Циљајући на проблеме ниског оптерећења снаге и тешког пуњења у руралним подручјима, овај рад предлаже стратегију изградње интегрисаног оптичког складишта и станице за пуњење у руралним подручјима и представља конкретне методе примене стратегије.
Резултати показују да изградња оптичких станица за складиштење и пуњење са интегрисаним пуњењем у градовима може значајно побољшати ефикасност потрошње електричне енергије и смањити инвестиционе трошкове и оперативне трошкове.
Значај изградње интегрисане оптичке станице за складиштење и пуњење
Како се број електричних возила повећава, расте и потражња за пуњењем. Ако се њиме не управља правилно, то ће довести до великог расипања електричне енергије у процесу пуњења електричних возила, а затим ће створити велики притисак на наш електроенергетски систем. Изградња оптичке станице за складиштење и пуњење може ефикасно решити горе наведене проблеме.
Интегрисана станица за пуњење је нови режим пуњења, који примењује фотонапонску технологију производње енергије и складиштења енергије на станици за пуњење како би се обезбедило добро решење за пуњење електричних возила.
У овом режиму, фотонапонска енергија може се директно преносити до пуњачке станице путем мреже, а затим пуњењем батерије може обезбедити електричну енергију за електрична возила; Технологија складиштења енергије је употреба опреме за складиштење енергије дисперзоване у мрежи, када корисник треба да обезбеди електричну енергију мрежи. У поређењу са традиционалном пуњачком станицом, оптичка пуњачка станица са интегрисаним складиштењем и пуњењем може ефикасно побољшати оперативну ефикасност електроенергетског система.
Интегрисана станица за пуњење оптичких уређаја за складиштење и пуњење може ефикасно смањити трошкове електричног пуњења и трошкове рада током процеса пуњења електричних возила.
Према овом моделу, фотонапонски системи и системи за складиштење енергије ће наставити да раде док мрежа не потроши електричну енергију, а наелектрисање генерисано током процеса пуњења електричних возила биће покривено интегрисаним станицама за пуњење.
За кориснике, овај модел не само да може уштедети трошкове, већ и ефикасно смањити потрошњу енергије. У стварном процесу рада, оптичка станица за складиштење и пуњење може постићи максималне економске и друштвене користи оптимизацијом управљања конфигурацијом и распоредом.
Стога се може рећи да је интегрисана станица за оптичко складиштење и пуњење нови тип станице за пуњење са добрим изгледима за развој.
Анализа тренутне ситуације изградње електроенергетске мреже у руралним подручјима
Изградња електроенергетске мреже у насељима
Тренутно, електроенергетска мрежа у руралним подручјима наше земље је још увек у фази традиционалне структуре електроенергетске мреже, углавном са надземним водовима, аутоматизацијом дистрибутивне мреже, дигитализацијом и другом применом модерне технологије, што је недовољно, већина градова и села је и даље без струје. Постоји пет проблема у изградњи електроенергетске мреже у руралним подручјима наше земље.
1). Низак ниво аутоматизације дистрибутивне мреже у неким селима и градовима, несавршен систем аутоматизације дистрибутивне мреже и недостатак праћења у реалном времену и раног упозоравања о раду дистрибутивне мреже, озбиљно утичу на нормалан рад система аутоматизације дистрибутивне мреже у селима и градовима.
2). Радијус снабдевања дистрибутивном линијом је већи у неким руралним подручјима, што онемогућава дистрибутивну линију да ефикасно скрати радијус снабдевања.
3). Структура дистрибутивне мреже у неким руралним подручјима има озбиљан феномен старења, а неки дистрибутивни водови чак имају проблеме као што су мали попречни пресек проводника, мали пречник жице и старење опреме.
4). Постоје неки проблеми у конфигурацији компензације реактивне снаге у неким руралним подручјима, као што су недовољан капацитет опреме и капацитет компензације реактивне снаге.
5). Предузећима за снабдевање електричном енергијом у неким селима и градовима недостају научни и разумни механизми управљања, идеје за планирање и пројектовање, као ни анализа и предвиђање потрошње електричне енергије на страни корисника.
Енергетска структура подручја општине
Енергетску структуру у руралним подручјима карактерише високо загађење, велика потрошња енергије и ниска ефикасност.
Са брзим развојем кинеске економије, животни стандард људи наставља да се побољшава, потражња за енергијом такође расте, велика потрошња фосилних горива доводи до повећаног загађења животне средине.
Последњих година, енергетска структура у руралним подручјима је оптимизована и унапређена, а ниво искоришћења и количина чисте енергије су очигледно порасли.
1). Капацитет оптерећења руралних подручја је мали, а становници руралних подручја имају ниску потрошњу енергије и углавном користе електричне уређаје мале снаге.
2). Број електричних возила (EVS) у руралним подручјима је у порасту. EVS се углавном покрећу електричном енергијом и користе електроенергетски систем за обезбеђивање помоћне енергије. Повећање броја EVS ће неизбежно довести до повећања електричног оптерећења.
3). Структура снабдевања електричном енергијом у руралним подручјима је неразумна. Због ниске потрошње електричне енергије, јединствене структуре снабдевања електричном енергијом и недостатка научног и разумног планирања и пројектовања, тешко је задовољити потражњу за електричном енергијом у руралним подручјима.
4). Постоји озбиљно преоптерећење у руралним подручјима, од којих нека имају проблеме ниског напона и старења водова, што озбиљно утиче на безбедан и стабилан рад електроенергетског система.
Квалитет електричне енергије дистрибутивне мреже у подручју насеља
Квалитет електричне енергије један је од важних фактора који утичу на квалитет живота становника руралних подручја, а такође је и један од главних проблема које електроенергетска предузећа морају да реше. Тренутно се квалитет електричне енергије дистрибутивне мреже у руралним подручјима углавном суочава са следећа три аспекта проблема.
1). Одступање напона руралне електроенергетске мреже је велико, а напон неких корисника показује негативно одступање.
2). Степен неуравнотежености трофазног напона дистрибутивне мреже у неким селима и градовима је ван опсега националног стандарда.
3). Постоје озбиљне појаве трофазне неравнотеже у дистрибутивној мрежи у руралним подручјима, што доводи до проблема квалитета електричне енергије на страни корисника.
Студија случаја о изградњи интегрисане оптичке станице за складиштење и пуњење
Како би се боље промовисао економски развој руралних подручја, држава снажно промовише изградњу нових станица за пуњење енергије. Тренутно, још увек постоје неки проблеми у изградњи нових станица за пуњење енергије у нашој земљи, на пример, отежано лоцирање станица за пуњење, ниска искоришћеност капацитета за пуњење, ниска ефикасност пуњења.
У том циљу, наша земља је почела да убрзава изградњу станица за пуњење електричних возила. Да би се решио проблем пуњења електричних возила у руралним подручјима, интегрисана станица за оптичко складиштење и пуњење може се изградити у руралним подручјима.
Интегрисана станица за пуњење састоји се од три дела: фотонапонског система за производњу енергије, система за складиштење енергије и станице за пуњење. У процесу изградње, потребно је прво изградити фотонапонски систем за производњу енергије, а затим користити систем за складиштење енергије за управљање пуњењем електричних возила.
Поред тога, потребно је поставити AC пуњач и DC пуњач у станици за пуњење како би се обезбедило практичност пуњења електричних возила.
Генерално, ниво економског развоја руралних подручја је релативно низак, тако да су трошкови изградње интегрисаних станица за оптичко складиштење и пуњење релативно ниски. Узимајући за пример једну општину, економски ниво општине је на средњем нивоу у земљи, а изградња интегрисане станице за оптичко складиштење и пуњење може постићи добре економске користи.
1). Сам град има довољно светлосних ресурса и земљишних ресурса, који се могу у потпуности искористити за изградњу интегрисане станице за складиштење и пуњење светлости.
Приликом пројектовања интегрисане оптичке станице за складиштење и пуњење, прво треба одабрати одговарајуће грађевинске материјале и структурни облик, а затим их комбиновати са локалним географским положајем и климатским условима.
На пример, град због хладне климе, довољног светла, релативно више земљишних ресурса, може одабрати фотонапонске панеле за изградњу интегрисане станице за складиштење и пуњење.
2). Фотонапонски систем је углавном одговоран за пуњење електричних возила, док је систем за складиштење енергије одговоран за складиштење електричне енергије. Фотонапонски систем и систем за складиштење енергије треба комбиновати на разуман начин током изградње.
Поред тога, неопходно је разумно подесити капацитет и количину батерије за складиштење енергије и батерије за складиштење енергије у систему за складиштење енергије. Капацитет батерије треба подесити према потреби пуњења електричног возила. Генерално, капацитет батерије може се одредити према ситуацији коришћења, локацији и тржишној потражњи електричног возила. На основу тога, време пуњења и ефикасност пуњења електричног возила треба разумно пројектовати.
3). Интегрисана станица за пуњење оптичког складиштења и пуњења такође треба разумно да конфигурише различиту опрему станице за пуњење.
Приликом изградње интегрисане станице за пуњење, требало би покушати одабрати квалитетну и стабилну опрему како би се избегао квар опреме и утицало на нормалан рад станице за пуњење.
Поред тога, интелигентно управљање оптичким складиштењем и пуњењем интегрисане станице за пуњење може се остварити побољшањем интелигентног степена станице за пуњење.
4). Након изградње интегрисане станице за пуњење, потребно је извршити пријем и пробни рад станице:
① Требало би да буде у складу са националним стандардима и индустријским стандардима ради прихватања;
② Да ли је његова конструкција у складу са локалним захтевима политике и захтевима корисника за прихватање;
③ Требало би да се прихвати за нормалан рад. Пробни рад углавном обухвата следећа два аспекта: ① Да ли станица за пуњење испуњава стандарде пуњења и сродне норме треба тестирати; ② Да ли станица за пуњење испуњава безбедносне прописе и сродне стандарде треба тестирати.
Конфигурација капацитета интегрисаног пуњача за оптичко складиштење и пуњење
Време пуњења електричног возила углавном зависи од снаге и времена пуњења електричног возила, односно времена пуњења батерије и времена пуњења количине електричне енергије.
Стога је неопходно проценити време пуњења према снази електричног возила. Тренутно, у нашој земљи не постоји јединствени стандард за пуњаче, а време пуњења пуњача различитих марки је прилично различито, тако да можемо користити неке методе за процену времена пуњења пуњача. Пуњачи су класификовани према 4H, 12h и 16h респективно.
Према горе наведеној методи, може се проценити време пуњења пуњача и може се добити време пуњења пуњача са различитом конфигурацијом капацитета. Приликом расподеле капацитета пуњача, требало би у потпуности узети у обзир карактеристике сеоског становништва и потребе за пуњењем електричних возила.
Различити нивои напона електричних возила захтевају различиту снагу, па према потребама конфигурације опреме станице за пуњење.
У нормалним околностима, становници руралних подручја користе напон од 220V и 110V, па је приликом изградње пуњачких станица потребно опремити пуњаче одговарајућим нивоима напона.
Узмимо за пример провинцију Анхуи, где су под нормалним околностима нивои напона у руралним насељима од 10 kV и 35 kV. Са повећањем снаге електричних возила и смањењем времена пуњења, просечно време пуњења ће се постепено смањивати.
Пројекат интегрисаног оптичког складишта и станице за пуњење
Анализа економске користи
Интегрисана станица за пуњење са 4 врсте снаге је 120kW, 250kW, 400kW и 600kW. Утврђено је да је интерна стопа поврата 10,24%, а период поврата инвестиције 3,65 година када је снага 120kW.
Због малог броја електричних возила и ниске потражње за пуњењем у нашој земљи, можемо се одлучити за пројекат малог капацитета за изградњу интегрисане станице за пуњење, како бисмо задовољили тренутне потребе руралних подручја за пуњењем електричних возила.
Изградња интегрисане оптичке станице за складиштење и пуњење
Техничке потешкоће и решења
За даљи развој интегрисаних оптичких станица за складиштење и пуњење у руралним подручјима потребно је решити следеће техничке потешкоће.
1). Пројектовање и изградња система за складиштење енергије на страни корисника. Пројектовање и изградња система за складиштење енергије на страни корисника је кључно за изградњу интегрисаног оптичког складишта и станице за пуњење у руралним подручјима.
2). Координирана контрола фотонапонског система за производњу електричне енергије и система пуњења. Приликом изградње интегрисане станице за пуњење у руралним подручјима, неопходно је у потпуности размотрити координацију и контролу између фотонапонског система за производњу електричне енергије и система пуњења. Координација контроле између фотонапонског система за производњу електричне енергије и система пуњења углавном обухвата два аспекта:
С једне стране, то је координирана контрола између фотонапонског система за производњу електричне енергије и система за складиштење енергије, а с друге стране, то је координирана контрола између фотонапонског система за производњу електричне енергије и система пуњења.
Контролер пуњења и пражњења, регулатор снаге и други уређаји могу се користити за координацију управљања између система за производњу фотонапонске енергије и система за складиштење енергије.
Када је излазна снага фотонапонског система за производњу електричне енергије недовољна, вишак енергије може се благовремено допунити станици за пуњење помоћу контролера пуњења и пражњења, а регулатор снаге може се користити за смањење капацитета фотонапонског система, чиме се избегава прекомерно пуњење.
Поред тога, суперкондензатор се може користити за постизање функције пуњења фотонапонске опреме за производњу електричне енергије.
3). Стратегија управљања станицом за пуњење повезаном на мрежу. У нормалним околностима, мале електроенергетске мреже у руралним подручјима доводе до нестабилности повезане на мрежу. Да би се осигурала безбедност потрошње електричне енергије у руралним подручјима, велики број дистрибуираних напајања у електроенергетској мрежи требало би да контролише и управља контролер повезан на мрежу.
Истовремено, дистрибуирано напајање може бити повезано на електричну мрежу преко конвертора на страни мреже.
Поред тога, неопходно је користити батерију, суперкондензатор и друге уређаје како би се постигла координисана контрола дистрибуираног напајања.
4). Дизајн управљања дистрибуцијом енергије пуњачке станице. Генерално, када је капацитет складиштења енергије на страни корисника недовољан, вишак енергије се може додати пуњачкој станици преко двосмерног конвертора, а када је капацитет складиштења енергије на страни корисника довољан, употреба суперкондензатора може се користити за пуњење и пражњење фотонапонске опреме за производњу енергије.
5). Одржавање рада и управљање оптичким складиштењем и интегрисаном станицом за пуњење. Конкретно, то обухвата следећих седам аспеката: ① Формулисање доброг плана рада; ② Јачање обуке релевантног особља; ③ Редовна инспекција и одржавање опреме; ④ Успостављање и побољшање система управљања радом станице за пуњење; ⑤ Редовно организовање и спровођење различитих активности обуке; ⑥ Успостављање и побољшање механизма рада и одржавања станице за пуњење; ⑦ Благовремено отклањање кварова опреме итд.
Овај рад анализира технологију и економију пројеката производње фотонапонске енергије и складиштења енергије и закључује да је изводљиво изградити интегрисану станицу за пуњење у руралним подручјима.
Шема има добре економске и друштвене користи и испуњава захтеве развоја нове индустрије производње енергије у оквиру циља „Двоструког угљеника“ у Кини. Са континуираним напретком нове технологије производње енергије, технологија производње фотонапонске енергије биће све шире коришћена, а технологија складиштења енергије ће се такође све шире користити.
Стога, наша земља треба да повећа истраживање напредних нових технологија за производњу енергије, као што су нова технологија складиштења енергије и технологија производње фотонапонске енергије, како би пружила већу подршку развоју нове индустрије производње енергије.
