З мэтай вырашэння праблем нізкай магутнасці нагрузкі і складанай зарадкі ў сельскай мясцовасці, у гэтым артыкуле прапануецца стратэгія будаўніцтва інтэграваных аптычных назапашвальнікаў і зарадных станцый у сельскай мясцовасці, а таксама прадстаўлены канкрэтныя метады прымянення гэтай стратэгіі.
Вынікі паказваюць, што будаўніцтва аптычных назапашвальнікаў і інтэграваных зарадных станцый у гарадах можа значна павысіць эфектыўнасць спажывання электраэнергіі, а таксама знізіць інвестыцыйныя і эксплуатацыйныя выдаткі.
Важнасць стварэння інтэграванай станцыі захоўвання і зарадкі аптычных прылад
Па меры павелічэння колькасці электрамабіляў расце і попыт на зарадку. Калі гэтым не кіраваць належным чынам, гэта прывядзе да вялікіх страт электраэнергіі ў працэсе зарадкі электрамабіляў, што створыць вялікую нагрузку на нашу энергасістэму. Будаўніцтва аптычнай зараднай станцыі з інтэграванымі назапашвальнікамі і зарадкай можа эфектыўна вырашыць вышэйзгаданыя праблемы.
Інтэграваная зарадная станцыя — гэта новы рэжым зараднай станцыі, які выкарыстоўвае тэхналогію фотаэлектрычнай вытворчасці энергіі і назапашвання энергіі, каб забяспечыць добрае рашэнне для зарадкі электрамабіляў.
У гэтым рэжыме фотаэлектрычная энергія можа перадавацца непасрэдна на зарадную станцыю праз падключэнне да сеткі, а затым, зараджаючы акумулятар, забяспечваць электрычнасцю электрамабілі; тэхналогія назапашвання энергіі — гэта выкарыстанне абсталявання для назапашвання энергіі, размеркаванага па сетцы, калі карыстальніку неабходна забяспечыць сетку электрычнасцю. У параўнанні з традыцыйнай зараднай станцыяй, інтэграваная зарадная станцыя з аптычным назапашваннем і зарадкай можа эфектыўна павысіць эфектыўнасць працы энергасістэмы.
Інтэграваная зарадная станцыя аптычнага захоўвання і зарадкі можа эфектыўна знізіць выдаткі на электрычную зарадку і эксплуатацыйныя выдаткі падчас працэсу зарадкі электрамабіляў.
Згодна з гэтай мадэллю, фотаэлектрычныя сістэмы і сістэмы назапашвання энергіі будуць працягваць працаваць, пакуль у сетцы не скончыцца электрычнасць, а зарад, які выпрацоўваецца падчас працэсу зарадкі электрамабіляў, будзе пакрывацца інтэграванымі зараднымі станцыямі.
Для карыстальнікаў гэтая мадэль можа не толькі зэканоміць выдаткі, але і эфектыўна скараціць страты энергіі. У рэальным працэсе эксплуатацыі аптычная станцыя захоўвання і зарадкі можа дасягнуць максімальных эканамічных і сацыяльных выгод, аптымізуючы кіраванне канфігурацыяй і раскладам.
Такім чынам, можна сказаць, што інтэграваная зарадная станцыя для аптычнага захоўвання і зарадкі - гэта новы тып зараднай станцыі з добрымі перспектывамі развіцця.
Аналіз бягучай сітуацыі будаўніцтва электрасетак у сельскай мясцовасці
Будаўніцтва электрасеткі ў гарадскіх раёнах
У цяперашні час электрасетка сельскіх раёнаў нашай краіны ўсё яшчэ знаходзіцца на стадыі традыцыйнай структуры электрасеткі, заснаванай у асноўным на паветраных лініях, аўтаматызацыі размеркавальных сетак, лічбавізацыі і іншых сучасных тэхналогіях, у выніку чаго большасць гарадоў і вёсак усё яшчэ застаюцца без электрычнасці. Існуе пяць праблем у будаўніцтве электрасеткі ў сельскіх раёнах нашай краіны.
1). Нізкі ўзровень аўтаматызацыі размеркавальных сетак у некаторых вёсках і мястэчках, недасканалая сістэма аўтаматызацыі размеркавальных сетак, а таксама адсутнасць маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу і ранняга папярэджання аб працы размеркавальных сетак сур'ёзна ўплываюць на нармальную працу сістэмы аўтаматызацыі размеркавальных сетак у вёсках і мястэчках.
2). У некаторых сельскіх раёнах радыус забеспячэння размеркавальнай лініяй большы, што не дазваляе размеркавальнай лініі эфектыўна скараціць радыус забеспячэння.
3). Структура размеркавальнай сеткі ў некаторых сельскіх раёнах мае сур'ёзныя праблемы са старэннем, а некаторыя размеркавальныя лініі нават маюць такія праблемы, як малое папярочнае сячэнне праваднікоў, малы дыяметр дроту і старэнне абсталявання.
4). У некаторых сельскіх раёнах існуюць некаторыя праблемы з канфігурацыяй кампенсацыі рэактыўнай магутнасці, такія як недастатковая магутнасць абсталявання і кампенсацыя рэактыўнай магутнасці.
5). У некаторых вёсках і мястэчках электразабеспячальным прадпрыемствам не хапае навукова абгрунтаваных механізмаў кіравання, планавання і праектавання, а таксама аналізу і прагназавання спажывання электраэнергіі з боку карыстальнікаў.
Энергетычная структура тэрыторыі пасёлка
Энергетычная структура ў сельскай мясцовасці характарызуецца высокім узроўнем забруджвання, высокім спажываннем энергіі і нізкай эфектыўнасцю.
З хуткім развіццём эканомікі Кітая ўзровень жыцця насельніцтва працягвае паляпшацца, попыт на энергію таксама расце, вялікая колькасць спажывае выкапнёвае паліва, што прыводзіць да павелічэння забруджвання навакольнага асяроддзя.
У апошнія гады энергетычная структура ў сельскай мясцовасці была аптымізавана і мадэрнізавана, а ўзровень выкарыстання і колькасць чыстай энергіі відавочна павялічыліся.
1). Грузападымальнасць сельскай мясцовасці невялікая, і жыхары сельскай мясцовасці маюць нізкае спажыванне энергіі і ў асноўным выкарыстоўваюць маламагутныя электрапрыборы.
2). Колькасць электрамабіляў (ЭМС) у сельскай мясцовасці расце. ЭМС у асноўным працуюць на электрычнай энергіі і выкарыстоўваюць электрасістэму для забеспячэння дапаможнай энергіі. Павелічэнне колькасці ЭМС непазбежна прывядзе да павелічэння электрычнай нагрузкі.
3). Структура электразабеспячэння ў сельскай мясцовасці неабгрунтаваная. З-за нізкага спажывання электраэнергіі, адзінай структуры электразабеспячэння і адсутнасці навуковага і абгрунтаванага планавання і праектавання цяжка задаволіць попыт на электраэнергію ў сельскай мясцовасці.
4). У сельскай мясцовасці назіраюцца сур'ёзныя перагрузкі, некаторыя з якіх маюць праблемы з нізкім напружаннем і састарэлымі лініямі, што сур'ёзна ўплывае на бяспечную і стабільную працу энергасістэмы.
Якасць размеркавальнай сеткі электраэнергіі ў раёне пасёлка
Якасць электраэнергіі з'яўляецца адным з важных фактараў, якія ўплываюць на якасць жыцця сельскіх жыхароў, а таксама адной з асноўных праблем, якія павінны вырашаць электраэнергетычныя прадпрыемствы. У цяперашні час якасць электраэнергіі размеркавальных сетак у сельскай мясцовасці ў асноўным сутыкаецца з наступнымі трыма аспектамі праблемы.
1). Адхіленне напружання ў сельскай электрасетцы вялікае, і ў некаторых карыстальнікаў назіраецца адмоўнае адхіленне напружання.
2). Ступень дысбалансу трохфазнага напружання размеркавальнай сеткі ў некаторых вёсках і мястэчках выходзіць за межы дыяпазону нацыянальнага стандарту.
3). У сельскай мясцовасці ў размеркавальных сетках назіраюцца сур'ёзныя з'явы трохфазнай дысбалансу, якія прыводзяць да праблем з якасцю электраэнергіі з боку спажыўцоў.
Тэматычнае даследаванне па будаўніцтве інтэграванай станцыі захоўвання і зарадкі аптычных прылад
Для больш эфектыўнага садзейнічання эканамічнаму развіццю сельскіх раёнаў дзяржава актыўна садзейнічае будаўніцтву новых зарадных станцый. У цяперашні час у нашай краіне ўсё яшчэ існуюць некаторыя праблемы з будаўніцтвам новых зарадных станцый, напрыклад, складанае размяшчэнне зарадных станцый, нізкі ўзровень выкарыстання зарадных магутнасцей, нізкая эфектыўнасць зарадкі.
З гэтай мэтай наша краіна пачала паскоранае будаўніцтва зарадных станцый для электрамабіляў. Каб вырашыць праблему зарадкі электрамабіляў у сельскай мясцовасці, у сельскай мясцовасці можна пабудаваць інтэграваную зарадную станцыю аптычнага захоўвання і зарадкі.
Інтэграваная зарадная станцыя складаецца з трох частак: фотаэлектрычнай сістэмы выпрацоўкі энергіі, сістэмы назапашвання энергіі і зараднай станцыі. У працэсе будаўніцтва неабходна спачатку пабудаваць фотаэлектрычную сістэму выпрацоўкі энергіі, а затым выкарыстоўваць сістэму назапашвання энергіі для кіравання зарадкай электрамабіляў.
Акрамя таго, неабходна ўсталяваць зарадныя станцыі пераменнага і пастаяннага току, каб забяспечыць зручнасць зарадкі электрамабіляў.
У цэлым, узровень эканамічнага развіцця сельскіх раёнаў адносна нізкі, таму кошт будаўніцтва інтэграваных зарадных станцый для аптычных назапашвальнікаў і зарадкі адносна нізкі. У якасці прыкладу возьмем пасёлак, эканамічны ўзровень якога знаходзіцца на сярэднім узроўні ў краіне, і будаўніцтва інтэграванай станцыі аптычных назапашвальнікаў і зарадкі можа прынесці значныя эканамічныя выгады.
1). Сам горад мае дастатковую колькасць рэсурсаў асвятлення і зямлі, якія можна цалкам выкарыстаць для будаўніцтва інтэграванай зараднай станцыі для захоўвання і зарадкі святла.
Пры праектаванні інтэграванай аптычнай прылады захоўвання дадзеных і зараднай станцыі спачатку варта выбраць адпаведныя будаўнічыя матэрыялы і структурную форму, а затым улічваць мясцовае геаграфічнае месцазнаходжанне і кліматычныя ўмовы для праектавання.
Напрыклад, з-за халоднага клімату, дастатковай колькасці святла і адносна большай колькасці зямельных рэсурсаў у горадзе можна выкарыстоўваць фотаэлектрычныя панэлі для стварэння інтэграванай станцыі захоўвання і зарадкі.
2). Фотаэлектрычная сістэма ў асноўным адказвае за зарадку электрамабіляў, а сістэма назапашвання энергіі — за захоўванне электраэнергіі. Фотаэлектрычная сістэма і сістэма назапашвання энергіі павінны быць разумна спалучаны падчас будаўніцтва.
Акрамя таго, неабходна разумна ўсталяваць ёмістасць і колькасць акумулятараў энергіі і акумулятараў у сістэме назапашвання энергіі. Ёмістасць акумулятара павінна ўсталёўвацца ў адпаведнасці з патрабаваннямі да зарадкі электрамабіля. У цэлым, ёмістасць акумулятара можа быць вызначана ў залежнасці ад сітуацыі выкарыстання, месцазнаходжання і рынкавага попыту электрамабіля. Зыходзячы з гэтага, час зарадкі і эфектыўнасць зарадкі электрамабіля павінны быць разумна распрацаваны.
3). Інтэграваная зарадная станцыя для аптычнага захоўвання і зарадкі таксама павінна разумна канфігураваць рознае абсталяванне зараднай станцыі.
Пры будаўніцтве інтэграванай зараднай станцыі варта паспрабаваць выбраць якаснае і стабільна працуючае абсталяванне, каб пазбегнуць паломкі абсталявання і паўплываць на нармальную працу зараднай станцыі.
Акрамя таго, інтэлектуальнае кіраванне аптычным назапашвальнікам і інтэграванай зараднай станцыяй можа быць рэалізавана шляхам павышэння інтэлектуальнай ступені зараднай станцыі.
4). Пасля будаўніцтва інтэграванай зараднай станцыі неабходна правесці прыёмку і пробную эксплуатацыю станцыі:
① Для прыняцця павінна адпавядаць нацыянальным стандартам і галіновым стандартам;
② Ці адпавядае яго канструкцыя патрабаванням мясцовай палітыкі і патрабаванням карыстальнікаў да прыняцця;
③ Варта прыняць яго для нармальнай працы. Выпрабавальная эксплуатацыя ў асноўным уключае наступныя два аспекты: ① Неабходна праверыць, ці адпавядае зарадная станцыя стандартам зарадкі і адпаведным нормам; ② Неабходна праверыць, ці адпавядае зарадная станцыя правілам бяспекі і адпаведным стандартам.
Канфігурацыя ёмістасці інтэграванай зараднай паліцы аптычнага назапашвальніка і зарадкі
Час зарадкі электрамабіля ў асноўным залежыць ад магутнасці і часу зарадкі электрамабіля, гэта значыць ад часу зарадкі акумулятара і часу зарадкі колькасці электрычнасці.
Такім чынам, неабходна ацэньваць час зарадкі ў залежнасці ад магутнасці электрамабіля. У цяперашні час у нашай краіне няма адзінага стандарту для зарадных паль, і час зарадкі зарадных паль розных марак даволі адрозніваецца, таму мы можам выкарыстоўваць некалькі метадаў для ацэнкі часу зарадкі зарадных паль. Зарадныя палі былі класіфікаваны адпаведна па 4 гадзінах, 12 гадзінах і 16 гадзінах.
Згодна з вышэйапісаным метадам, можна ацаніць час зарадкі зараднай паліцы і атрымаць час зарадкі зараднай паліцы з рознай канфігурацыяй ёмістасці. Пры размеркаванні ёмістасці зарадных паліц варта таксама ўлічваць характарыстыкі сельскіх жыхароў і патрэбы ў зарадцы электрамабіляў.
Розныя ўзроўні напружання электрамабіляў патрабуюць рознай магутнасці, таму ў залежнасці ад патрэб канфігурацыі абсталявання зараднай станцыі.
У звычайных абставінах сельскія жыхары маюць напружанне ў сетцы 220 В і 110 В, таму пры будаўніцтве зарадных станцый неабходна абсталяваць зарадныя палі з адпаведным узроўнем напружання.
Возьмем, напрыклад, правінцыю Аньхой, дзе ў звычайных умовах узровень напружання ў сельскай мясцовасці складае 10 кВ і 35 кВ. З павелічэннем магутнасці электрамабіляў і скарачэннем часу зарадкі сярэдні час зарадкі будзе паступова змяншацца.
Праект інтэграванай станцыі аптычнага захоўвання і зарадкі
Аналіз эканамічнай выгады
Інтэграваная зарадная станцыя з 4 відамі магутнасці: 120 кВт, 250 кВт, 400 кВт і 600 кВт. Устаноўлена, што ўнутраная норма прыбытку складае 10,24%, а тэрмін акупнасці — 3,65 года пры магутнасці 120 кВт.
З-за невялікай колькасці электрамабіляў і нізкага попыту на зарадку ў нашай краіне мы можам выбраць праект малой магутнасці для будаўніцтва інтэграванай зараднай станцыі, каб задаволіць бягучыя патрэбы сельскіх раёнаў у зарадцы электрамабіляў.
Будаўніцтва інтэграванай станцыі захоўвання і зарадкі аптычных прылад
Тэхнічныя праблемы і рашэнні
Для далейшага развіцця інтэграваных аптычных назапашвальнікаў і зарадных станцый у сельскай мясцовасці неабходна вырашыць наступныя тэхнічныя праблемы.
1). Праектаванне і будаўніцтва сістэмы назапашвання энергіі на баку карыстальніка. Праектаванне і будаўніцтва сістэмы назапашвання энергіі на баку карыстальніка з'яўляецца ключом да будаўніцтва інтэграванай аптычнай станцыі назапашвання і зарадкі ў сельскай мясцовасці.
2). Скаардынаванае кіраванне фотаэлектрычнай сістэмай вытворчасці энергіі і сістэмай зарадкі. Пры будаўніцтве інтэграванай зараднай станцыі ў сельскай мясцовасці неабходна ў поўнай меры ўлічваць каардынацыю і кіраванне паміж фотаэлектрычнай сістэмай вытворчасці энергіі і сістэмай зарадкі. Каардынацыя кіравання паміж фотаэлектрычнай сістэмай вытворчасці энергіі і сістэмай зарадкі ў асноўным уключае два аспекты:
З аднаго боку, гэта скаардынаванае кіраванне паміж фотаэлектрычнай сістэмай выпрацоўкі энергіі і сістэмай назапашвання энергіі, з іншага боку, гэта скаардынаванае кіраванне паміж фотаэлектрычнай сістэмай выпрацоўкі энергіі і сістэмай зарадкі.
Кантролер зарадкі і разрадкі, рэгулятар магутнасці і іншыя прылады могуць выкарыстоўвацца для каардынацыі кіравання паміж фотаэлектрычнай сістэмай выпрацоўкі энергіі і сістэмай назапашвання энергіі.
Калі выходная магутнасць фотаэлектрычнай сістэмы выпрацоўкі энергіі недастатковая, лішак энергіі можа своечасова папаўняцца на зараднай станцыі кантролерам зарадкі і разрадкі, рэгулятар магутнасці можа выкарыстоўвацца для зніжэння магутнасці генерацыі фотаэлектрычных элементаў, тым самым пазбягаючы перазарадкі.
Акрамя таго, суперкандэнсатар можа быць выкарыстаны для выканання функцыі зарадкі фотаэлектрычнага абсталявання для вытворчасці энергіі.
3). Стратэгія кіравання зараднай станцыяй, падключанай да сеткі. У звычайных умовах невялікія электрасеткі ў сельскай мясцовасці прыводзяць да нестабільнасці падключэння да сеткі. Каб забяспечыць бяспеку спажывання электраэнергіі ў сельскай мясцовасці, вялікая колькасць размеркаваных крыніц электраэнергіі ў электрасетцы павінна кантралявацца і кіравацца падключаным да сеткі кантролерам.
Адначасова размеркаваную крыніцу харчавання можна падключыць да электрасеткі праз сеткавы пераўтваральнік.
Акрамя таго, для дасягнення скаардынаванага кіравання размеркаваным электразабеспячэннем неабходна выкарыстоўваць батарэі, суперкандэнсатары і іншыя прылады.
4). Канструкцыя размеркавання энергіі зараднай станцыі. Як правіла, калі ёмістасці назапашвання энергіі на баку карыстальніка недастаткова, лішнюю энергію можна дадаць на зарадную станцыю праз двухнакіраваны пераўтваральнік, а калі ёмістасці назапашвання энергіі на баку карыстальніка дастаткова, для зарадкі і разрадкі фотаэлектрычнага абсталявання для выпрацоўкі энергіі можна выкарыстоўваць суперкандэнсатары.
5). Тэхнічнае абслугоўванне і кіраванне станцыяй аптычнага захоўвання і зарадкі. У прыватнасці, яно ўключае наступныя сем аспектаў: 1. Распрацоўка абгрунтаванага плана працы; 2. Паляпшэнне падрыхтоўкі адпаведнага персаналу; 3. Рэгулярная праверка і тэхнічнае абслугоўванне абсталявання; 4. Стварэнне і ўдасканаленне сістэмы кіравання эксплуатацыяй станцыі зарадкі; 5. Рэгулярная арганізацыя і правядзенне розных навучальных мерапрыемстваў; 6. Стварэнне і ўдасканаленне механізму эксплуатацыі і тэхнічнага абслугоўвання станцыі зарадкі; 7. Своечасовае ліквідаванне няспраўнасцяў абсталявання і г.д.
У гэтай працы аналізуюцца тэхналогіі і эканоміка праектаў па вытворчасці і захоўванні энергіі з дапамогай фотаэлектрычных элементаў, а таксама робіцца выснова аб магчымасці будаўніцтва інтэграванай зараднай станцыі ў сельскай мясцовасці.
Схема мае добрыя эканамічныя і сацыяльныя перавагі і адпавядае патрабаванням развіцця новай энергетычнай галіны ў адпаведнасці з мэтай «Падвойнага вугляроду» ў Кітаі. З пастаянным развіццём новых тэхналогій вытворчасці энергіі, тэхналогія вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі будзе выкарыстоўвацца ўсё шырэй, а таксама тэхналогія назапашвання энергіі.
Такім чынам, нашай краіне варта павялічыць даследаванні ў галіне перадавых тэхналогій вытворчасці энергіі, такіх як новыя тэхналогіі назапашвання энергіі і тэхналогіі вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі, каб аказаць большую падтрымку развіццю новай энергетычнай галіны.
