S ohledem na problémy nízkého zatížení a obtížného nabíjení ve venkovských oblastech tento článek navrhuje strategii výstavby integrovaného optického úložiště a nabíjecí stanice ve venkovských oblastech a představuje konkrétní metody aplikace této strategie.
Výsledky ukazují, že výstavba optických úložišť a integrovaných nabíjecích stanic ve městech může výrazně zlepšit efektivitu spotřeby elektřiny a snížit investiční a provozní náklady.
Důležitost vybudování integrovaného optického úložiště a nabíjecí stanice
S rostoucím počtem elektromobilů roste i poptávka po nabíjení. Pokud není správně řízeno, povede to k velkému plýtvání elektrickou energií při procesu nabíjení elektromobilů a následně k velkému zatížení naší energetické soustavy. Konstrukce optické úložné a nabíjecí integrované nabíjecí stanice může výše uvedené problémy efektivně vyřešit.
Integrovaná nabíjecí stanice je nový režim nabíjecí stanice, který využívá fotovoltaickou technologii výroby energie a ukládání energie, čímž poskytuje dobré řešení pro nabíjení elektromobilů.
V tomto režimu lze fotovoltaickou energii přímo přenášet do nabíjecí stanice prostřednictvím připojení k síti a poté nabíjením baterie dodávat elektřinu pro elektromobily. Technologie skladování energie je využití zařízení pro skladování energie rozptýlených v síti, když uživatel potřebuje dodávat elektřinu do sítě. Ve srovnání s tradiční nabíjecí stanicí může integrovaná nabíjecí stanice pro optické ukládání a nabíjení efektivně zlepšit provozní účinnost energetické soustavy.
Integrovaná nabíjecí stanice pro optické ukládání a nabíjení může efektivně snížit náklady na elektrické nabíjení a provozní náklady během procesu nabíjení elektromobilů.
V rámci tohoto modelu budou fotovoltaické systémy a systémy pro ukládání energie pokračovat v provozu, dokud se v síti nevyčerpá elektřina, a náboj generovaný během procesu nabíjení elektromobilů bude pokryt integrovanými nabíjecími stanicemi.
Pro uživatele tento model nejen šetří náklady, ale také efektivně snižuje plýtvání energií. V reálném provozním procesu může optická úložná a nabíjecí stanice dosáhnout maximálních ekonomických a sociálních výhod optimalizací konfigurace a plánování.
Lze tedy říci, že integrovaná nabíjecí stanice pro optické úložiště a nabíjení je nový typ nabíjecí stanice s dobrými vyhlídkami na rozvoj.
Analýza současné situace výstavby elektrických sítí ve venkovských oblastech
Výstavba elektrické sítě v městských oblastech
V současné době se venkovská elektrická síť naší země stále nachází ve fázi tradiční struktury elektrické sítě, založené především na nadzemním vedení, automatizaci distribučních sítí, digitalizaci a dalších nedostatečných aplikacích moderních technologií, takže většina měst a vesnic je stále bez elektřiny. Existuje pět problémů s výstavbou elektrické sítě ve venkovských oblastech naší země.
1). Nízká úroveň automatizace distribučních sítí v některých obcích a městech, nedokonalý systém automatizace distribučních sítí a nedostatek monitorování a včasného varování před provozem distribuční sítě v reálném čase vážně ovlivňují normální provoz systémů automatizace distribučních sítí v obcích a městech.
2). V některých venkovských oblastech je poloměr zásobování distribučním vedením větší, což znemožňuje distribučnímu vedení efektivně zkrátit tento poloměr zásobování.
3). Struktura distribuční sítě v některých venkovských oblastech vykazuje závažný jev stárnutí a některé distribuční vedení mají dokonce problémy, jako je malý průřez vodiče, malý průměr drátu a stárnutí zařízení.
4). V některých venkovských oblastech existují určité problémy s konfigurací kompenzace jalového výkonu, jako je nedostatečná kapacita zařízení a schopnost kompenzace jalového výkonu.
5). Podnikům dodávajícím energii v některých vesnicích a městech chybí vědecký a rozumný mechanismus řízení, plánovací a konstrukční nápady a analýza a predikce spotřeby energie na straně uživatelů.
Energetická struktura městyse
Energetická struktura ve venkovských oblastech se vyznačuje vysokým znečištěním, vysokou spotřebou energie a nízkou účinností.
S rychlým rozvojem čínské ekonomiky se životní úroveň lidí neustále zlepšuje, roste i poptávka po energii a spotřeba fosilních paliv je vysoká, což vede ke zvyšujícímu se znečištění životního prostředí.
V posledních letech byla energetická struktura ve venkovských oblastech optimalizována a modernizována a úroveň využití a množství čisté energie se evidentně zvýšily.
1). Zatížitelnost venkovských oblastí je malá a obyvatelé venkovských oblastí mají nízkou spotřebu energie a používají převážně elektrické spotřebiče s nízkým příkonem.
2). Počet elektromobilů (EVS) ve venkovských oblastech roste. EVS jsou poháněna převážně elektrickou energií a využívají elektrickou energetickou soustavu k zajištění pomocné energie. Zvýšení počtu EVS nevyhnutelně povede ke zvýšení elektrické zátěže.
3). Struktura dodávek energie ve venkovských oblastech je nepřiměřená. Vzhledem k nízké spotřebě elektřiny, jednotné struktuře dodávek energie a nedostatku vědeckého a rozumného plánování a návrhu je obtížné uspokojit poptávku po elektřině ve venkovských oblastech.
4). Ve venkovských oblastech dochází k vážnému přetížení, některé z nich mají problémy s nízkým napětím a stárnutím vedení, což vážně ovlivňuje bezpečný a stabilní provoz energetické soustavy.
Kvalita elektrické energie v distribuční síti v oblasti obce
Kvalita elektrické energie je jedním z důležitých faktorů ovlivňujících kvalitu života obyvatel venkova a je také jedním z hlavních problémů, které musí řešit energetické společnosti. V současné době se kvalita elektrické energie v distribuční síti ve venkovských oblastech potýká především s následujícími třemi aspekty problému.
1). Odchylka napětí venkovské elektrické sítě je velká a napětí některých uživatelů se jeví jako záporná odchylka.
2). Stupeň nevyváženosti třífázového napětí distribuční sítě v některých obcích a městech je mimo rozsah národních norem.
3). V distribuční síti ve venkovských oblastech dochází k závažným jevům třífázové nevyváženosti, které vedou k problémům s kvalitou energie na straně uživatele.
Případová studie o konstrukci integrované optické úložné a nabíjecí stanice
Aby se lépe podpořil hospodářský rozvoj venkovských oblastí, stát energicky podporuje výstavbu nových nabíjecích stanic. V současné době se v naší zemi stále vyskytují určité problémy s výstavbou nových nabíjecích stanic, například obtížné umístění nabíjecích stanic, nízké využití nabíjecích zařízení a nízká účinnost nabíjení.
Za tímto účelem naše země začala urychlovat výstavbu nabíjecích stanic pro elektromobily. Aby se vyřešil problém nabíjení elektromobilů ve venkovských oblastech, lze ve venkovských oblastech vybudovat integrované nabíjecí stanice pro optické ukládání a nabíjení.
Integrovaná nabíjecí stanice se skládá ze tří částí: fotovoltaického systému výroby energie, systému skladování energie a nabíjecí stanice. V procesu výstavby je nutné nejprve vybudovat fotovoltaický systém výroby energie a poté použít systém skladování energie k řízení nabíjení elektromobilů.
Kromě toho je nutné v nabíjecí stanici umístit nabíjecí stanici pro střídavý a stejnosměrný proud, aby se zajistilo pohodlné nabíjení elektromobilů.
Celkově je úroveň ekonomického rozvoje venkovských oblastí relativně nízká, takže náklady na výstavbu integrovaných nabíjecích stanic pro optické úložiště a nabíjení jsou relativně nízké. Vezměme si jako příklad obec, její ekonomická úroveň je v zemi střední a výstavba integrované optické úložiště a nabíjecí stanice může přinést dobré ekonomické výhody.
1). Město samo o sobě má dostatek světelných zdrojů a pozemků, které lze plně využít k vybudování integrované nabíjecí stanice pro skladování a nabíjení světel.
Při návrhu integrovaného optického úložiště a nabíjecí stanice je třeba nejprve zvolit vhodné stavební materiály a konstrukční tvar a poté je zvážit v závislosti na místní geografické poloze a klimatických podmínkách.
Například město má kvůli chladnému klimatu, dostatečnému světlu a relativně větším pozemkovým zdrojům možnost zvolit fotovoltaické panely k vybudování integrované úložné a nabíjecí stanice.
2). Fotovoltaický systém je zodpovědný především za nabíjení elektromobilů, zatímco systém pro ukládání energie je zodpovědný za ukládání elektřiny. Fotovoltaický systém a systém pro ukládání energie by měly být během výstavby rozumným způsobem kombinovány.
Kromě toho je nutné rozumně nastavit kapacitu a množství akumulátorů a akumulátorů v systému akumulace energie. Kapacita baterie by měla být nastavena podle požadavků na nabíjení elektromobilu. Obecně lze kapacitu baterie určit podle situace použití, místa a poptávky trhu po elektromobilu. Na tomto základě by měla být rozumně navržena doba nabíjení a účinnost nabíjení elektromobilu.
3). Integrovaná nabíjecí stanice pro optické úložiště a nabíjení musí také rozumně konfigurovat různá zařízení nabíjecí stanice.
Při konstrukci integrované nabíjecí stanice je třeba se snažit vybrat kvalitní a stabilní zařízení, aby se zabránilo selhání zařízení a narušení normálního provozu nabíjecí stanice.
Kromě toho lze inteligentní správu optického úložiště a integrované nabíjecí stanice realizovat zlepšením inteligentního stupně nabíjecí stanice.
4). Po vybudování integrované nabíjecí stanice je nutné provést kolaudaci a zkušební provoz stanice:
① Mělo by být v souladu s národními normami a průmyslovými normami pro přijetí;
② Zda jeho konstrukce splňuje požadavky místních předpisů a požadavky uživatelů na přijetí;
③ Mělo by být přijato pro běžný provoz. Zkušební provoz zahrnuje zejména následující dva aspekty: ① Mělo by být otestováno, zda nabíjecí stanice splňuje standardy nabíjení a související normy; ② Mělo by být otestováno, zda nabíjecí stanice splňuje bezpečnostní předpisy a související normy.
Konfigurace kapacity integrovaného nabíjecího stohu optického úložiště a nabíjení
Doba nabíjení elektromobilu je ovlivněna hlavně výkonem a dobou nabíjení elektromobilu, tj. dobou nabíjení baterie a dobou nabíjení množství elektrické energie.
Proto je nutné odhadnout dobu nabíjení podle výkonu elektromobilu. V současné době v naší zemi neexistuje jednotný standard pro nabíjecí stanice a doba nabíjení nabíjecích stanic různých značek se značně liší, takže můžeme k odhadu doby nabíjení nabíjecích stanic použít několik metod. Nabíjecí stanice byly klasifikovány podle doby nabíjení 4H, 12H a 16H.
Podle výše uvedené metody lze odhadnout dobu nabíjení nabíjecího sloupu a získat dobu nabíjení nabíjecího sloupu s různou konfigurací kapacity. Při alokaci kapacity nabíjecích sloupů bychom měli také plně zohlednit charakteristiky obyvatel venkova a potřeby nabíjení elektromobilů.
Různé úrovně napětí elektromobilů vyžadují různý výkon, takže podle potřeb konfigurace zařízení nabíjecí stanice.
Za normálních okolností mají obyvatelé venkova napětí 220 V a 110 V, takže při výstavbě nabíjecích stanic je nutné vybavit nabíjecími piloty s odpovídajícími napěťovými úrovněmi.
Vezměte si jako příklad provincii An-chuej, kde jsou za normálních okolností napěťové úrovně ve venkovských oblastech 10 kV a 35 kV. S rostoucím výkonem elektromobilů a zkrácením doby nabíjení se bude průměrná doba nabíjení postupně zkracovat.
Projekt integrovaného optického úložiště a nabíjecí stanice
Analýza ekonomických přínosů
Integrovaná nabíjecí stanice se 4 druhy výkonu: 120 kW, 250 kW, 400 kW a 600 kW. Zjistilo se, že vnitřní míra návratnosti je 10,24 % a doba návratnosti je 3,65 roku při výkonu 120 kW.
Vzhledem k malému počtu elektromobilů a nízké poptávce po nabíjení v naší zemi si můžeme zvolit projekt s malou kapacitou pro výstavbu integrované nabíjecí stanice, abychom uspokojili současné potřeby venkovských oblastí v oblasti nabíjení elektromobilů.
Výstavba integrované optické úložné a nabíjecí stanice
Technické potíže a jejich řešení
Pro další rozvoj integrovaných optických úložišť a nabíjecích stanic ve venkovských oblastech je třeba vyřešit následující technické problémy.
1). Návrh a konstrukce systému pro ukládání energie na straně uživatele. Návrh a konstrukce systému pro ukládání energie na straně uživatele je klíčem k výstavbě integrovaného optického úložiště a nabíjecí stanice ve venkovských oblastech.
2). Koordinované řízení fotovoltaického systému výroby energie a nabíjecího systému. Při výstavbě integrované nabíjecí stanice ve venkovských oblastech je nutné plně zvážit koordinaci a řízení mezi fotovoltaickým systémem výroby energie a nabíjecím systémem. Koordinační řízení mezi fotovoltaickým systémem výroby energie a nabíjecím systémem zahrnuje především dva aspekty:
Na jedné straně se jedná o koordinované řízení mezi fotovoltaickým systémem výroby energie a systémem skladování energie, na druhé straně o koordinované řízení mezi fotovoltaickým systémem výroby energie a nabíjecím systémem.
Pro koordinaci řízení mezi fotovoltaickým systémem výroby energie a systémem skladování energie lze použít regulátor nabíjení a vybíjení, regulátor výkonu a další zařízení.
Pokud je výstupní výkon fotovoltaického systému výroby energie nedostatečný, může být přebytečný výkon včas doplněn do nabíjecí stanice pomocí regulátoru nabíjení a vybíjení. Regulátor výkonu lze použít ke snížení kapacity fotovoltaiky, čímž se zabrání přebíjení.
Kromě toho lze superkondenzátor použít k dosažení funkce nabíjení fotovoltaických zařízení pro výrobu energie.
3). Strategie řízení nabíjecích stanic připojených k síti. Za normálních okolností vedou malé energetické sítě ve venkovských oblastech k nestabilitě v síti. Aby byla zajištěna bezpečnost spotřeby energie ve venkovských oblastech, měl by být velký počet distribuovaných zdrojů energie v síti řízen a spravován síťovým regulátorem.
Zároveň lze distribuovaný zdroj napájení připojit k elektrické síti prostřednictvím měniče na straně sítě.
Kromě toho je nutné využít baterie, superkondenzátory a další zařízení pro dosažení koordinovaného řízení distribuovaného napájení.
4). Návrh řízení distribuce energie nabíjecí stanice. Obecně platí, že pokud je kapacita úložiště energie na straně uživatele nedostatečná, lze přebytečnou energii do nabíjecí stanice přidat pomocí obousměrného měniče. Pokud je kapacita úložiště energie na straně uživatele dostatečná, lze k nabíjení a vybíjení fotovoltaického zařízení pro výrobu energie použít superkondenzátory.
5). Provoz, údržba a správa optického úložiště a integrované nabíjecí stanice. Konkrétně zahrnuje následujících sedm aspektů: 1. Formulovat spolehlivý pracovní plán; 2. Posílit školení příslušného personálu; 3. Pravidelně kontrolovat a udržovat zařízení; 4. Zavést a vylepšit systém řízení provozu nabíjecí stanice; 5. Pravidelně organizovat a provádět různé školicí aktivity; 6. Zavést a vylepšit mechanismus provozu a údržby nabíjecí stanice; 7. Včas řešit poruchy zařízení atd.
Tato práce analyzuje technologii a ekonomiku projektů fotovoltaické výroby energie a skladování energie a dochází k závěru, že je proveditelné vybudovat integrovanou nabíjecí stanici ve venkovských oblastech.
Tento systém má dobré ekonomické a sociální přínosy a splňuje požadavky rozvoje nového odvětví výroby energie v rámci cíle „dvojitého uhlíku“ v Číně. S neustálým pokrokem v oblasti nových technologií výroby energie se technologie fotovoltaiky a technologie skladování energie budou používat stále častěji.
Naše země by proto měla zintenzivnit výzkum pokročilých technologií pro výrobu energie, jako jsou nové technologie skladování energie a technologie výroby fotovoltaické energie, aby poskytla větší podporu rozvoji odvětví výroby energie.
