng)緊張，保障電力供應(yīng)安全面臨突出挑戰(zhàn)；二是新能源快速發(fā)展，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和支撐能力提升面臨諸多掣肘，新能源消納形式依然嚴(yán)峻。 伴隨著供端波動性和間歇性加劇，以及供需不平衡矛盾的持續(xù)緊張，著手從需端解決相關(guān)問題已成為產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)、企業(yè)的基本共識之一，有序充電正是應(yīng)對電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)的解決方案之一。 （三）有序充電是現(xiàn)階段支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵舉措 從字面意義簡單來說，有序充電就是有秩序的充電，即以充電時間和充電功率為控制變量，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)或技術(shù)措施引導(dǎo)、控制電動汽車充電，實(shí)現(xiàn)充電能量的轉(zhuǎn)移，且電動汽車可以可控負(fù)荷的形式參與電網(wǎng)調(diào)控。 方案篇 安科瑞有序充電系統(tǒng)解決方案 
1）預(yù)測算法 光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)通過采集數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、實(shí)時環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實(shí)時輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運(yùn)行狀態(tài)等信息，結(jié)合相關(guān)算法模型，實(shí)現(xiàn)短期功率預(yù)測（預(yù)測光伏電站未來0h-72h的光伏輸出功率，時間分辨率為15min）、超短期功率預(yù)測（預(yù)測未來15min-4h的光伏輸出功率，時間分辨率為15min）功能。負(fù)荷預(yù)測根據(jù)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)計劃、天氣等因素預(yù)測下一個周期的負(fù)荷需求，協(xié)助安排能源計劃和控制策略。 系統(tǒng)結(jié)合光伏發(fā)電預(yù)測和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)計算充電可用容量，結(jié)合充電歷史特點(diǎn)對儲能進(jìn)行充放電控制，或調(diào)整電動汽車充電功率、價格進(jìn)行調(diào)控，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時降低充電成本。
2）能量管理策略 能量管理策略采用基于博弈論的功率協(xié)調(diào)分配技術(shù)，基于在通用設(shè)計平臺和運(yùn)行環(huán)境上開發(fā)能量協(xié)調(diào)控制策略，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)、分布式可再生能源發(fā)電、儲能裝置、充電設(shè)施之間能量的互動融合和靈活調(diào)配。系統(tǒng)在保障變壓器安全運(yùn)行前提下進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，有效消除峰谷差、平滑負(fù)荷，短時柔性擴(kuò)容，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、補(bǔ)償負(fù)荷波動。同時在不允許對電網(wǎng)送電的情況下還可以通過調(diào)節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電、調(diào)節(jié)充電樁等方式，有效防止逆功率。
3）有序充電 有序充電策略主要根據(jù)負(fù)荷允許容量變化來進(jìn)行充電許可或充電功率控制，采用先到先充或權(quán)限優(yōu)先等策略，保障電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測變壓器負(fù)荷率，計算變壓器剩余容量，結(jié)合充電需求和儲能系統(tǒng)放電容量對充電進(jìn)行動態(tài)控制，包括：用戶權(quán)限識別、充電行為統(tǒng)計、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調(diào)整充電價格等方式來引導(dǎo)用戶充電需求，培養(yǎng)用戶充電習(xí)慣，提高電網(wǎng)對充電的友好度和容納能力。
4）充電運(yùn)營管理 安科瑞充電運(yùn)營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗(yàn)和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。平臺支持掃碼/刷卡充電、尋樁導(dǎo)航、訂單管理、充電樁監(jiān)控、收益分析等功能。
5）硬件
|
