Целејќи на проблемите на ниското оптоварување со енергија и тешкото полнење во руралните средини, овој труд ја предлага стратегијата за изградба на интегрирана оптичка станица за складирање и полнење во руралните средини и ги воведува конкретните методи на примена на стратегијата.
Резултатите покажуваат дека изградбата на станици за полнење со оптичко складирање и полнење во градовите може значително да ја подобри ефикасноста на потрошувачката на електрична енергија и да ги намали инвестициските трошоци и оперативните трошоци.
Важноста на изградбата на интегрирана оптичка станица за складирање и полнење
Со зголемувањето на бројот на електрични возила, се зголемува и побарувачката за полнење. Доколку не се управува правилно, тоа ќе доведе до голема количина на електрична енергија потрошена во процесот на полнење на електричните возила, а потоа ќе донесе голем притисок врз нашиот електроенергетски систем. Изградбата на оптичко складирање и интегрирана станица за полнење може ефикасно да ги реши горенаведените проблеми.
Интегрираната станица за полнење е нов режим на станица за полнење, кој применува технологија за производство на фотоволтаична енергија и складирање на енергија на станицата за полнење за да обезбеди добро решение за полнење на електрични возила.
Во овој режим, производството на фотоволтаична енергија може директно да се пренесе до станицата за полнење преку мрежа, а потоа со полнење на батеријата може да се обезбеди електрична енергија за електрични возила; Технологијата за складирање на енергија е употреба на опрема за складирање на енергија дисперзирана во мрежата, кога корисникот треба да обезбеди електрична енергија на мрежата. Во споредба со традиционалната станица за полнење, интегрираната станица за полнење со оптичко складирање и полнење може ефикасно да ја подобри оперативната ефикасност на енергетскиот систем.
Интегрираната станица за полнење за оптичко складирање и полнење може ефикасно да ги намали трошоците за електрично полнење и трошоците за работа за време на процесот на полнење на електрични возила.
Според овој модел, фотоволтаичните системи и системите за складирање на енергија ќе продолжат да работат сè додека мрежата не остане без електрична енергија, а полнењето генерирано за време на процесот на полнење на електричните возила ќе биде покриено од интегрирани станици за полнење.
За корисниците, овој модел не само што може да заштеди трошоци, туку и ефикасно да го намали отпадот од енергија. Во реалниот процес на работа, оптичката станица за складирање и полнење може да постигне максимални економски и социјални придобивки преку оптимизирање на конфигурацијата и управувањето со распоредот.
Затоа, може да се каже дека интегрираната станица за полнење со оптичко складирање и полнење е нов тип на станица за полнење со добри изгледи за развој.
Анализа на моменталната состојба со изградбата на електричната мрежа во руралните средини
Изградба на електрична мрежа во општинските области
Во моментов, електричната мрежа во руралните области на нашата земја е сè уште во фаза на традиционална структура на електрична мрежа, главно со надземни водови, автоматизација на дистрибутивната мрежа, дигитализација и други апликации на модерна технологија, што е недоволна, а повеќето градови и села сè уште се без електрична енергија. Постојат пет проблеми во изградбата на електричната мрежа во руралните области на нашата земја.
1). Ниското ниво на автоматизација на дистрибутивната мрежа во некои села и градови, несовршениот систем за автоматизација на дистрибутивната мрежа и недостатокот на следење во реално време и рано предупредување за работата на дистрибутивната мрежа, сериозно влијаат врз нормалното функционирање на системот за автоматизација на дистрибутивната мрежа во селата и градовите.
2). Радиусот на снабдување на дистрибутивната линија е поголем во некои рурални области, што ја оневозможува дистрибутивната линија ефикасно да го скрати радиусот на снабдување.
3). Структурата на дистрибутивната мрежа во некои рурални области има сериозен феномен на стареење, а некои дистрибутивни линии дури имаат проблеми како што се мал пресек на проводникот, мал дијаметар на жицата и стареење на опремата.
4). Постојат некои проблеми во конфигурацијата на компензацијата на реактивната моќност во некои рурални области, како што се недоволниот капацитет на опремата и капацитетот за компензација на реактивната моќност.
5). Претпријатијата за снабдување со електрична енергија во некои села и градови немаат научен и разумен механизам за управување, идеја за планирање и дизајн, како и анализа и предвидување на потрошувачката на енергија од страна на корисникот.
Енергетската структура на општината
Енергетската структура во руралните средини се карактеризира со високо загадување, висока потрошувачка на енергија и ниска ефикасност.
Со брзиот развој на кинеската економија, животниот стандард на луѓето продолжува да се подобрува, побарувачката за енергија исто така се зголемува, а потрошувачката на фосилни горива е голема, што резултира со зголемено загадување на животната средина.
Во последниве години, енергетската структура во руралните средини е оптимизирана и надградена, а нивото на искористеност и количината на чиста енергија очигледно се зголемија.
1). Капацитетот на носивост во руралните средини е мал, а жителите во руралните средини имаат мала потрошувачка на енергија и главно користат електрични апарати со ниска потрошувачка на енергија.
2). Бројот на електрични возила (ЕВС) во руралните средини се зголемува. ЕВС главно се движат на електрична енергија и го користат електричниот систем за обезбедување помошна енергија. Зголемувањето на бројот на ЕВС неизбежно ќе резултира со зголемување на електричното оптоварување.
3). Структурата на снабдувањето со електрична енергија во руралните средини е неразумна. Поради малата потрошувачка на електрична енергија, единствената структура на снабдувањето со електрична енергија и недостатокот на научно и разумно планирање и дизајн, тешко е да се задоволи побарувачката за електрична енергија во руралните средини.
4). Постои сериозно преоптоварување во руралните области, од кои некои имаат проблеми со низок напон и застарени линии, што сериозно влијае на безбедното и стабилно работење на електроенергетскиот систем.
Квалитет на електричната енергија на дистрибутивната мрежа во општината
Квалитетот на електричната енергија е еден од важните фактори што влијаат на квалитетот на животот на жителите во руралните средини, а воедно е и еден од главните проблеми што електроенергетските претпријатија мора да ги решат. Во моментов, квалитетот на електричната енергија на дистрибутивната мрежа во руралните средини главно се соочува со следните три аспекти на проблемот.
1). Отстапувањето на напонот на руралната електрична мрежа е големо, а напонот кај некои корисници има негативно отстапување.
2). Степенот на нерамнотежа на трифазниот напон на дистрибутивната мрежа во некои села и градови е надвор од опсегот на националниот стандард.
3). Постојат сериозни феномени на трифазен дисбаланс во дистрибутивната мрежа во руралните средини, што доведува до проблем со квалитетот на електричната енергија од страна на корисниците.
Студија на случај за изградба на интегрирана оптичка станица за складирање и полнење
Со цел подобро да се промовира економскиот развој на руралните средини, државата енергично ја промовира изградбата на нови станици за полнење енергија. Во моментов, сè уште постојат некои проблеми во изградбата на нови станици за полнење енергија во нашата земја, на пример, тешка локација на станиците за полнење, мала искористеност на капацитетите за полнење, ниска ефикасност на полнење.
За таа цел, нашата земја започна да ја забрзува изградбата на станици за полнење на електрични возила. За да се реши проблемот со полнење на електрични возила во руралните средини, интегрираната станица за полнење со оптичко складирање и полнење може да се изгради во руралните средини.
Интегрираната станица за полнење се состои од три дела: систем за производство на фотоволтаична енергија, систем за складирање на енергија и станица за полнење. Во процесот на изградба, потребно е прво да се изгради систем за производство на фотоволтаична енергија, а потоа системот за складирање на енергија да се користи за управување со полнењето на електричните возила.
Дополнително, потребно е да се постави AC и DC полнење во станицата за да се обезбеди погодност за полнење на електрични возила.
Генерално, нивото на економски развој на руралните области е релативно ниско, па затоа трошоците за изградба на интегрирани станици за оптичко складирање и полнење се релативно ниски. Земајќи ја како пример една општина, економското ниво на општината е на средно ниво во земјата, а изградбата на интегрирано оптичко складирање и станица за полнење може да постигне добри економски придобивки.
1). Самиот град има доволно светлосни ресурси и земјишни ресурси, кои можат целосно да се искористат за изградба на интегрирана станица за полнење светлина за складирање и полнење.
При дизајнирањето на интегрирано оптичко складирање и станица за полнење, прво треба да се изберат соодветни градежни материјали и структурна форма, а потоа да се комбинираат со локалната географска локација и климатските услови за дизајнирање.
На пример, градот, поради студената клима, доволното осветлување, релативно повеќе земјишни ресурси, може да избере фотоволтаични панели за изградба на интегрирано складирање и станица за полнење.
2). Фотоволтаичниот систем е главно одговорен за полнење на електрични возила, додека системот за складирање на енергија е одговорен за складирање на електричната енергија. Фотоволтаичниот систем и системот за складирање на енергија треба да се комбинираат на разумен начин за време на изградбата.
Покрај тоа, потребно е разумно да се постават капацитетот и количината на батеријата за складирање енергија и батеријата за складирање во системот за складирање енергија. Капацитетот на батеријата треба да се постави според побарувачката за полнење на електричното возило. Општо земено, капацитетот на батеријата може да се одреди според ситуацијата на употреба, локацијата и побарувачката на пазарот за електрично возило. Врз основа на ова, времето на полнење и ефикасноста на полнењето на електричното возило треба разумно да се проектираат.
3). Интегрираната станица за полнење со оптичко складирање и полнење, исто така, треба разумно да ја конфигурира различната опрема на станицата за полнење.
При изградбата на интегрираната станица за полнење, треба да се обидете да изберете опрема со добар квалитет и стабилни перформанси за да се избегне дефект на опремата и да се влијае на нормалното функционирање на станицата за полнење.
Покрај тоа, интелигентното управување со оптичкото складирање и полнење на интегрираната станица за полнење може да се реализира со подобрување на интелигентниот степен на станицата за полнење.
4). По изградбата на интегрираната станица за полнење, потребно е да се изврши прифаќање и пробно работење на станицата:
① Треба да биде во согласност со националните стандарди и индустриските стандарди за прифатливост;
② Дали неговата конструкција е во согласност со барањата на локалната политика и барањата на корисниците за прифаќање;
③ Треба да се прифати за нормално работење. Пробната работа главно ги вклучува следните два аспекта: ① Треба да се тестира дали станицата за полнење е во согласност со стандардите за полнење и поврзаните норми; ② Треба да се тестира дали станицата за полнење е во согласност со безбедносните прописи и поврзаните стандарди.
Конфигурација на капацитетот на интегрирано оптичко складирање и полнење
Времето на полнење на електричното возило е главно под влијание на моќноста и времето на полнење на електричното возило, односно времето на полнење на батеријата и времето на полнење на електричната количина.
Затоа, потребно е да се процени времето на полнење според моќноста на електричното возило. Во моментов, во нашата земја не постои унифициран стандард за купови за полнење, а времето на полнење на куповите за полнење од различни марки е доста различно, па затоа можеме да користиме некои методи за да го процениме времето на полнење на куповите за полнење. Куповите за полнење беа класифицирани според 4H, 12h и 16h, соодветно.
Според горенаведениот метод, може да се процени времето на полнење на купот за полнење и да се добие времето на полнење на купот за полнење со различна конфигурација на капацитет. При распределбата на капацитетот на куповите за полнење, треба целосно да ги земеме предвид и карактеристиките на жителите на руралните средини и потребите за полнење на електрични возила.
Различните нивоа на напон на електричните возила бараат различна моќност, па затоа конфигурацијата на опремата на станицата за полнење зависи од потребите.
Под нормални околности, жителите на руралните средини имаат напонски нивоа од 220V и 110V, па затоа при изградбата на станиците за полнење треба да бидат опремени со соодветни напонски нивоа на куповите за полнење.
Да ја земеме за пример покраината Анхуи, каде што под нормални околности, нивоата на напон во руралните станбени објекти се од 10 kV и 35 kV. Со зголемувањето на моќноста на електричните возила и намалувањето на времето на полнење, просечното време на полнење постепено ќе се намалува.
Проект за интегрирано оптичко складирање и станица за полнење
Анализа на економската корист
Интегрираната станица за полнење со 4 вида на моќност е 120kW, 250kW, 400kW и 600kW. Утврдено е дека внатрешната стапка на поврат е 10,24%, а периодот на поврат е 3,65 години кога моќноста е 120kw.
Поради малиот број на електрични возила и ниската побарувачка за полнење во нашата земја, можеме да го избереме проектот со мал капацитет за изградба на интегрирана станица за полнење, со цел да ги задоволиме моменталните потреби за полнење на електрични возила во руралните области.
Изградба на интегрирана оптичка станица за складирање и полнење
Технички тешкотии и решенија
Следните технички тешкотии треба да се решат за понатамошен развој на интегрирани оптички складишта и станици за полнење во руралните средини.
1). Дизајнирање и изградба на систем за складирање енергија од страна на корисникот. Дизајнирањето и изградбата на системот за складирање енергија од страна на корисникот е клучот за изградба на интегрирана оптичка станица за складирање и полнење во руралните средини.
2). Координирана контрола на фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за полнење. Потребно е целосно да се земе предвид координацијата и контролата помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за полнење при изградба на интегрирана станица за полнење во рурални средини. Координираната контрола помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за полнење главно вклучува два аспекта:
Од една страна, тоа е координирана контрола помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за складирање на енергија, од друга страна, тоа е координирана контрола помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за полнење.
Контролерот за полнење и празнење, регулаторот за моќност и други уреди може да се користат за координирање на контролата помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за складирање на енергија.
Кога излезната моќност на фотоволтаичниот систем за производство на енергија е недоволна, вишокот енергија може да се надополни на станицата за полнење на време преку контролерот за полнење и празнење, а регулаторот на моќност може да се користи за намалување на капацитетот за производство на фотоволтаични батерии, со што се избегнува преполнување.
Покрај тоа, супер кондензаторот може да се користи за постигнување на функцијата за полнење на фотоволтаична опрема за производство на енергија.
3). Стратегија за контрола на мрежно поврзани станици за полнење. Под нормални околности, малите електрични мрежи во руралните области доведуваат до нестабилност на мрежата. За да се обезбеди безбедност на потрошувачката на енергија во руралните области, голем број дистрибуирани снабдувања со енергија во електричната мрежа треба да се контролираат и управуваат од контролер поврзан на мрежата.
Во исто време, дистрибуираното напојување може да се поврзе со електричната мрежа преку конверторот од страната на мрежата.
Покрај тоа, потребно е да се користи батерија, суперкондензатор и други уреди за да се постигне координирана контрола на дистрибуираното напојување.
4). Дизајн за контрола на дистрибуција на енергија на станицата за полнење. Општо земено, кога капацитетот за складирање на енергија од страната на корисникот е недоволен, вишокот енергија може да се додаде на станицата за полнење преку двонасочен конвертор, а кога капацитетот за складирање на енергија од страната на корисникот е доволен, може да се користат суперкондензатори за полнење и празнење на фотоволтаичната опрема за производство на енергија.
5). Операција, одржување и управување со интегрирана станица за полнење со оптичко складирање и полнење. Поточно, ги вклучува следните седум аспекти: ① Да се формулира добар работен план; ② Да се зајакне обуката на релевантниот персонал; ③ Редовна инспекција и одржување на опремата; ④ Да се воспостави и подобри системот за управување со работата на станицата за полнење; ⑤ Редовно организирање и спроведување разни обуки; ⑥ Да се воспостави и подобри механизмот за работа и одржување на станицата за полнење; ⑦ Навремено справување со дефекти на опремата итн.
Овој труд ги анализира технологијата и економичноста на проектите за производство и складирање на енергија од фотоволтаични панели и извлекува заклучок дека е изводливо да се изгради интегрирана станица за полнење во рурални средини.
Програмата има добри економски и социјални придобивки и ги исполнува барањата за развој на индустријата за производство на нова енергија во рамките на целта „Двоен јаглерод“ во Кина. Со континуираниот напредок на новата технологија за производство на енергија, технологијата за производство на фотоволтаична енергија ќе се користи пошироко, а технологијата за складирање на енергија исто така ќе се користи пошироко.
Затоа, нашата земја треба да го зголеми истражувањето за напредни нови технологии за производство на енергија, како што се новата технологија за складирање на енергија и технологијата за производство на фотоволтаична енергија, за да обезбеди поголема поддршка за развојот на индустријата за производство на нова енергија.
