Vizând problemele legate de sarcina redusă și încărcarea dificilă în zonele rurale, această lucrare prezintă strategia de construire a unei stații integrate de stocare optică și încărcare în zonele rurale și introduce metodele concrete de aplicare a strategiei.
Rezultatele arată că construirea de stații de încărcare cu stocare optică și încărcare integrată în orașe poate îmbunătăți semnificativ eficiența consumului de energie electrică și poate reduce costurile de investiții și costurile de operare.
Importanța construirii unei stații integrate de stocare optică și încărcare
Pe măsură ce numărul vehiculelor electrice este în creștere, cererea de încărcare este în creștere. Dacă aceasta nu este gestionată corespunzător, va duce la o cantitate mare de risipă de energie electrică în procesul de încărcare a vehiculelor electrice și apoi va pune o presiune mare asupra sistemului nostru energetic. Construcția unei stații de încărcare integrate cu stocare optică și încărcare poate rezolva eficient problemele menționate mai sus.
Stația de încărcare integrată este un nou mod de încărcare, care aplică tehnologia de generare a energiei fotovoltaice și de stocare a energiei la stația de încărcare pentru a oferi o soluție bună pentru încărcarea vehiculelor electrice.
În acest mod, generarea de energie fotovoltaică poate fi transmisă direct către stația de încărcare prin conectarea la rețea, iar apoi, prin încărcarea bateriei, se poate furniza electricitate pentru vehiculele electrice; Tehnologia de stocare a energiei constă în utilizarea echipamentelor de stocare a energiei dispersate în rețea, atunci când utilizatorul trebuie să furnizeze electricitate rețelei. Comparativ cu stația de încărcare tradițională, stația de încărcare integrată cu stocare optică și încărcare poate îmbunătăți eficient eficiența operațională a sistemului energetic.
Stația de încărcare integrată cu stocare optică și încărcare poate reduce eficient costul încărcării electrice și costurile de operare în timpul procesului de încărcare a vehiculelor electrice.
Conform acestui model, sistemele fotovoltaice și de stocare a energiei vor continua să funcționeze până când rețeaua rămâne fără electricitate, iar sarcina generată în timpul procesului de încărcare a vehiculelor electrice va fi acoperită de stații de încărcare integrate.
Pentru utilizatori, acest model nu numai că poate economisi costuri, dar poate reduce și eficient risipa de energie. În procesul de funcționare efectivă, stația de stocare optică și încărcare poate obține beneficii economice și sociale maxime prin optimizarea configurării și a gestionării programării.
Prin urmare, se poate spune că stația de încărcare integrată cu stocare optică și încărcare este un nou tip de stație de încărcare cu perspective bune de dezvoltare.
Analiza situației actuale a construcției rețelelor electrice în zonele rurale
Construcția rețelei electrice în zonele comunei
În prezent, rețeaua electrică rurală a țării noastre se află încă în stadiul structurii tradiționale a rețelei electrice, bazată în principal pe linii aeriene, automatizarea rețelei de distribuție, digitalizare și alte aplicații ale tehnologiei moderne fiind insuficiente, majoritatea orașelor și satelor rămânând fără electricitate. Există cinci probleme în construcția rețelei electrice în zonele rurale ale țării noastre.
1). Nivelul scăzut de automatizare a rețelei de distribuție în unele sate și orașe, sistemul imperfect de automatizare a rețelei de distribuție și lipsa monitorizării în timp real și a avertizării timpurii privind funcționarea rețelei de distribuție afectează serios funcționarea normală a sistemului de automatizare a rețelei de distribuție în sate și orașe.
2). Raza de alimentare a liniei de distribuție este mai mare în unele zone rurale, ceea ce face ca linia de distribuție să nu poată scurta eficient raza de alimentare.
3). Structura rețelei de distribuție în unele zone rurale prezintă un fenomen grav de îmbătrânire, iar unele linii de distribuție au chiar probleme precum secțiune transversală mică a conductorului, diametru mic al firului și îmbătrânirea echipamentelor.
4). Există unele probleme în configurația compensării puterii reactive în unele zone rurale, cum ar fi capacitatea insuficientă a echipamentelor și capacitatea insuficientă de compensare a puterii reactive.
5). Întreprinderile de alimentare cu energie electrică din unele sate și orașe nu dispun de mecanisme de management științifice și rezonabile, de planificare și proiectare, precum și de analiză și predicție a consumului de energie din partea utilizatorilor.
Structura energetică a zonei comunei
Structura energetică din zonele rurale este caracterizată de poluare ridicată, consum ridicat de energie și eficiență scăzută.
Odată cu dezvoltarea rapidă a economiei Chinei, nivelul de trai al oamenilor continuă să se îmbunătățească, cererea de energie este în creștere și consumul mare de energie fosilă, ceea ce duce la o poluare sporită a mediului.
În ultimii ani, structura energetică din zonele rurale a fost optimizată și modernizată, iar nivelul de utilizare și cantitatea de energie curată au crescut evident.
1). Capacitatea de încărcare a zonelor rurale este mică, iar locuitorii din zonele rurale au un consum redus de energie și utilizează în principal aparate electrice de putere redusă.
2). Numărul vehiculelor electrice (EVS) în zonele rurale este în creștere. EVS-urile sunt acționate în principal de energie electrică și utilizează sistemul de energie electrică pentru a furniza energie auxiliară. Creșterea numărului de EVS-uri va duce inevitabil la o creștere a sarcinii electrice.
3). Structura alimentării cu energie electrică în zonele rurale este nerezonabilă. Din cauza consumului redus de energie electrică, a structurii unice de alimentare cu energie și a lipsei unei planificări și proiectări științifice și rezonabile, este dificil de satisfăcut cererea de energie electrică în zonele rurale.
4). Există o supraîncărcare serioasă în zonele rurale, unele dintre acestea având probleme de joasă tensiune și linii electrice îmbătrânite, ceea ce afectează serios funcționarea sigură și stabilă a sistemului energetic.
Calitatea energiei electrice în rețeaua de distribuție din zona orașului
Calitatea energiei electrice este unul dintre factorii importanți care afectează calitatea vieții locuitorilor din mediul rural și este, de asemenea, una dintre principalele probleme pe care întreprinderile de energie electrică trebuie să le rezolve. În prezent, calitatea energiei electrice din rețelele de distribuție din zonele rurale se confruntă în principal cu următoarele trei aspecte ale problemei.
1). Abaterea de tensiune a rețelei electrice rurale este mare, iar tensiunea unor utilizatori prezintă o abatere negativă.
2). Gradul de dezechilibru al tensiunii trifazate a rețelei de distribuție în unele sate și orașe depășește limitele standardelor naționale.
3). Există fenomene grave de dezechilibru trifazat în rețeaua de distribuție din zonele rurale, ceea ce duce la probleme legate de calitatea energiei electrice din partea utilizatorului.
Studiu de caz privind construcția unei stații integrate de stocare optică și încărcare
Pentru a promova mai bine dezvoltarea economică a zonelor rurale, statul promovează energic construcția de noi stații de încărcare a energiei. În prezent, există încă unele probleme în construcția de noi stații de încărcare a energiei în țara noastră, de exemplu, amplasarea dificilă a stațiilor de încărcare, utilizarea redusă a instalațiilor de încărcare și eficiența scăzută a încărcării.
În acest scop, țara noastră a început să accelereze construcția de stații de încărcare pentru vehicule electrice. Pentru a rezolva problema încărcării vehiculelor electrice în zonele rurale, se pot construi stații de încărcare integrate cu stocare optică și încărcare în zonele rurale.
Stația de încărcare integrată este formată din trei părți: sistemul de generare a energiei fotovoltaice, sistemul de stocare a energiei și stația de încărcare. În procesul de construcție, este necesar să se construiască mai întâi sistemul de generare a energiei fotovoltaice, iar apoi să se utilizeze sistemul de stocare a energiei pentru a gestiona încărcarea vehiculelor electrice.
În plus, este necesar să instalați un post de încărcare CA și un post de încărcare CC în stația de încărcare pentru a oferi confort la încărcarea vehiculelor electrice.
În general, nivelul de dezvoltare economică al zonelor rurale este relativ scăzut, astfel încât costul construirii de stații de încărcare integrate pentru stocarea și încărcarea optică este relativ scăzut. Luând ca exemplu o localitate, nivelul economic al acesteia se situează la nivelul mediu al țării, iar construcția unei stații integrate de stocare și încărcare optică poate aduce beneficii economice bune.
1). Orașul în sine dispune de suficiente resurse luminoase și terenuri, care pot fi utilizate pe deplin pentru construirea stației de încărcare integrate pentru stocarea și încărcarea luminii.
În proiectarea unei stații integrate de stocare optică și încărcare, ar trebui mai întâi alese materialele de construcție și forma structurală adecvate, apoi combinate cu locația geografică locală și condițiile climatice pentru a realiza proiectarea.
De exemplu, orașul, din cauza climatului rece, a luminii suficiente și a resurselor funciare relativ numeroase, poate alege panouri fotovoltaice pentru a construi o stație integrată de stocare și încărcare.
2). Sistemul fotovoltaic este responsabil în principal pentru încărcarea vehiculelor electrice, în timp ce sistemul de stocare a energiei este responsabil pentru stocarea electricității. Sistemul fotovoltaic și sistemul de stocare a energiei ar trebui combinate într-un mod rezonabil în timpul construcției.
În plus, este necesar să se stabilească în mod rezonabil capacitatea și cantitatea bateriei de stocare a energiei și a bateriei de stocare din sistemul de stocare a energiei. Capacitatea bateriei trebuie stabilită în funcție de cererea de încărcare a vehiculului electric. În general, capacitatea bateriei poate fi determinată în funcție de situația de utilizare, locație și cererea pieței vehiculului electric. Pe această bază, timpul de încărcare și eficiența de încărcare a vehiculului electric trebuie proiectate în mod rezonabil.
3). Stația de încărcare integrată cu stocare optică și încărcare trebuie, de asemenea, să configureze în mod rezonabil diversele echipamente ale stației de încărcare.
La construirea stației de încărcare integrate, trebuie să se încerce alegerea unor echipamente de bună calitate și cu performanțe stabile pentru a evita defectarea echipamentului și afectarea funcționării normale a stației de încărcare.
În plus, gestionarea inteligentă a stocării optice și a stației de încărcare integrate poate fi realizată prin îmbunătățirea gradului de inteligență al stației de încărcare.
4). După construirea stației de încărcare integrate, este necesar să se efectueze recepția și proba de funcționare a stației:
① Ar trebui să fie în conformitate cu standardele naționale și standardele industriale pentru acceptare;
② Dacă construcția sa este conformă cu cerințele politicii locale și cerințele utilizatorilor pentru acceptare;
③ Trebuie acceptată pentru funcționarea normală. Proba de funcționare include în principal următoarele două aspecte: ① Trebuie testată conformitatea stației de încărcare cu standardele de încărcare și normele aferente; ② Trebuie testată conformitatea stației de încărcare cu reglementările de siguranță și standardele aferente.
Configurația integrată a capacității stivei de încărcare și stocare optică
Timpul de încărcare al vehiculului electric este afectat în principal de puterea și timpul de încărcare al vehiculului electric, adică de timpul de încărcare a bateriei și de timpul de încărcare a cantității de energie electrică.
Prin urmare, este necesar să se estimeze timpul de încărcare în funcție de puterea vehiculului electric. În prezent, nu există un standard unificat pentru pilonii de încărcare în țara noastră, iar timpul de încărcare al pilonilor de încărcare de la diferite mărci este destul de diferit, așa că putem utiliza anumite metode pentru a estima timpul de încărcare al pilonilor de încărcare. Piloții de încărcare au fost clasificați în funcție de 4 ore, 12 ore și respectiv 16 ore.
Conform metodei de mai sus, se poate estima timpul de încărcare al pilei de încărcare și se poate obține timpul de încărcare al pilei de încărcare cu diferite configurații de capacitate. La alocarea capacității pilelor de încărcare, ar trebui să luăm în considerare pe deplin și caracteristicile locuitorilor din mediul rural și nevoile de încărcare a vehiculelor electrice.
Diferitele niveluri de tensiune ale vehiculelor electrice necesită puteri diferite, deci în funcție de nevoile configurației echipamentului stației de încărcare.
În circumstanțe normale, locuitorii din mediul rural au niveluri de tensiune de 220V și 110V, deci în construcția stațiilor de încărcare trebuie să fie echipate cu niveluri de tensiune corespunzătoare pentru piloții de încărcare.
Luați ca exemplu provincia Anhui, în circumstanțe normale, nivelurile de tensiune rezidențiale rurale sunt de 10 kv și 35 kv. Odată cu creșterea puterii vehiculelor electrice și reducerea timpului de încărcare, timpul mediu de încărcare va scădea treptat.
Proiect integrat de stocare optică și stație de încărcare
Analiza beneficiilor economice
Stația de încărcare integrată cu 4 tipuri de putere este de 120 kW, 250 kW, 400 kW și 600 kW. S-a constatat că rata internă de rentabilitate este de 10,24%, iar perioada de amortizare este de 3,65 ani pentru o putere de 120 kW.
Datorită numărului mic de vehicule electrice și a cererii scăzute de încărcare din țara noastră, putem opta pentru proiectul de capacitate mică pentru construirea stației de încărcare integrate, pentru a satisface nevoile actuale de încărcare a vehiculelor electrice din zonele rurale.
Construcția unei stații integrate de stocare optică și încărcare
Dificultăți tehnice și soluții
Următoarele dificultăți tehnice trebuie rezolvate pentru dezvoltarea în continuare a stațiilor integrate de stocare optică și încărcare în zonele rurale.
1). Proiectarea și construcția sistemului de stocare a energiei de către utilizator. Proiectarea și construcția sistemului de stocare a energiei de către utilizator sunt esențiale pentru construirea unei stații integrate de stocare optică și încărcare în zonele rurale.
2). Controlul coordonat al sistemului de generare a energiei fotovoltaice și al sistemului de încărcare. Este necesar să se ia în considerare pe deplin coordonarea și controlul dintre sistemul de generare a energiei fotovoltaice și sistemul de încărcare la construirea stației de încărcare integrate în zonele rurale. Controlul coordonării dintre sistemul de generare a energiei fotovoltaice și sistemul de încărcare include în principal două aspecte:
Pe de o parte, este vorba de controlul coordonat dintre sistemul de generare a energiei fotovoltaice și sistemul de stocare a energiei, iar pe de altă parte, este vorba de controlul coordonat dintre sistemul de generare a energiei fotovoltaice și sistemul de încărcare.
Controlerul de încărcare și descărcare, regulatorul de putere și alte dispozitive pot fi utilizate pentru a coordona controlul dintre sistemul de generare a energiei fotovoltaice și sistemul de stocare a energiei.
Când puterea de ieșire a sistemului de generare a energiei fotovoltaice este insuficientă, excesul de putere poate fi alimentat la timp stația de încărcare de către regulatorul de încărcare și descărcare, regulatorul de putere putând fi utilizat pentru a reduce capacitatea de generare fotovoltaică, evitând astfel supraîncărcarea.
În plus, supercondensatorul poate fi utilizat pentru a realiza funcția de încărcare a echipamentelor de generare a energiei fotovoltaice.
3). Strategia de control al stației de încărcare conectate la rețea. În circumstanțe normale, rețelele electrice de mici dimensiuni din zonele rurale duc la instabilitate la rețeaua conectată. Pentru a asigura siguranța consumului de energie în zonele rurale, un număr mare de surse distribuite de energie electrică din rețeaua electrică ar trebui controlate și gestionate de un controler conectat la rețea.
În același timp, sursa de alimentare distribuită poate fi conectată la rețeaua electrică prin intermediul convertorului de rețea.
În plus, este necesară utilizarea bateriilor, a supercondensatoarelor și a altor dispozitive pentru a realiza controlul coordonat al alimentării distribuite cu energie electrică.
4). Proiectarea controlului distribuției energiei la stația de încărcare. În general, atunci când capacitatea de stocare a energiei din partea utilizatorului este insuficientă, excesul de putere poate fi adăugat la stația de încărcare printr-un convertor bidirecțional, iar atunci când capacitatea de stocare a energiei din partea utilizatorului este suficientă, se pot utiliza supercondensatoare pentru a încărca și descărca echipamentele fotovoltaice de generare a energiei.
5). Operarea, întreținerea și gestionarea stației de încărcare integrate și a stocării optice. Mai exact, aceasta include următoarele șapte aspecte: ① Formularea unui plan de lucru solid; ② Consolidarea formării personalului relevant; ③ Inspectarea și întreținerea regulată a echipamentelor; ④ Stabilirea și îmbunătățirea Sistemului de Management al Operațiunii stației de încărcare; ⑤ Organizarea și desfășurarea regulată a diverselor activități de instruire; ⑥ Stabilirea și îmbunătățirea mecanismului de operare și întreținere a stației de încărcare; ⑦ Remedierea defecțiunilor echipamentelor în timp util etc.
Această lucrare analizează tehnologia și economia proiectelor de generare și stocare a energiei fotovoltaice și trage concluzia că este fezabilă construirea stației de încărcare integrate în zonele rurale.
Schema are beneficii economice și sociale bune și îndeplinește cerințele dezvoltării unei noi industrii de generare a energiei electrice în cadrul obiectivului „Dublu carbon” din China. Odată cu progresul continuu al noilor tehnologii de generare a energiei, tehnologia fotovoltaică de generare a energiei va fi utilizată pe scară mai largă, iar tehnologia de stocare a energiei va fi, de asemenea, utilizată pe scară mai largă.
Prin urmare, țara noastră ar trebui să intensifice cercetarea în domeniul noilor tehnologii avansate de generare a energiei, cum ar fi noile tehnologii de stocare a energiei și tehnologia de generare a energiei fotovoltaice, pentru a oferi mai mult sprijin dezvoltării noii industrii de generare a energiei.
