Med fokus på problemerne med lav strømbelastning og vanskelig opladning i landdistrikter fremlægger denne artikel en strategi for at konstruere integrerede optiske lagrings- og ladestationer i landdistrikter og introducerer strategiens konkrete anvendelsesmetoder.
Resultaterne viser, at opførelsen af optiske lagrings- og ladeintegrerede ladestationer i byer kan forbedre effektiviteten af elforbruget betydeligt og kan reducere investerings- og driftsomkostninger.
Vigtigheden af at bygge integreret optisk lagring og ladestation
I takt med at antallet af elbiler stiger, stiger også efterspørgslen efter opladning. Hvis det ikke håndteres korrekt, vil det føre til et stort spild af elektrisk energi i opladningsprocessen for elbiler og dermed lægge et stort pres på vores elsystem. Konstruktionen af en integreret ladestation med optisk lagring og opladning kan effektivt løse ovenstående problemer.
Den integrerede ladestation er en ny ladestationstilstand, der anvender solcellebaseret energiproduktion og energilagringsteknologi på ladestationen for at give en god løsning til opladning af elbiler.
I denne tilstand kan solcelleproduktion overføres direkte til ladestationen via en nettilslutning, og derefter kan opladning af batteriet levere strøm til elbiler. Energilagringsteknologi er brugen af energilagringsudstyr, der er spredt i nettet, når brugeren har brug for at levere strøm til nettet. Sammenlignet med traditionelle ladestationer kan den integrerede ladestation med optisk lagring og opladning effektivt forbedre elsystemets driftseffektivitet.
Den integrerede ladestation til optisk lagring og opladning kan effektivt reducere omkostningerne ved elektrisk opladning og driftsomkostninger under opladningsprocessen for elbiler.
Under denne model vil PV- og energilagringssystemer fortsætte med at fungere, indtil nettet løber tør for strøm, og den opladning, der genereres under opladningsprocessen for elbiler, vil blive dækket af integrerede ladestationer.
For brugerne kan denne model ikke blot spare omkostninger, men også effektivt reducere energispild. I den faktiske driftsproces kan den optiske lagrings- og ladestation opnå de maksimale økonomiske og sociale fordele ved at optimere konfigurationen og planlægningsstyringen.
Derfor kan man sige, at en integreret ladestation til optisk lagring og opladning er en ny type ladestation med gode udviklingsmuligheder.
Analyse af den nuværende situation for opførelse af elnet i landdistrikter
Opbygning af elnet i byområder
I øjeblikket er vores lands elnet i landdistrikterne stadig i en traditionel elnetstruktur, primært med utilstrækkelige luftledninger, automatisering af distributionsnetværk, digitalisering og anden moderne teknologi, hvilket betyder, at de fleste byer og landsbyer stadig mangler elektricitet. Der er fem problemer med opførelsen af elnet i vores landdistrikter.
1). Det lave niveau af automatisering af distributionsnetværk i nogle landsbyer og byer, det ufuldkomne automatiseringssystem til distributionsnetværket og manglen på overvågning i realtid og tidlig varsling af distributionsnetværkets drift påvirker alvorligt den normale drift af distributionsnetværkets automatiseringssystem i landsbyer og byer.
2). Distributionsledningens forsyningsradius er større i nogle landdistrikter, hvilket gør distributionsledningen ude af stand til at forkorte forsyningsradiusen effektivt.
3). Distributionsnetværkets struktur i nogle landdistrikter har et alvorligt aldringsfænomen, og nogle distributionsledninger har endda problemer såsom lille ledertværsnit, lille ledningsdiameter og ældning af udstyret.
4). Der er nogle problemer med konfigurationen af reaktiv effektkompensation i nogle landdistrikter, såsom utilstrækkelig udstyrskapacitet og kapacitet til reaktiv effektkompensation.
5). Strømforsyningsvirksomhederne i nogle landsbyer og byer mangler videnskabelige og fornuftige styringsmekanismer, planlægnings- og designidéer samt analyse og forudsigelse af strømforbruget på brugersiden.
Energistrukturen i kommunen
Energistrukturen i landdistrikterne er kendetegnet ved høj forurening, højt energiforbrug og lav effektivitet.
Med den hurtige udvikling af Kinas økonomi fortsætter folks levestandard med at forbedres, efterspørgslen efter energi stiger også, et stort forbrug af fossile brændstoffer resulterer i stigende miljøforurening.
I de senere år er energistrukturen i landdistrikterne blevet optimeret og opgraderet, og udnyttelsesniveauet og mængden af ren energi er steget markant.
1). Belastningskapaciteten i landdistrikterne er lille, og beboerne i landdistrikterne har et lavt strømforbrug og bruger primært elektriske apparater med lavt strømforbrug.
2). Antallet af elbiler (EV'er) i landdistrikterne stiger. Elbiler drives primært af elektrisk energi og bruger elsystemet til at levere hjælpeenergi. Stigningen i antallet af elbiler vil uundgåeligt resultere i en stigning i den elektriske belastning.
3). Strukturen af strømforsyningen i landdistrikterne er urimelig. På grund af det lave elforbrug, den enkelte strømforsyningsstruktur og manglen på videnskabelig og fornuftig planlægning og design er det vanskeligt at imødekomme elbehovet i landdistrikterne.
4). Der er alvorlig overbelastning i landdistrikterne, hvoraf nogle har problemer med lavspænding og aldrende ledninger, hvilket alvorligt påvirker den sikre og stabile drift af elsystemet.
Strømkvaliteten i distributionsnetværket i kommunen
Strømkvalitet er en af de vigtige faktorer, der påvirker livskvaliteten for landbeboere, og det er også et af de største problemer, som elvirksomheder skal løse. I øjeblikket står strømkvaliteten i distributionsnetværket i landdistrikter primært over for følgende tre aspekter af problemet.
1). Spændingsafvigelsen i landlige elnetværk er stor, og spændingen hos nogle brugere forekommer med en negativ afvigelse.
2). Ubalancegraden i trefasespændingen i distributionsnettet i nogle landsbyer og byer ligger uden for den nationale standard.
3). Der er alvorlige trefasede ubalancefænomener i distributionsnetværk i landdistrikter, hvilket fører til problemer med strømkvaliteten på brugersiden.
Casestudie om konstruktion af integreret optisk lagring og ladestation
For bedre at fremme den økonomiske udvikling i landdistrikterne fremmer staten kraftigt opførelsen af nye ladestationer til energi. I øjeblikket er der stadig nogle problemer med opførelsen af nye ladestationer til energi i vores land, for eksempel vanskelig placering af ladestationer, lav udnyttelse af ladefaciliteter og lav ladeeffektivitet.
Med dette for øje er vores land begyndt at fremskynde opførelsen af ladestationer til elbiler. For at løse problemet med opladning af elbiler i landdistrikter kan der bygges integrerede ladestationer til optisk lagring og opladning i landdistrikterne.
Den integrerede ladestation består af tre dele: et solcelleanlæg, et energilagringssystem og en ladestation. I forbindelse med konstruktionen er det nødvendigt først at bygge det solcelleanlæg, og derefter bruge energilagringssystemet til at styre opladningen af elbiler.
Derudover er det nødvendigt at installere en AC-ladestolpe og en DC-ladestolpe i ladestationen for at gøre det nemt at oplade elbiler.
Generelt er det økonomiske udviklingsniveau i landdistrikterne relativt lavt, så omkostningerne ved at bygge integrerede ladestationer til optisk lagring og opladning er relativt lave. Hvis man tager en kommune som eksempel, er kommunens økonomiske niveau på mellemniveau i landet, og opførelsen af integrerede optiske lagrings- og ladestationer kan opnå gode økonomiske fordele.
1). Byen har i sig selv tilstrækkelige lysressourcer og jordressourcer, som fuldt ud kan udnyttes til at bygge den integrerede ladestation til lyslagring og -opladning.
Ved design af integreret optisk lagring og ladestation bør man først vælge de passende byggematerialer og strukturelle form, og derefter kombinere designet med den lokale geografiske placering og klimaforhold.
For eksempel, i byen på grund af det kolde klima, tilstrækkeligt lys og relativt mange jordressourcer, kan man vælge solcellepaneler til at bygge integreret lagring og ladestation.
2). PV-systemet er primært ansvarligt for opladning af elbiler, mens energilagringssystemet er ansvarligt for lagring af elektricitet. PV-systemet og energilagringssystemet bør kombineres på en rimelig måde under konstruktionen.
Derudover er det nødvendigt at fastsætte kapaciteten og mængden af energilagringsbatterier og akkumulatorer i energilagringssystemet på en rimelig måde. Batterikapaciteten bør indstilles i henhold til elbilens opladningsbehov. Generelt kan batterikapaciteten bestemmes i henhold til brugssituationen, placeringen og markedsefterspørgslen efter elbiler. På dette grundlag bør elbilens opladningstid og opladningseffektivitet designes på en rimelig måde.
3). Den integrerede ladestation til optisk lagring og opladning skal også konfigurere ladestationens forskellige udstyr på en rimelig måde.
Ved konstruktionen af den integrerede ladestation bør man forsøge at vælge udstyr af god kvalitet og stabil ydeevne for at undgå udstyrsfejl, der påvirker ladestationens normale drift.
Derudover kan intelligent styring af optisk lagring og integreret opladning af ladestationer realiseres ved at forbedre ladestationens intelligente grad.
4). Efter opførelsen af den integrerede ladestation er det nødvendigt at udføre godkendelse og prøvedrift af stationen:
① Det skal være i overensstemmelse med nationale standarder og branchestandarder for accept;
② Om dens konstruktion er i overensstemmelse med de lokale politiske krav og brugerens krav til accept;
③ Den bør accepteres til normal drift. Prøvedriften omfatter primært følgende to aspekter: ① Det bør testes, om ladestationen overholder ladestandarderne og relaterede normer; ② Det bør testes, om ladestationen overholder sikkerhedsforskrifterne og relaterede standarder.
Optisk lagring og opladning med integreret opladningskapacitetskonfiguration
Opladningstiden for et elbil påvirkes primært af bilens effekt og opladningstid, det vil sige batteriets opladningstid og den elektriske mængdes opladningstid.
Derfor er det nødvendigt at estimere ladetiden i henhold til elbilens effekt. I øjeblikket er der ingen ensartet standard for ladesøjler i vores land, og ladetiden for ladesøjler fra forskellige mærker er ret forskellig, så vi kan bruge nogle metoder til at estimere ladetiden for ladesøjler. Ladesøjlerne blev klassificeret efter henholdsvis 4 timer, 12 timer og 16 timer.
Ifølge ovenstående metode kan ladestationens opladningstid estimeres, og ladestationens opladningstid kan bestemmes med forskellige kapacitetskonfigurationer. Ved kapacitetsallokering af ladestationer bør vi også fuldt ud tage højde for landbeboernes karakteristika og behovene for opladning af elbiler.
Forskellige spændingsniveauer i elbiler kræver forskellig effekt, så i henhold til behovene for ladestationens udstyrskonfiguration.
Under normale omstændigheder har landbeboere spændingsniveauer på 220V og 110V, så ved konstruktion af ladestationer skal de udstyres med tilsvarende spændingsniveauer for ladepæle.
Tag Anhui-provinsen som eksempel. Under normale omstændigheder er spændingsniveauet i landlige boliger på 10 kV og 35 kV. Med stigningen i elbilers strømforbrug og reduktionen af opladningstiden vil den gennemsnitlige opladningstid gradvist falde.
Integreret optisk lagring og ladestationsprojekt
Analyse af økonomisk fordel
Den integrerede ladestation med 4 typer effekt er 120 kW, 250 kW, 400 kW og 600 kW. Det er konstateret, at den interne rente er 10,24 %, og tilbagebetalingsperioden er 3,65 år, når effekten er 120 kW.
På grund af det lille antal elbiler og den lave efterspørgsel efter opladning i vores land, kan vi vælge et projekt med lille kapacitet til at bygge den integrerede ladestation for at imødekomme de nuværende behov for opladning af elbiler i landdistrikterne.
Konstruktion af integreret optisk lagring og ladestation
Tekniske vanskeligheder og løsninger
Følgende tekniske vanskeligheder skal løses for at videreudvikle integrerede optiske lagrings- og ladestationer i landdistrikter.
1). Design og konstruktion af brugersidet energilagringssystem. Design og konstruktion af brugersidet energilagringssystem er nøglen til konstruktionen af integrerede optiske lagrings- og ladestationer i landdistrikter.
2). Koordineret styring af det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og ladesystemet. Det er nødvendigt at tage koordineringen og kontrollen mellem det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og ladesystemet i betragtning, når man bygger integrerede ladestationer i landdistrikter. Koordineringen af kontrollen mellem det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og ladesystemet omfatter primært to aspekter:
På den ene side er det den koordinerede styring mellem det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og energilagringssystemet, på den anden side er det den koordinerede styring mellem det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og opladningssystemet.
Lade- og afladningsregulatorer, effektregulatorer og andre enheder kan bruges til at koordinere styringen mellem det fotovoltaiske kraftproduktionssystem og energilagringssystemet.
Når udgangseffekten fra det fotovoltaiske kraftproduktionssystem er utilstrækkelig, kan den overskydende strøm rettidigt genopfyldes til ladestationen af opladnings- og afladningsregulatoren. Effektregulatoren kan bruges til at reducere den fotovoltaiske kraftproduktionskapacitet og derved undgå overopladning.
Derudover kan superkondensatoren bruges til at opnå opladningsfunktionen i solcelleanlæg til kraftproduktion.
3). Strategi for styring af ladestationer til nettilslutning. Under normale omstændigheder fører små elnet i landdistrikter til ustabilitet i nettilslutningen. For at sikre sikkerheden i strømforbruget i landdistrikter bør et stort antal distribuerede strømforsyninger i elnettet styres og styres af en nettilsluttet controller.
Samtidig kan den distribuerede strømforsyning tilsluttes elnettet via netkonverteren.
Derudover er det nødvendigt at anvende batteri, superkondensator og andre enheder for at opnå koordineret styring af den distribuerede strømforsyning.
4). Design af strømfordelingsstyring for ladestationen. Generelt kan overskydende strøm tilføres ladestationen via en tovejskonverter, når brugerens energilagringskapacitet er utilstrækkelig, og når brugerens energilagringskapacitet er tilstrækkelig, kan superkondensatorer bruges til at oplade og aflade det fotovoltaiske kraftproduktionsudstyr.
5). Drift, vedligeholdelse og styring af optisk lagring og integrerede ladestationer. Specifikt omfatter det følgende syv aspekter: ① At udarbejde en solid arbejdsplan; ② At styrke uddannelsen af relevant personale; ③ at regelmæssigt inspicere og vedligeholde udstyret; ④ At etablere og forbedre ladestationens driftsstyringssystem; ⑤ At regelmæssigt organisere og udføre forskellige træningsaktiviteter; ⑥ At etablere og forbedre ladestationens drifts- og vedligeholdelsesmekanisme; ⑦ At håndtere udstyrsfejl rettidigt osv.
Denne artikel analyserer teknologien og økonomien bag solcelleanlæg og energilagringsprojekter og konkluderer, at det er muligt at bygge integrerede ladestationer i landdistrikter.
Ordningen har gode økonomiske og sociale fordele og opfylder kravene til udviklingen af en ny energiproduktionsindustri under "Double carbon"-målet i Kina. Med den fortsatte udvikling af ny energiproduktionsteknologi vil solcellebaseret kraftproduktionsteknologi blive mere udbredt, og energilagringsteknologi vil også blive mere udbredt.
Derfor bør vores land øge forskningen i avancerede nye energiproduktionsteknologier, såsom ny energilagringsteknologi og solcellebaseret kraftproduktionsteknologi, for at yde mere støtte til udviklingen af nye energiproduktionsindustrier.
