Med sikte på problemene med lav effektbelastning og vanskelig lading i landlige områder, presenterer denne artikkelen strategien for å bygge integrerte optiske lagrings- og ladestasjoner i landlige områder, og introduserer de konkrete anvendelsesmetodene for strategien.
Resultatene viser at bygging av ladestasjoner med integrert optisk lagring og ladefunksjon i byer kan forbedre effektiviteten i strømforbruket betydelig, og kan redusere investeringskostnader og driftskostnader.
Viktigheten av å bygge integrert optisk lagring og ladestasjon
Etter hvert som antallet elbiler øker, øker også etterspørselen etter lading. Hvis det ikke håndteres riktig, vil det føre til en stor mengde sløsing med elektrisk energi i ladeprosessen for elbiler, og deretter legge stort press på kraftsystemet vårt. Konstruksjonen av optisk lagring og integrert ladestasjon kan effektivt løse problemene ovenfor.
Den integrerte ladestasjonen er en ny ladestasjonsmodus som bruker solcelledrevet kraftproduksjon og energilagringsteknologi på ladestasjonen for å gi en god løsning for lading av elbiler.
I denne modusen kan solcelledrevet kraftproduksjon overføres direkte til ladestasjonen via strømnettet, og deretter kan batteriet levere strøm til elektriske kjøretøy ved å lade det. Energilagringsteknologi er bruk av energilagringsutstyr spredt i nettet når brukeren trenger å levere strøm til nettet. Sammenlignet med tradisjonelle ladestasjoner kan ladestasjoner med integrert optisk lagring og lading effektivt forbedre driftseffektiviteten til kraftsystemet.
Den integrerte ladestasjonen for optisk lagring og lading kan effektivt redusere elektriske ladekostnader og driftskostnader under ladeprosessen for elektriske kjøretøy.
Med denne modellen vil PV- og energilagringssystemer fortsette å fungere inntil strømnettet går tom for strøm, og ladningen som genereres under ladeprosessen for elbiler vil bli dekket av integrerte ladestasjoner.
For brukerne kan denne modellen ikke bare spare kostnader, men også effektivt redusere energisvinn. I den faktiske driftsprosessen kan den optiske lagrings- og ladestasjonen oppnå maksimale økonomiske og sosiale fordeler ved å optimalisere konfigurasjon og planleggingsstyring.
Derfor kan man si at en integrert ladestasjon for optisk lagring og lading er en ny type ladestasjon med gode utviklingsmuligheter.
Analyse av dagens situasjon for bygging av strømnett i landlige områder
Bygging av strømnett i tettsteder
For tiden er landets strømnett i landlige områder fortsatt i en tradisjonell strømnettstruktur, hovedsakelig med utilstrekkelig bruk av luftledninger, automatisering av distribusjonsnett, digitalisering og annen moderne teknologi, og de fleste byer og landsbyer er fortsatt uten strøm. Det er fem problemer med byggingen av strømnettet i landlige områder i landet vårt.
1). Det lave nivået av automatisering av distribusjonsnettverk i noen landsbyer og tettsteder, det ufullkomne automatiseringssystemet for distribusjonsnettverk og mangelen på sanntidsovervåking og tidlig varsling av driften av distribusjonsnettverk, påvirker i alvorlig grad den normale driften av automatiseringssystemet for distribusjonsnettverk i landsbyer og tettsteder.
2). Forsyningsradiusen til distribusjonslinjen er større i noen landlige områder, noe som gjør at distribusjonslinjen ikke kan forkorte forsyningsradiusen effektivt.
3). Strukturen i distribusjonsnettverket i noen landlige områder har et alvorlig aldringsfenomen, og noen distribusjonslinjer har til og med problemer som lite ledertverrsnitt, liten ledningsdiameter og aldring av utstyr.
4). Det er noen problemer med konfigurasjonen av reaktiv effektkompensasjon i enkelte landlige områder, for eksempel utilstrekkelig utstyrskapasitet og kapasitet for reaktiv effektkompensasjon.
5). Strømforsyningsbedriftene i noen landsbyer og tettsteder mangler vitenskapelige og fornuftige styringsmekanismer, planleggings- og designideer, samt analyse og prediksjon av strømforbruket på brukersiden.
Energistrukturen i kommuneområdet
Energistrukturen i landlige områder er preget av høy forurensning, høyt energiforbruk og lav effektivitet.
Med den raske utviklingen av Kinas økonomi fortsetter folks levestandard å forbedre seg, etterspørselen etter energi øker også, et stort antall fossile energiforbruk, noe som resulterer i økende miljøforurensning.
I de senere årene har energistrukturen i landlige områder blitt optimalisert og oppgradert, og utnyttelsesnivået og mengden ren energi har økt betraktelig.
1). Lastekapasiteten i landlige områder er liten, og innbyggerne i landlige områder har lavt strømforbruk og bruker hovedsakelig elektriske apparater med lavt strømforbruk.
2). Antallet elbiler (EV-er) i landlige områder øker. Elbiler drives hovedsakelig av elektrisk energi, og bruker det elektriske kraftsystemet til å levere hjelpeenergi. Økningen i antall elbiler vil uunngåelig føre til en økning i den elektriske belastningen.
3). Strukturen i strømforsyningen i landlige områder er urimelig. På grunn av lavt strømforbruk, den enkle strømforsyningsstrukturen og mangelen på vitenskapelig og fornuftig planlegging og design, er det vanskelig å dekke strømbehovet i landlige områder.
4). Det er alvorlig overbelastning i landlige områder, og noen av disse har problemer med lav spenning og aldring av linjer, noe som påvirker sikker og stabil drift av kraftsystemet i alvorlig grad.
Strømkvaliteten til distribusjonsnettet i kommuneområdet
Strømkvalitet er en av de viktigste faktorene som påvirker livskvaliteten til innbyggere på landsbygda, og det er også et av hovedproblemene som kraftselskaper må løse. For tiden står strømkvaliteten i distribusjonsnettverket i landlige områder hovedsakelig overfor følgende tre aspekter.
1). Spenningsavviket i landlige strømnett er stort, og spenningen hos noen brukere ser ut til å ha et negativt avvik.
2). Ubalansen i trefasespenningen i distribusjonsnettet i noen landsbyer og tettsteder er utenfor den nasjonale standarden.
3). Det er alvorlige trefaseubalansefenomener i distribusjonsnettverk i landlige områder, noe som fører til problemer med strømkvaliteten på brukersiden.
Casestudie om konstruksjon av integrert optisk lagring og ladestasjon
For å bedre fremme den økonomiske utviklingen i landlige områder, fremmer staten kraftig byggingen av nye ladestasjoner for energi. For tiden er det fortsatt noen problemer med byggingen av nye ladestasjoner for energi i landet vårt, for eksempel vanskelig plassering av ladestasjoner, lav utnyttelse av ladeanlegg og lav ladeeffektivitet.
For å oppnå dette har landet vårt begynt å akselerere byggingen av ladestasjoner for elbiler. For å løse problemet med lading av elbiler i landlige områder, kan det bygges integrerte ladestasjoner for optisk lagring og lading i landlige områder.
Den integrerte ladestasjonen består av tre deler: et solcelleanlegg, et energilagringssystem og en ladestasjon. I byggeprosessen er det nødvendig å bygge det solcelleanlegget først, og deretter bruke energilagringssystemet til å administrere ladingen av elbiler.
I tillegg er det nødvendig å plassere AC-ladestolpe og DC-ladestolpe i ladestasjonen for å gjøre det enkelt å lade elbiler.
Generelt sett er det økonomiske utviklingsnivået i landlige områder relativt lavt, så kostnadene ved å bygge integrerte ladestasjoner for optisk lagring og lading er relativt lave. Hvis vi tar en kommune som et eksempel, er kommunens økonomiske nivå på det middels nivået i landet, og bygging av integrerte optiske lagrings- og ladestasjoner kan oppnå gode økonomiske fordeler.
1). Selve byen har tilstrekkelige lysressurser og landressurser, som kan utnyttes fullt ut til å bygge den integrerte ladestasjonen for lyslagring og lading.
Ved utforming av integrert optisk lagring og ladestasjon bør man først velge passende byggematerialer og strukturell form, og deretter kombinere designen med den lokale geografiske plasseringen og klimaforholdene.
For eksempel, i byen på grunn av det kalde klimaet, tilstrekkelig lys og relativt mange landressurser, kan du velge solcellepaneler for å bygge integrert lagring og ladestasjon.
2). PV-systemet er hovedsakelig ansvarlig for lading av elektriske kjøretøy, mens energilagringssystemet er ansvarlig for lagring av elektrisitet. PV-systemet og energilagringssystemet bør kombineres på en rimelig måte under byggingen.
I tillegg er det nødvendig å rimelig stille inn kapasiteten og mengden av energilagringsbatteri og batteri i energilagringssystemet. Batterikapasiteten bør stilles inn i henhold til ladebehovet til elbilen. Generelt kan batterikapasiteten bestemmes i henhold til brukssituasjonen, plasseringen og markedets etterspørsel etter elbilen. På dette grunnlaget bør ladetiden og ladeeffektiviteten til elbilen utformes rimelig.
3). Den integrerte ladestasjonen for optisk lagring og lading må også konfigurere ladestasjonens ulike utstyr på en rimelig måte.
Ved konstruksjon av den integrerte ladestasjonen bør man forsøke å velge utstyr av god kvalitet og stabil ytelse for å unngå utstyrsfeil og påvirke ladestasjonens normale drift.
I tillegg kan intelligent styring av optisk lagring og integrert ladestasjon realiseres ved å forbedre den intelligente graden av ladestasjonen.
4). Etter bygging av den integrerte ladestasjonen er det nødvendig å gjennomføre godkjenning og prøvedrift av stasjonen:
① Det bør være i samsvar med nasjonale standarder og bransjestandarder for aksept;
② Om konstruksjonen er i samsvar med lokale retningslinjer og brukerkrav for aksept;
③ Den bør godkjennes for normal drift. Prøvedriften omfatter hovedsakelig følgende to aspekter: ① Det bør testes om ladestasjonen er i samsvar med ladestandardene og tilhørende normer; ② Det bør testes om ladestasjonen er i samsvar med sikkerhetsforskriftene og tilhørende standarder.
Konfigurasjon av kapasitet for integrert ladehaug for optisk lagring og lading
Ladetiden til et elbil påvirkes hovedsakelig av bilens effekt og ladetid, det vil si ladetiden til batteriet og ladetiden til den elektriske mengden.
Derfor er det nødvendig å estimere ladetiden i henhold til elbilens effekt. For tiden finnes det ingen enhetlig standard for ladestabler i landet vårt, og ladetiden for ladestabler av forskjellige merker er ganske forskjellig, så vi kan bruke noen metoder for å estimere ladetiden for ladestabler. Ladestabler ble klassifisert i henhold til 4t, 12t og 16t.
I henhold til metoden ovenfor kan ladetiden for ladestaben estimeres, og ladetiden for ladestaben med ulik kapasitetskonfigurasjon kan utledes. Ved kapasitetsfordeling av ladestabler bør vi også ta fullt hensyn til egenskapene til innbyggere på landsbygda og ladebehovene til elbiler.
Ulike spenningsnivåer for elbiler krever ulik effekt, så i henhold til behovene til ladestasjonens utstyrskonfigurasjon.
Under normale omstendigheter har innbyggere på landsbygda spenningsnivåer på 220 V og 110 V, så bygging av ladestasjoner må være utstyrt med tilsvarende spenningsnivåer for ladestabler.
Ta Anhui-provinsen som et eksempel. Under normale omstendigheter er spenningsnivåene i landlige boliger på 10 kV og 35 kV. Med økningen av elbilers strømforbruk og reduksjonen av ladetiden, vil den gjennomsnittlige ladetiden gradvis avta.
Integrert optisk lagring og ladestasjonsprosjekt
Analyse av økonomisk nytteverdi
Den integrerte ladestasjonen med fire typer effekt er 120 kW, 250 kW, 400 kW og 600 kW. Det er funnet at den interne avkastningen er 10,24 % og tilbakebetalingstiden er 3,65 år når effekten er 120 kW.
På grunn av det lille antallet elbiler og den lave ladeetterspørselen i landet vårt, kan vi velge et prosjekt med liten kapasitet for å bygge den integrerte ladestasjonen for å møte dagens behov for ladestasjoner for elbiler i landlige områder.
Bygging av integrert optisk lagrings- og ladestasjon
Tekniske vanskeligheter og løsninger
Følgende tekniske vanskeligheter må løses for videreutvikling av integrerte optiske lagrings- og ladestasjoner i landlige områder.
1). Design og konstruksjon av brukersides energilagringssystem. Design og konstruksjon av brukersides energilagringssystem er nøkkelen til byggingen av integrerte optiske lagrings- og ladestasjoner i landlige områder.
2). Koordinert kontroll av solcelleanlegg og ladesystem. Det er nødvendig å ta fullt hensyn til koordineringen og kontrollen mellom solcelleanlegget og ladesystemet når man konstruerer integrerte ladestasjoner i landlige områder. Koordineringen av kontrollen mellom solcelleanlegget og ladesystemet omfatter hovedsakelig to aspekter:
På den ene siden er det den koordinerte kontrollen mellom det fotovoltaiske kraftproduksjonssystemet og energilagringssystemet, på den andre siden er det den koordinerte kontrollen mellom det fotovoltaiske kraftproduksjonssystemet og ladesystemet.
Lade- og utladningskontroller, effektregulator og andre enheter kan brukes til å koordinere kontrollen mellom det solcelledrevne kraftproduksjonssystemet og energilagringssystemet.
Når utgangseffekten til det fotovoltaiske kraftgenereringssystemet er utilstrekkelig, kan overskuddsstrømmen etterfylles til ladestasjonen i tide av lade- og utladningskontrolleren, og effektregulatoren kan brukes til å redusere den fotovoltaiske genereringskapasiteten, og dermed unngå overlading.
I tillegg kan superkondensatoren brukes til å oppnå ladefunksjonen til solcelleanlegg.
3). Strategi for netttilkoblet kontroll av ladestasjoner. Under normale omstendigheter fører småskala strømnett i landlige områder til ustabilitet i netttilkoblet strøm. For å sikre sikkerheten til strømforbruket i landlige områder, bør et stort antall distribuerte strømforsyninger i strømnettet kontrolleres og administreres av netttilkoblede kontroller.
Samtidig kan den distribuerte strømforsyningen kobles til strømnettet via nettsideomformeren.
I tillegg er det nødvendig å bruke batteri, superkondensator og andre enheter for å oppnå koordinert kontroll av distribuert strømforsyning.
4). Utforming av strømfordelingskontroll for ladestasjon. Generelt sett, når brukersidens energilagringskapasitet er utilstrekkelig, kan overskuddsstrømmen legges til ladestasjonen via en toveis omformer, og når brukersidens energilagringskapasitet er tilstrekkelig, kan superkondensatorer brukes til å lade og utlade det fotovoltaiske kraftproduksjonsutstyret.
5). Drift, vedlikehold og administrasjon av optisk lagring og ladeintegrerte ladestasjoner. Mer spesifikt omfatter det følgende sju aspekter: ① Å utarbeide en god arbeidsplan; ② Å styrke opplæringen av relevant personell; ③ Å regelmessig inspisere og vedlikeholde utstyret; ④ Å etablere og forbedre ladestasjonens driftsstyringssystem; ⑤ Å regelmessig organisere og gjennomføre ulike opplæringsaktiviteter; ⑥ Å etablere og forbedre ladestasjonens drifts- og vedlikeholdsmekanisme; ⑦ Å håndtere utstyrsfeil på en rettidig måte, osv.
Denne artikkelen analyserer teknologien og økonomien til solcellebasert kraftproduksjon og energilagringsprosjekter, og konkluderer med at det er mulig å bygge integrerte ladestasjoner i landlige områder.
Ordningen har gode økonomiske og sosiale fordeler, og oppfyller kravene til utvikling av ny energiproduksjonsindustri under «Double Carbon»-målet i Kina. Med den kontinuerlige utviklingen av ny energiproduksjonsteknologi vil solcelleteknologi for kraftproduksjon bli mer utbredt, og energilagringsteknologi vil også bli mer utbredt.
Derfor bør landet vårt øke forskningen på avanserte nye energiproduksjonsteknologier, som ny energilagringsteknologi og solcellebasert kraftproduksjonsteknologi, for å gi mer støtte til utviklingen av ny energiproduksjonsindustri.
