Tässä artikkelissa esitetään strategia integroitujen optisten tallennus- ja latausasemien rakentamiseksi maaseutualueille ja esitellään strategian konkreettiset soveltamismenetelmät, jotka keskittyvät pienen tehon kuormitukseen ja vaikeaan lataukseen maaseutualueilla.
Tulokset osoittavat, että optisten tallennus- ja latausintegroitujen latausasemien rakentaminen kaupunkeihin voi parantaa merkittävästi sähkönkulutuksen tehokkuutta ja vähentää investointi- ja käyttökustannuksia.
Integroidun optisen tallennustilan ja latausaseman rakentamisen tärkeys
Sähköajoneuvojen määrän kasvaessa myös lataustarve kasvaa. Jos latausta ei hallita asianmukaisesti, se johtaa suureen sähköenergian hukkaan sähköajoneuvojen latausprosessissa ja siten suureen paineeseen sähköjärjestelmällemme. Optisten tallennus- ja latausasemien rakentaminen voi tehokkaasti ratkaista edellä mainitut ongelmat.
Integroitu latausasema on uusi latausasematila, joka hyödyntää latausasemassa aurinkosähkön tuotanto- ja energian varastointitekniikkaa tarjotakseen hyvän ratkaisun sähköajoneuvojen lataamiseen.
Tässä tilassa aurinkosähkön tuotanto voidaan siirtää suoraan latausasemalle verkkoon kytkennän kautta, ja akun lataaminen voi sitten tuottaa sähköä sähköajoneuvoille. Energian varastointitekniikka on verkkoon hajautettujen energian varastointilaitteiden käyttöä, kun käyttäjän on toimitettava sähköä verkkoon. Perinteiseen latausasemaan verrattuna optinen tallennus- ja latausintegroitu latausasema voi tehokkaasti parantaa sähköjärjestelmän toimintatehokkuutta.
Optisen tallennuksen ja latauksen integroitu latausasema voi tehokkaasti vähentää sähköajoneuvojen sähkölataus- ja käyttökustannuksia latausprosessin aikana.
Tässä mallissa aurinkosähkö- ja energian varastointijärjestelmät jatkavat toimintaansa, kunnes sähköverkosta loppuu sähkö, ja sähköajoneuvojen latausprosessin aikana syntyvä varaus katetaan integroiduilla latausasemilla.
Käyttäjille tämä malli ei ainoastaan säästä kustannuksia, vaan myös vähentää tehokkaasti energianhukkaa. Varsinaisessa käyttöprosessissa optinen tallennus- ja latausasema voi saavuttaa maksimaaliset taloudelliset ja sosiaaliset hyödyt optimoimalla kokoonpanon ja aikataulutuksen hallinnan.
Siksi voidaan sanoa, että optinen tallennus- ja latausintegroitu latausasema on uudentyyppinen latausasema, jolla on hyvät kehitysnäkymät.
Sähköverkon rakentamisen nykytilanteen analyysi maaseudulla
Sähköverkon rakentaminen kunta-alueilla
Tällä hetkellä maaseudun sähköverkko on vielä perinteisen sähköverkkorakenteen vaiheessa, joka perustuu pääasiassa ilmajohtoihin, jakeluverkon automatisointiin, digitalisointiin ja muihin nykyaikaisen teknologian sovelluksiin, mutta on riittämätöntä, ja useimmat kaupungit ja kylät ovat edelleen ilman sähköä. Sähköverkon rakentamisessa maaseudulla on viisi ongelmaa.
1). Jakeluverkon automaation alhainen taso joissakin kylissä ja kaupungeissa, epätäydellinen jakeluverkon automaatiojärjestelmä sekä jakeluverkon toiminnan reaaliaikaisen seurannan ja varhaisen varoituksen puute vaikuttavat vakavasti jakeluverkon automaatiojärjestelmän normaaliin toimintaan kylissä ja kaupungeissa.
2). Jakelulinjan syöttösäde on joillakin maaseutualueilla suurempi, minkä vuoksi jakelulinja ei pysty lyhentämään syöttösädettä tehokkaasti.
3). Joillakin maaseutualueilla jakeluverkon rakenteessa on vakava ikääntymisilmiö, ja joillakin jakelulinjoilla on jopa ongelmia, kuten pieni johtimen poikkileikkaus, pieni johtimen halkaisija ja laitteiden ikääntyminen.
4). Joillakin maaseutualueilla loistehon kompensoinnin konfiguroinnissa on joitakin ongelmia, kuten riittämätön laitteistokapasiteetti ja loistehon kompensointikapasiteetti.
5). Joidenkin kylien ja kaupunkien sähkönjakeluyrityksiltä puuttuu tieteellinen ja järkevä johtamismekanismi, suunnittelu- ja suunnitteluidea sekä käyttäjän puolen sähkönkulutuksen analysointi ja ennustaminen.
Kunta-alueen energiarakenne
Maaseutualueiden energiarakenteelle on ominaista korkea saastetaso, korkea energiankulutus ja alhainen hyötysuhde.
Kiinan talouden nopean kehityksen myötä ihmisten elintaso paranee jatkuvasti, energian kysyntä kasvaa ja fossiilisten energialähteiden kulutus kasvaa, mikä johtaa ympäristön saastumisen lisääntymiseen.
Viime vuosina maaseudun energiarakennetta on optimoitu ja päivitetty, ja puhtaan energian käyttöaste ja määrä ovat selvästi kasvaneet.
1). Maaseutualueiden kuormituskapasiteetti on pieni, ja maaseudun asukkailla on alhainen sähkönkulutus ja he käyttävät pääasiassa pienitehoisia sähkölaitteita.
2). Sähköajoneuvojen (EVS) määrä maaseutualueilla on kasvussa. Sähköajoneuvot toimivat pääasiassa sähköenergialla ja käyttävät sähköjärjestelmää apuenergian tuottamiseen. Sähköajoneuvojen määrän kasvu johtaa väistämättä sähkökuorman kasvuun.
3). Maaseutualueiden sähkönjakelun rakenne on kohtuuton. Alhaisen sähkönkulutuksen, yhtenäisen sähkönjakelurakenteen sekä tieteellisen ja järkevän suunnittelun puutteen vuoksi sähkön kysyntään on vaikea vastata maaseudulla.
4). Maaseutualueilla on vakavaa ylikuormitusta, ja joillakin alueilla on ongelmia matalan jännitteen ja ikääntyvien linjojen kanssa, mikä vaikuttaa vakavasti sähköjärjestelmän turvalliseen ja vakaaseen toimintaan.
Jakeluverkon sähkönlaatu kunta-alueella
Sähkön laatu on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat maaseudun asukkaiden elämänlaatuun, ja se on myös yksi tärkeimmistä ongelmista, jotka sähköyritysten on ratkaistava. Tällä hetkellä maaseudun jakeluverkon sähkön laatuun liittyvät pääasiassa seuraavat kolme ongelman osa-aluetta.
1). Maaseudun sähköverkon jännitepoikkeama on suuri, ja joidenkin käyttäjien jännitepoikkeama on negatiivinen.
2). Joidenkin kylien ja kaupunkien jakeluverkon kolmivaihejännitteen epätasapainoaste on kansallisen standardin ulkopuolella.
3). Maaseutualueiden jakeluverkoissa esiintyy vakavia kolmivaiheisia epätasapainoilmiöitä, jotka johtavat sähkönlaatuongelmiin käyttäjän puolella.
Tapaustutkimus integroidun optisen tallennus- ja latausaseman rakentamisesta
Maaseudun taloudellisen kehityksen edistämiseksi valtio tukee voimakkaasti uusien energian latausasemien rakentamista. Tällä hetkellä uusien energian latausasemien rakentamisessa maassamme on edelleen joitakin ongelmia, kuten latausasemien vaikea sijainti, lataustilojen alhainen käyttöaste ja alhainen lataustehokkuus.
Tätä varten maassamme on alettu nopeuttaa sähköajoneuvojen latausasemien rakentamista. Sähköajoneuvojen latausongelman ratkaisemiseksi maaseudulla maaseudulle voidaan rakentaa integroitu optisen tallennuksen ja latauksen latausasema.
Integroitu latausasema koostuu kolmesta osasta: aurinkosähköjärjestelmästä, energian varastointijärjestelmästä ja latausasemasta. Rakennusprosessissa on ensin rakennettava aurinkosähköjärjestelmä ja sitten käytettävä energian varastointijärjestelmää sähköajoneuvojen latauksen hallintaan.
Lisäksi latausasemalle on asennettava AC- ja DC-latauspisteet sähköajoneuvojen latauksen helpottamiseksi.
Kokonaisuutena maaseutualueiden taloudellinen kehitystaso on suhteellisen alhainen, joten optisten tallennus- ja latausasemien rakentamiskustannukset ovat suhteellisen alhaiset. Esimerkiksi kunnalla taloudellinen taso on maan keskitasoa, ja integroitujen optisten tallennus- ja latausasemien rakentaminen voi saavuttaa hyviä taloudellisia hyötyjä.
1). Kaupungilla itsellään on riittävästi valo- ja maaresursseja, jotka voidaan hyödyntää täysimääräisesti valon varastointiin ja lataamiseen tarkoitetun integroidun latausaseman rakentamiseen.
Integroidun optisen tallennus- ja latausaseman suunnittelussa on ensin valittava sopivat rakennusmateriaalit ja rakennemuoto ja yhdistettävä ne sitten paikalliseen maantieteelliseen sijaintiin ja ilmasto-olosuhteisiin suunnittelussa.
Esimerkiksi kaupungissa kylmän ilmaston, riittävän valon ja suhteellisen suurten maavarojen vuoksi voit valita aurinkosähköpaneeleja integroitujen varastointi- ja latausasemien rakentamiseen.
2). Aurinkosähköjärjestelmä vastaa pääasiassa sähköajoneuvojen lataamisesta, kun taas energian varastointijärjestelmä vastaa sähkön varastoinnista. Aurinkosähköjärjestelmä ja energian varastointijärjestelmä tulisi yhdistää järkevällä tavalla rakentamisen aikana.
Lisäksi on tarpeen asettaa järkevästi energian varastointijärjestelmän energian varastoinnin akun ja akun kapasiteetti ja määrä. Akun kapasiteetti tulisi asettaa sähköajoneuvon lataustarpeen mukaan. Yleisesti ottaen akun kapasiteetti voidaan määrittää sähköajoneuvon käyttötilanteen, sijainnin ja markkinakysynnän mukaan. Tämän perusteella sähköajoneuvon latausaika ja lataustehokkuus tulisi suunnitella kohtuullisesti.
3). Optisen tallennus- ja latausintegroidun latausaseman on myös kohtuullisesti konfiguroitava latausaseman eri laitteet.
Integroidun latausaseman rakentamisessa tulisi pyrkiä valitsemaan laadukkaita ja vakaan suorituskyvyn laitteita, jotta vältetään laitteiden vikaantuminen ja latausaseman normaalin toiminnan häiriintyminen.
Lisäksi optisen tallennustilan ja latauksen integroidun latausaseman älykäs hallinta voidaan toteuttaa parantamalla latausaseman älykkyyttä.
4). Integroidun latausaseman rakentamisen jälkeen on tarpeen suorittaa aseman vastaanotto ja koekäyttö:
① Sen tulee olla kansallisten standardien ja alan standardien mukainen hyväksyntää varten;
② Onko sen rakenne paikallisten käytäntöjen ja käyttäjien hyväksyntävaatimusten mukainen;
③ Se tulee hyväksyä normaaliin käyttöön. Koekäyttö sisältää pääasiassa seuraavat kaksi osa-aluetta: ① Testataan, täyttääkö latausasema latausstandardit ja niihin liittyvät normit; ② Testataan, täyttääkö latausasema turvallisuusmääräykset ja niihin liittyvät standardit.
Optisen tallennustilan ja latauksen integroitu latauspinokapasiteettikokoonpano
Sähköajoneuvon latausaikaan vaikuttavat pääasiassa sähköajoneuvon teho ja latausaika eli akun latausaika ja sähkömäärän latausaika.
Siksi on tarpeen arvioida latausaika sähköajoneuvon tehon mukaan. Tällä hetkellä maassamme ei ole yhtenäistä latauspinojen standardia, ja eri merkkien latauspinojen latausajat vaihtelevat melkoisesti, joten voimme käyttää joitakin menetelmiä latauspinojen latausajan arvioimiseksi. Latauspinot luokiteltiin vastaavasti 4H, 12h ja 16h -luokkiin.
Yllä olevan menetelmän avulla voidaan arvioida latauspaalun latausaika ja saada eri kapasiteettikonfiguraatioilla varustettujen latauspaalun latausaika. Latauspaalujen kapasiteetin kohdentamisessa on otettava täysin huomioon myös maaseudun asukkaiden ominaispiirteet ja sähköajoneuvojen lataustarpeet.
Sähköajoneuvojen eri jännitetasot vaativat erilaista tehoa, joten latausaseman laitteiston kokoonpano riippuu tarpeista.
Normaalioloissa maaseudun asukkaiden jännitetasot ovat 220 V ja 110 V, joten latausasemien rakentamisessa on oltava vastaavat jännitetasot latauspinoilla.
Otetaan esimerkiksi Anhuin maakunta, jossa normaaleissa olosuhteissa maaseudun asuinalueiden jännitetasot ovat 10 kV ja 35 kV. Sähköajoneuvojen tehon kasvaessa ja latausajan lyhentyessä keskimääräinen latausaika lyhenee vähitellen.
Integroitu optinen tallennus- ja latausasemaprojekti
Taloudellisen hyödyn analyysi
Integroidussa latausasemassa on neljä tehovaihtoehtoa: 120 kW, 250 kW, 400 kW ja 600 kW. Sisäinen korkokanta on 10,24 % ja takaisinmaksuaika 3,65 vuotta, kun teho on 120 kW.
Sähköajoneuvojen pienen määrän ja alhaisen latauskysynnän vuoksi maassamme voimme valita pienikapasiteettisen hankkeen integroidun latausaseman rakentamiseksi, jotta voimme vastata maaseudun nykyisiin sähköajoneuvojen lataustarpeisiin.
Integroidun optisen tallennus- ja latausaseman rakentaminen
Tekniset vaikeudet ja ratkaisut
Seuraavat tekniset vaikeudet on ratkaistava integroitujen optisten tallennus- ja latausasemien jatkokehittämiseksi maaseutualueilla.
1). Käyttäjäpuolen energian varastointijärjestelmän suunnittelu ja rakentaminen. Käyttäjäpuolen energian varastointijärjestelmän suunnittelu ja rakentaminen on avainasemassa integroidun optisen varastoinnin ja latausaseman rakentamisessa maaseudulla.
2). Aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja latausjärjestelmän koordinoitu ohjaus. Aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja latausjärjestelmän välinen koordinointi ja ohjaus on otettava täysin huomioon rakennettaessa integroitua latausasemaa maaseudulle. Aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja latausjärjestelmän välinen koordinoitu ohjaus sisältää pääasiassa kaksi näkökohtaa:
Toisaalta se on aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja energian varastointijärjestelmän välistä koordinoitua ohjausta, ja toisaalta se on aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja latausjärjestelmän välistä koordinoitua ohjausta.
Lataus- ja purkausohjainta, tehonsäädintä ja muita laitteita voidaan käyttää koordinoimaan aurinkosähköntuotantojärjestelmän ja energian varastointijärjestelmän välistä ohjausta.
Kun aurinkosähköntuotantojärjestelmän lähtöteho on riittämätön, lataus- ja purkausohjain voi täydentää ylimääräistä tehoa latausasemalle ajoissa, ja tehonsäädintä voidaan käyttää aurinkosähkön tuotantokapasiteetin vähentämiseen, jolloin vältetään ylilataus.
Lisäksi superkondensaattoria voidaan käyttää aurinkosähköntuotantolaitteiden lataustoiminnon saavuttamiseen.
3). Latausaseman verkkoon kytketyn ohjausstrategia. Normaalioloissa maaseudun pienet sähköverkot johtavat verkkoon kytkennän epävakauteen. Maaseudun sähkönkulutuksen turvallisuuden varmistamiseksi suurta määrää hajautettua sähkönsyöttöä sähköverkossa tulisi ohjata ja hallita verkkoon kytketyllä ohjaimella.
Samaan aikaan hajautettu virtalähde voidaan kytkeä sähköverkkoon verkonpuoleisen muuntimen kautta.
Lisäksi on tarpeen käyttää akkua, superkondensaattoria ja muita laitteita hajautetun virtalähteen koordinoidun ohjauksen saavuttamiseksi.
4). Latausaseman virranjakelun ohjaussuunnittelu. Yleisesti ottaen, kun käyttäjän puolen energian varastointikapasiteetti ei riitä, ylimääräinen teho voidaan syöttää latausasemaan kaksisuuntaisen muuntimen kautta, ja kun käyttäjän puolen energian varastointikapasiteetti on riittävä, superkondensaattoreita voidaan käyttää aurinkosähkön tuotantolaitteiden lataamiseen ja purkamiseen.
5). Optisen tallennustilan ja latauksen integroidun latausaseman käyttö, ylläpito ja hallinta. Se sisältää tarkemmin sanottuna seuraavat seitsemän osa-aluetta: ① Hyvän työsuunnitelman laatiminen; ② Asianomaisen henkilöstön koulutuksen vahvistaminen; ③ Laitteiden säännöllinen tarkastus ja huolto; ④ Latausaseman käytön hallintajärjestelmän perustaminen ja parantaminen; ⑤ Erilaisten koulutustoimien säännöllinen järjestäminen ja toteuttaminen; ⑥ Latausaseman käyttö- ja kunnossapitomekanismin perustaminen ja parantaminen; ⑦ Laitteistoviikkojen korjaaminen oikea-aikaisesti jne.
Tässä artikkelissa analysoidaan aurinkosähkön tuotanto- ja energian varastointihankkeiden teknologiaa ja taloudellisuutta ja tehdään johtopäätös, että integroitujen latausasemien rakentaminen maaseudulle on mahdollista.
Hankkeella on hyviä taloudellisia ja sosiaalisia hyötyjä, ja se täyttää Kiinan "kaksoishiilen" tavoitteen mukaisen uuden energiantuotantoteollisuuden kehittämisen vaatimukset. Uuden energiantuotantoteknologian jatkuvan kehityksen myötä aurinkosähköntuotantoteknologiaa käytetään laajemmin, ja myös energian varastointiteknologiaa käytetään laajemmin.
Siksi maamme tulisi lisätä tutkimusta edistyneistä uusista energiantuotantoteknologioista, kuten uusista energian varastointiteknologioista ja aurinkosähköntuotantoteknologioista, tarjotakseen enemmän tukea uuden energiantuotantoteollisuuden kehittämiselle.
