Þessi grein fjallar um vandamál vegna lágs aflsálags og erfiðleika með hleðslu á landsbyggðinni og setur fram stefnu um að byggja upp samþætta ljósgeymslu- og hleðslustöð á landsbyggðinni og kynnir raunverulegar aðferðir við beitingu stefnunnar.
Niðurstöðurnar sýna að bygging hleðslustöðva með ljósgeymslu og hleðslu í bæjum getur bætt verulega skilvirkni rafmagnsnotkunar og dregið úr fjárfestingarkostnaði og rekstrarkostnaði.
Mikilvægi þess að byggja upp samþætta ljósgeymslu og hleðslustöð
Þar sem fjöldi rafknúinna ökutækja eykst, eykst eftirspurn eftir hleðslutækjum. Ef það er ekki meðhöndlað rétt mun það leiða til mikillar sóunar á raforku í hleðsluferli rafknúinna ökutækja og valda miklu álagi á raforkukerfi okkar. Uppbygging hleðslustöðva með ljósgeymslu og hleðslu getur leyst ofangreind vandamál á áhrifaríkan hátt.
Innbyggða hleðslustöðin er ný hleðslustöðvarstilling sem notar sólarorkuframleiðslu og orkugeymslutækni á hleðslustöðina til að veita góða lausn fyrir hleðslu rafbíla.
Í þessum ham er hægt að senda sólarorkuframleiðslu beint til hleðslustöðvarinnar í gegnum tengilið við raforkunetið og síðan með því að hlaða rafhlöðuna er hægt að útvega rafmagn fyrir rafknúin ökutæki; Orkugeymslutækni er notkun orkugeymslubúnaðar sem er dreifður um raforkunetið þegar notandinn þarf að útvega rafmagn til raforkunetsins. Í samanburði við hefðbundnar hleðslustöðvar getur ljósgeymsla og hleðslutengd hleðslustöð bætt rekstrarhagkvæmni raforkukerfisins á áhrifaríkan hátt.
Samþætt hleðslustöð fyrir ljósgeymslu og hleðslu getur á áhrifaríkan hátt dregið úr rafmagnskostnaði og rekstrarkostnaði við hleðslu rafknúinna ökutækja.
Samkvæmt þessari fyrirmynd munu sólarorku- og orkugeymslukerfi halda áfram að starfa þar til rafmagnið klárast í raforkukerfinu og hleðslan sem myndast við hleðslu rafknúinna ökutækja verður tryggð með samþættum hleðslustöðvum.
Fyrir notendur getur þessi gerð ekki aðeins sparað kostnað heldur einnig dregið úr orkusóun á áhrifaríkan hátt. Í raunverulegu rekstrarferlinu getur ljósgeymsla og hleðslustöð náð hámarks efnahagslegum og félagslegum ávinningi með því að hámarka stillingar og áætlanagerð.
Því má segja að hleðslustöð með samþættri ljósgeymslu og hleðslu sé ný tegund hleðslustöðvar með góða þróunarmöguleika.
Greining á núverandi stöðu raforkukerfaframkvæmda á landsbyggðinni
Rafmagnsframkvæmdir í bæjarhverfum
Eins og er er raforkukerfi dreifbýlis landsins enn á því stigi þar sem hefðbundið raforkukerfi byggir á uppbyggingu, aðallega með ófullnægjandi notkun loftlína, sjálfvirkni dreifikerfa, stafrænnar umbreytingar og annarrar nútímatækni, og flestir bæir og þorp eru enn án rafmagns. Það eru fimm vandamál í uppbyggingu raforkukerfis á dreifbýlissvæðum landsins.
1). Lítil sjálfvirkni dreifikerfa í sumum þorpum og bæjum, ófullkomið sjálfvirknikerfi dreifikerfa og skortur á rauntíma eftirliti og snemmbúnum viðvörunum um rekstur dreifikerfa hafa alvarleg áhrif á eðlilegan rekstur sjálfvirknikerfis dreifikerfa í þorpum og bæjum.
2). Aðveitulínan er stærri á sumum dreifbýlissvæðum, sem gerir það að verkum að dreifilínan getur ekki stytt hana á áhrifaríkan hátt.
3). Uppbygging dreifikerfa á sumum dreifbýlissvæðum hefur alvarlega öldrun og sumar dreifilínur eiga jafnvel við vandamál að stríða eins og lítill þversniðsleiðari, lítill vírþvermál og öldrun búnaðar.
4). Það eru nokkur vandamál í uppsetningu á lausn til að jafna hvarfgjarnafl á sumum dreifbýlissvæðum, svo sem ófullnægjandi afkastageta búnaðar og afkastageta til að jafna hvarfgjarnafl.
5). Rafveitufyrirtæki í sumum þorpum og bæjum skortir vísindalega og skynsamlega stjórnunaraðferðir, skipulags- og hönnunarhugmyndir og greiningu og spár um orkunotkun notandans.
Orkuuppbygging bæjarsvæðisins
Orkuuppbygging á landsbyggðinni einkennist af mikilli mengun, mikilli orkunotkun og lágri skilvirkni.
Með hraðri þróun kínverska hagkerfisins halda lífskjör fólks áfram að batna, eftirspurn eftir orku er einnig að aukast, mikil notkun jarðefnaeldsneytisorku leiðir til aukinnar umhverfismengun.
Á undanförnum árum hefur orkuuppbygging á landsbyggðinni verið fínstillt og uppfærð og nýtingarstig og magn hreinnar orku hefur aukist greinilega.
1). Á landsbyggðinni er lítil burðargeta og íbúar þar nota lítið afl og nota aðallega rafmagnstæki sem nota lítið afl.
2). Fjöldi rafknúinna ökutækja (EVS) á landsbyggðinni er að aukast. Rafknúin ökutæki eru aðallega knúin áfram af rafmagni og nota raforkukerfið til að veita aukaorku. Aukning á fjölda rafknúinna ökutækja mun óhjákvæmilega leiða til aukinnar rafmagnsnotkunar.
3). Uppbygging raforkuframboðs á landsbyggðinni er óeðlileg. Vegna lítillar rafmagnsnotkunar, eins raforkuframboðs og skorts á vísindalegri og skynsamlegri skipulagningu og hönnun er erfitt að mæta rafmagnsþörf á landsbyggðinni.
4). Alvarlegt ofhleðsla er á landsbyggðinni, og sum hver glíma við vandamál vegna lágspennu og öldrunar á línum, sem hefur alvarleg áhrif á öruggan og stöðugan rekstur raforkukerfisins.
Rafmagnsgæði dreifikerfisins í bæjarfélaginu
Rafmagnsgæði eru einn mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á lífsgæði íbúa dreifbýlis og það er einnig eitt af helstu vandamálunum sem raforkufyrirtæki verða að leysa. Eins og er stendur eru eftirfarandi þrjár hliðar á vandamálinu varðandi gæði raforku í dreifikerfum á landsbyggðinni.
1). Spennufrávikið í dreifbýlisrafkerfinu er mikið og spennan hjá sumum notendum virðist vera neikvæð.
2). Ójafnvægi í þriggja fasa spennu dreifikerfisins í sumum þorpum og bæjum er utan landsstaðals.
3). Alvarleg þriggja fasa ójafnvægisfyrirbæri eru í dreifikerfum á landsbyggðinni, sem leiðir til vandamála varðandi gæði rafmagnsins hjá notendum.
Rannsókn á smíði samþættrar ljósgeymis og hleðslustöðvar
Til að efla betur efnahagsþróun dreifbýlissvæða hvetur ríkið ötullega til byggingu nýrra hleðslustöðva fyrir orkunotkun. Eins og er eru enn nokkur vandamál við byggingu nýrra hleðslustöðva fyrir orkunotkun í landi okkar, til dæmis erfið staðsetning hleðslustöðva, lítil nýting hleðsluaðstöðu og lítil hleðsluhagkvæmni.
Í þessu skyni hefur landið okkar byrjað að flýta fyrir byggingu hleðslustöðva fyrir rafbíla. Til að leysa vandamálið með hleðslu rafbíla á landsbyggðinni er hægt að byggja samþættar hleðslustöðvar fyrir ljósgeymslu og hleðslu á landsbyggðinni.
Samþætta hleðslustöðin samanstendur af þremur hlutum: sólarorkuframleiðslukerfi, orkugeymslukerfi og hleðslustöð. Í byggingarferlinu er nauðsynlegt að byggja fyrst sólarorkuframleiðslukerfið og síðan nota orkugeymslukerfið til að stjórna hleðslu rafknúinna ökutækja.
Að auki er nauðsynlegt að setja upp hleðslustöð fyrir riðstraum og jafnstraum í hleðslustöðinni til að auðvelda hleðslu rafbíla.
Í heildina er efnahagsþróunarstig dreifbýlis tiltölulega lágt, þannig að kostnaður við að byggja hleðslustöðvar fyrir ljósgeyma og hleðslu er tiltölulega lágur. Efnahagslegt stig sveitarfélags er í miðlungsflokki landsins og bygging samþættrar hleðslustöðvar fyrir ljósgeyma og hleðslu getur skilað góðum efnahagslegum ávinningi.
1). Bærinn sjálfur býr yfir nægilegum ljósauðlindum og landauðlindum sem hægt er að nýta til fulls til að byggja samþætta hleðslustöð fyrir ljósgeymslu og hleðslu.
Við hönnun samþættrar ljósgeymslu og hleðslustöðvar ætti fyrst að velja viðeigandi byggingarefni og burðarform og síðan sameina hönnunina við landfræðilega staðsetningu og loftslagsaðstæður.
Til dæmis, vegna kulda í bænum, nægilegs ljóss og tiltölulega mikils landbúnaðar, er hægt að velja sólarsellur til að byggja samþætta geymslu- og hleðslustöð.
2). Sólarorkukerfið sér aðallega um hleðslu rafbíla, en orkugeymslukerfið sér um geymslu raforkunnar. Samræma ætti sólarorkukerfið og orkugeymslukerfið á skynsamlegan hátt á byggingartíma.
Að auki er nauðsynlegt að stilla afkastagetu og magn orkugeymslurafhlöðu og geymslurafhlöðu í orkugeymslukerfinu á sanngjarnan hátt. Rafhlöðuafkastageta ætti að vera stillt í samræmi við hleðsluþörf rafknúinna ökutækja. Almennt er hægt að ákvarða afkastagetu rafhlöðunnar í samræmi við notkunaraðstæður, staðsetningu og markaðsþörf rafknúinna ökutækja. Á þessum grundvelli ætti að hanna hleðslutíma og hleðsluhagkvæmni rafknúinna ökutækja á sanngjarnan hátt.
3). Hleðslustöðin sem er samþætt fyrir ljósgeymslu og hleðslu þarf einnig að vera stillt upp á sanngjarnan hátt fyrir ýmsan búnað hleðslustöðvarinnar.
Við smíði samþættrar hleðslustöðvar ætti að leitast við að velja góða og stöðuga búnað til að koma í veg fyrir bilun í búnaði og hafa áhrif á eðlilega virkni hleðslustöðvarinnar.
Að auki er hægt að ná fram snjallri stjórnun á sjóngeymslu og hleðslu með því að bæta snjallstig hleðslustöðvarinnar.
4). Eftir að samþætta hleðslustöðin hefur verið smíðuð er nauðsynlegt að framkvæma samþykki og prufukeyrslu stöðvarinnar:
① Það ætti að vera í samræmi við innlenda staðla og iðnaðarstaðla til að vera samþykkt;
② Hvort smíði þess sé í samræmi við staðbundnar reglur og kröfur notenda um samþykki;
③ Það ætti að vera samþykkt til eðlilegrar notkunar. Tilraunaaðgerðin felur aðallega í sér eftirfarandi tvo þætti: ① Prófa skal hvort hleðslustöðin uppfylli hleðslustaðla og tengda staðla; ② Prófa skal hvort hleðslustöðin uppfylli öryggisreglugerðir og tengda staðla.
Stillingar fyrir hleðslugetu með samþættri hleðsluhrúgu og sjóngeymslu
Hleðslutími rafbíls er aðallega háður afli og hleðslutíma rafbílsins, þ.e. hleðslutíma rafhlöðunnar og hleðslutíma rafmagnsmagnsins.
Þess vegna er nauðsynlegt að meta hleðslutímann út frá afli rafknúinna ökutækja. Eins og er er enginn sameiginlegur staðall fyrir hleðslustaura í okkar landi og hleðslutími hleðslustaura af mismunandi framleiðendum er nokkuð mismunandi, þannig að við getum notað nokkrar aðferðir til að meta hleðslutíma hleðslustaura. Hleðslustaurarnir voru flokkaðir eftir 4 klst., 12 klst. og 16 klst., talið í sömu röð.
Samkvæmt ofangreindri aðferð er hægt að áætla hleðslutíma hleðslustaursins og fá hleðslutíma hleðslustaursins með mismunandi afkastagetu. Við úthlutun afkastagetu hleðslustaura ættum við einnig að taka tillit til einkenna íbúa á landsbyggðinni og hleðsluþarfa rafknúinna ökutækja.
Mismunandi spennustig rafknúinna ökutækja krefjast mismunandi afls, þannig að uppsetning hleðslustöðvarinnar fer eftir þörfum.
Við venjulegar aðstæður er spenna í dreifbýli 220V og 110V, þannig að við byggingu hleðslustöðva þarf að útbúa samsvarandi spennu fyrir hleðslustaura.
Tökum Anhui hérað sem dæmi, við venjulegar aðstæður er spenna í dreifbýli 10 kV og 35 kV. Með aukinni afköstum rafbíla og styttri hleðslutíma mun meðalhleðslutími smám saman stytta.
Samþætt ljósgeymsla og hleðslustöðvarverkefni
Greining á efnahagslegum ávinningi
Innbyggða hleðslustöðin með fjórum gerðum af afli er 120 kW, 250 kW, 400 kW og 600 kW. Niðurstaðan er að innri ávöxtunarkrafa er 10,24% og endurgreiðslutíminn er 3,65 ár þegar aflið er 120 kW.
Vegna fámennis rafknúinna ökutækja og lítillar eftirspurnar eftir hleðslu í landi okkar getum við valið verkefni með litla afkastagetu til að byggja samþætta hleðslustöð til að mæta núverandi þörfum dreifbýlissvæða fyrir hleðslu rafknúinna ökutækja.
Smíði samþættrar ljósgeymis og hleðslustöðvar
Tæknileg vandamál og lausnir
Eftirfarandi tæknileg vandamál þarf að leysa til að hægt sé að þróa frekari samþættar ljósgeymis- og hleðslustöðvar á landsbyggðinni.
1). Hönnun og smíði notendavæns orkugeymslukerfis. Hönnun og smíði notendavæns orkugeymslukerfis er lykillinn að smíði samþættrar ljósgeymslu- og hleðslustöðvar á landsbyggðinni.
2). Samræmd stjórnun sólarorkuframleiðslukerfis og hleðslukerfis. Nauðsynlegt er að huga að samræmingu og stjórnun milli sólarorkuframleiðslukerfisins og hleðslukerfisins þegar samþætt hleðslustöð er byggð á landsbyggðinni. Samræmd stjórnun milli sólarorkuframleiðslukerfis og hleðslukerfis felur aðallega í sér tvo þætti:
Annars vegar er það samræmd stjórnun milli sólarorkuframleiðslukerfisins og orkugeymslukerfisins, hins vegar er það samræmd stjórnun milli sólarorkuframleiðslukerfisins og hleðslukerfisins.
Hægt er að nota hleðslu- og afhleðslustýringu, aflgjafarstýringu og önnur tæki til að samhæfa stjórnunina milli sólarorkuframleiðslukerfis og orkugeymslukerfis.
Þegar úttaksafl sólarorkuframleiðslukerfisins er ófullnægjandi er hægt að bæta umframorkunni við hleðslustöðina með hleðslu- og afhleðslustýringunni og nota aflgjafastýringuna til að draga úr afkastagetu sólarorkuframleiðslunnar og forðast þannig ofhleðslu.
Að auki er hægt að nota ofurþétti til að ná hleðsluaðgerð sólarorkuframleiðslubúnaðar.
3). Stjórnunaraðferð fyrir hleðslustöðvar tengdar við raforkunet. Við venjulegar aðstæður leiða lítil raforkunet á landsbyggðinni til óstöðugleika í raforkunetinu. Til að tryggja öryggi raforkunotkunar á landsbyggðinni ætti að stjórna og hafa umsjón með stórum fjölda dreifðra raforkuframleiðslustöðva í raforkunetinu með stýringu tengdri við raforkunetið.
Á sama tíma er hægt að tengja dreifða aflgjafann við raforkukerfið í gegnum breytibúnaðinn á raforkukerfinu.
Að auki er nauðsynlegt að nota rafhlöðu, ofurþétti og önnur tæki til að ná fram samræmdri stjórn á dreifðri aflgjafa.
4). Hönnun á dreifingu orku fyrir hleðslustöðvar. Almennt séð, þegar orkugeymslugeta notanda er ófullnægjandi, er hægt að bæta umframorku við hleðslustöðina með tvíátta breyti, og þegar orkugeymslugeta notanda er nægileg er hægt að nota ofurþétta til að hlaða og afhlaða sólarorkuframleiðslubúnaðinn.
5). Rekstrar-, viðhalds- og stjórnunarkerfi fyrir ljósgeyma og hleðslustöðvar. Það felur sérstaklega í sér eftirfarandi sjö þætti: ① Að móta trausta vinnuáætlun; ② Að efla þjálfun viðeigandi starfsfólks; ③ Að skoða og viðhalda búnaði reglulega; ④ Að koma á fót og bæta rekstrarstjórnunarkerfi hleðslustöðvanna; ⑤ Að skipuleggja og framkvæma reglulega ýmsa þjálfunarstarfsemi; ⑥ Að koma á fót og bæta rekstrar- og viðhaldskerfi hleðslustöðvanna; ⑦ Að bregðast tímanlega við bilunum í búnaði o.s.frv.
Þessi grein greinir tækni og hagkvæmni sólarorkuframleiðslu og orkugeymsluverkefna og dregur þá ályktun að það sé mögulegt að byggja samþættar hleðslustöðvar á landsbyggðinni.
Áætlunin hefur góðan efnahagslegan og félagslegan ávinning og uppfyllir kröfur þróunar nýrrar orkuframleiðsluiðnaðar samkvæmt „tvöföldu kolefnislosunarmarkmiði“ í Kína. Með áframhaldandi framþróun nýrrar orkuframleiðslutækni mun sólarorkuframleiðslutækni verða víðar notuð og orkugeymslutækni einnig víðar.
Þess vegna ætti landið okkar að auka rannsóknir á nýrri háþróaðri orkuframleiðslutækni, svo sem nýrri orkugeymslutækni og sólarorkuframleiðslutækni, til að styðja betur við þróun nýrrar orkuframleiðsluiðnaðar.
