Med sikte på problemen med låg effektbelastning och svår laddning på landsbygden presenterar denna artikel strategin för att bygga integrerade optiska lagrings- och laddningsstationer på landsbygden, och introducerar konkreta tillämpningsmetoder för strategin.
Resultaten visar att byggandet av optiska lagrings- och laddningsintegrerade laddningsstationer i städer kan avsevärt förbättra effektiviteten i elförbrukningen och minska investeringskostnader och driftskostnader.
Vikten av att bygga integrerad optisk lagring och laddningsstation
I takt med att antalet elfordon ökar, ökar efterfrågan på laddning. Om det inte hanteras korrekt kommer det att leda till en stor mängd slöseri med elektrisk energi i laddningsprocessen för elfordon, vilket sedan kommer att sätta stor press på vårt kraftsystem. Konstruktionen av integrerade laddstationer för optisk lagring och laddning kan effektivt lösa ovanstående problem.
Den integrerade laddstationen är ett nytt laddstationsläge som tillämpar solcellsproduktion och energilagringsteknik för att ge en bra lösning för laddning av elfordon.
I detta läge kan solcellsproduktion överföras direkt till laddstationen via elnätsanslutning, och genom att ladda batteriet kan el levereras till elfordon. Energilagringsteknik är användningen av energilagringsutrustning som är spridd i elnätet när användaren behöver leverera el till elnätet. Jämfört med traditionella laddstationer kan den integrerade laddstationen för optisk lagring och laddning effektivt förbättra elsystemets driftseffektivitet.
Den integrerade laddningsstationen för optisk lagring och laddning kan effektivt minska laddningskostnaden och driftskostnaden under laddningsprocessen för elfordon.
Enligt den här modellen kommer solceller och energilagringssystem att fortsätta fungera tills elnätet tar slut, och laddningen som genereras under laddningsprocessen för elfordon kommer att täckas av integrerade laddstationer.
För användarna kan den här modellen inte bara spara kostnader, utan också effektivt minska energislöseriet. I den faktiska driftprocessen kan den optiska lagrings- och laddningsstationen uppnå maximala ekonomiska och sociala fördelar genom att optimera konfiguration och schemaläggningshantering.
Därför kan man säga att en integrerad laddningsstation för optisk lagring och laddning är en ny typ av laddningsstation med goda utvecklingsmöjligheter.
Analys av den nuvarande situationen för elnätsbyggande i landsbygdsområden
Elnätsbyggnation i kommuner
För närvarande är vårt lands landsbygds elnät fortfarande i den traditionella elnätsstrukturen, främst med otillräckliga tillämpningar av luftledningar, automatisering av distributionsnät, digitalisering och annan modern teknik, vilket gör att de flesta städer och byar fortfarande saknar el. Det finns fem problem med byggandet av elnät i vårt lands landsbygd.
1). Den låga nivån av automatisering av distributionsnätet i vissa byar och städer, det ofullkomliga automatiseringssystemet för distributionsnätet och bristen på realtidsövervakning och tidig varning för distributionsnätets drift påverkar allvarligt den normala driften av automatiseringssystemen för distributionsnätet i byar och städer.
2). Distributionsledningens matningsradie är större i vissa landsbygdsområden, vilket gör att distributionsledningen inte kan förkorta matningsradien effektivt.
3). Distributionsnätets struktur i vissa landsbygdsområden uppvisar allvarliga åldrandefenomen, och vissa distributionsledningar har till och med problem som liten ledararea, liten tråddiameter och åldrande av utrustningen.
4). Det finns vissa problem med konfigurationen av reaktiv effektkompensation i vissa landsbygdsområden, såsom otillräcklig utrustningskapacitet och kapacitet för reaktiv effektkompensation.
5). Kraftförsörjningsföretagen i vissa byar och städer saknar vetenskapliga och rimliga ledningsmekanismer, planerings- och designidéer samt analys och förutsägelse av elförbrukningen på användarsidan.
Energistrukturen i kommunområdet
Energistrukturen på landsbygden kännetecknas av hög förorening, hög energiförbrukning och låg effektivitet.
Med den snabba utvecklingen av Kinas ekonomi fortsätter människors levnadsstandard att förbättras, efterfrågan på energi ökar också, en stor mängd fossil energiförbrukning, vilket resulterar i ökande miljöföroreningar.
Under senare år har energistrukturen på landsbygden optimerats och uppgraderats, och användningsnivån och mängden ren energi har ökat markant.
1). Lastkapaciteten i landsbygdsområden är liten, och invånarna i landsbygdsområden har låg strömförbrukning och använder huvudsakligen elektriska apparater med låg strömförbrukning.
2). Antalet elfordon (EVS) på landsbygden ökar. Elfordon drivs huvudsakligen av elektrisk energi och använder elsystemet för att tillhandahålla reservkraft. Ökningen av antalet elfordon kommer oundvikligen att resultera i en ökning av den elektriska belastningen.
3). Strukturen för elförsörjningen på landsbygden är orimlig. På grund av den låga elförbrukningen, den enda elförsörjningsstrukturen och bristen på vetenskaplig och rimlig planering och design är det svårt att möta elbehovet på landsbygden.
4). Det råder allvarlig överbelastning i landsbygdsområden, av vilka vissa har problem med lågspänning och åldrande ledningar, vilket allvarligt påverkar elsystemets säkra och stabila drift.
Elkvaliteten i distributionsnätet i kommunen
Elkvalitet är en av de viktiga faktorer som påverkar livskvaliteten för landsbygdsbefolkningen, och det är också ett av de största problemen som elföretag måste lösa. För närvarande står elkvaliteten i distributionsnätet på landsbygden främst inför följande tre aspekter.
1). Spänningsavvikelsen i landsbygdens elnät är stor, och spänningen hos vissa användare uppvisar en negativ avvikelse.
2). Obalansgraden i trefasspänningen i distributionsnätet i vissa byar och städer ligger utanför den nationella standarden.
3). Det finns allvarliga trefasiga obalansfenomen i distributionsnätet på landsbygden, vilket leder till problem med elkvaliteten på användarsidan.
Fallstudie om konstruktionen av integrerad optisk lagring och laddningsstation
För att bättre främja den ekonomiska utvecklingen i landsbygdsområden främjar staten kraftfullt byggandet av nya laddningsstationer för energi. För närvarande finns det fortfarande vissa problem med byggandet av nya laddningsstationer för energi i vårt land, till exempel svårigheter att placera laddningsstationer, lågt utnyttjande av laddningsanläggningar och låg laddningseffektivitet.
I detta syfte har vårt land börjat påskynda byggandet av laddningsstationer för elfordon. För att lösa problemet med laddning av elfordon på landsbygden kan integrerade laddningsstationer för optisk lagring och laddning byggas på landsbygden.
Den integrerade laddstationen består av tre delar: ett solcellssystem, ett energilagringssystem och en laddstation. Under byggprocessen är det nödvändigt att först bygga det solcellssystem som genereras, och sedan använda energilagringssystemet för att hantera laddningen av elfordon.
Dessutom är det nödvändigt att installera AC- och DC-laddningsstolpar i laddstationen för att möjliggöra laddning av elbilar.
Sammantaget är den ekonomiska utvecklingsnivån på landsbygden relativt låg, så kostnaden för att bygga integrerade laddningsstationer för optisk lagring och laddning är relativt låg. Om man tar en kommun som exempel ligger kommunens ekonomiska nivå på medelnivå i landet, och byggandet av integrerade laddningsstationer för optisk lagring och laddning kan ge goda ekonomiska fördelar.
1). Själva staden har tillräckliga ljusresurser och markresurser, vilka fullt ut kan utnyttjas för att bygga den integrerade laddningsstationen för ljuslagring och laddning.
Vid utformningen av integrerad optisk lagring och laddningsstation bör man först välja lämpliga byggmaterial och strukturella former, och sedan kombinera designen med det lokala geografiska läget och klimatförhållandena.
Till exempel, i staden på grund av det kalla klimatet, tillräckligt med ljus och relativt stora markresurser, kan man välja solpaneler för att bygga integrerad lagring och laddningsstation.
2). Solcellssystemet ansvarar huvudsakligen för laddning av elfordon, medan energilagringssystemet ansvarar för att lagra elektriciteten. Solcellssystemet och energilagringssystemet bör kombineras på ett rimligt sätt under byggnationen.
Dessutom är det nödvändigt att rimligt ställa in kapaciteten och mängden av energilagringsbatterier och ackumulatorer i energilagringssystemet. Batterikapaciteten bör ställas in enligt laddningsbehovet för elfordonet. Generellt sett kan batterikapaciteten bestämmas utifrån användningssituationen, platsen och marknadsefterfrågan för elfordonet. Baserat på detta bör laddningstiden och laddningseffektiviteten för elfordonet utformas rimligt.
3). Laddstationen för integrerad optisk lagring och laddning måste också rimligen konfigurera laddningsstationens olika utrustning.
Vid konstruktionen av den integrerade laddstationen bör man sträva efter att välja utrustning av god kvalitet och stabil prestanda för att undvika utrustningsfel som påverkar laddstationens normala drift.
Dessutom kan intelligent hantering av optisk lagring och integrerad laddningsstation realiseras genom att förbättra laddningsstationens intelligenta grad.
4). Efter att den integrerade laddstationen är byggd är det nödvändigt att genomföra godkännande och provdrift av stationen:
① Det bör vara i linje med nationella standarder och branschstandarder för godkännande;
② Huruvida dess konstruktion överensstämmer med lokala policykrav och användarkrav för godkännande;
③ Den bör godkännas för normal drift. Provdriften omfattar huvudsakligen följande två aspekter: ① Det bör testas om laddstationen uppfyller laddningsstandarderna och relaterade normer; ② Det bör testas om laddstationen uppfyller säkerhetsföreskrifterna och relaterade standarder.
Optisk lagring och laddningskonfiguration med integrerad laddningshögkapacitet
Laddningstiden för ett elfordon påverkas huvudsakligen av elfordonsens effekt och laddningstid, det vill säga laddningstiden för batteriet och laddningstiden för den elektriska mängden.
Därför är det nödvändigt att uppskatta laddningstiden utifrån elfordonets effekt. För närvarande finns det ingen enhetlig standard för laddstolpar i vårt land, och laddningstiden för laddstolpar av olika märken skiljer sig avsevärt åt, så vi kan använda några metoder för att uppskatta laddningstiden för laddstolpar. Laddstolparna klassificerades enligt 4H, 12H respektive 16H.
Enligt ovanstående metod kan laddningstiden för laddningshögen uppskattas, och laddningstiden för laddningshögen kan erhållas med olika kapacitetskonfigurationer. Vid kapacitetsallokering av laddningshögar bör vi också fullt ut beakta landsbygdsbefolkningens egenskaper och laddningsbehov för elfordon.
Olika spänningsnivåer för elfordon kräver olika effekt, så beroende på behoven hos laddningsstationens utrustningskonfiguration.
Under normala omständigheter har landsbygdsbefolkning spänningsnivåer på 220V och 110V, så vid byggandet av laddstationer måste de utrustas med motsvarande spänningsnivåer för laddningspålar.
Ta Anhui-provinsen som exempel, under normala omständigheter är spänningsnivåerna för landsbygdsbostäder 10 kV och 35 kV. Med ökningen av elbilseffekt och minskningen av laddningstiden kommer den genomsnittliga laddningstiden gradvis att minska.
Integrerat optiskt lagrings- och laddningsstationsprojekt
Ekonomisk nyttoanalys
Den integrerade laddstationen med fyra effekttyper är 120 kW, 250 kW, 400 kW och 600 kW. Det har visat sig att den interna avkastningen är 10,24 % och återbetalningstiden är 3,65 år vid en effekt på 120 kW.
På grund av det lilla antalet elfordon och den låga efterfrågan på laddning i vårt land kan vi välja ett projekt med liten kapacitet för att bygga den integrerade laddstationen, för att möta de nuvarande behoven av laddning av elfordon i landsbygdsområdena.
Konstruktion av integrerad optisk lagring och laddningsstation
Tekniska svårigheter och lösningar
Följande tekniska svårigheter behöver lösas för vidareutveckling av integrerade optiska lagrings- och laddningsstationer på landsbygden.
1). Design och konstruktion av användarsidans energilagringssystem. Design och konstruktion av användarsidans energilagringssystem är nyckeln till byggandet av integrerade optiska lagrings- och laddningsstationer på landsbygden.
2). Samordnad styrning av solcellssystemet och laddningssystemet. Det är nödvändigt att fullt ut beakta samordningen och styrningen mellan solcellssystemet och laddningssystemet när man bygger integrerade laddningsstationer i landsbygdsområden. Samordningen mellan solcellssystemet och laddningssystemet omfattar huvudsakligen två aspekter:
Å ena sidan är det den samordnade styrningen mellan det solcellsbaserade kraftgenereringssystemet och energilagringssystemet, å andra sidan är det den samordnade styrningen mellan det solcellsbaserade kraftgenereringssystemet och laddningssystemet.
Laddnings- och urladdningsregulatorer, effektregulatorer och andra enheter kan användas för att koordinera styrningen mellan solcellssystemet och energilagringssystemet.
När uteffekten från det solcellsbaserade kraftgenereringssystemet är otillräcklig kan överskottseffekten i tid fyllas på till laddningsstationen av laddnings- och urladdningsregulatorn, och effektregulatorn kan användas för att minska den solcellsbaserade kraftgenereringskapaciteten och därigenom undvika överladdning.
Dessutom kan superkondensatorn användas för att uppnå laddningsfunktionen hos solcellsutrustning.
3). Strategi för styrning av laddstationer anslutna till nätet. Under normala omständigheter leder småskaliga elnät på landsbygden till instabilitet i nätet. För att säkerställa säkerheten i elförbrukningen på landsbygden bör ett stort antal distribuerade elförsörjningar i elnätet styras och hanteras av en nätansluten regulator.
Samtidigt kan den distribuerade strömförsörjningen anslutas till elnätet via nätomvandlaren.
Dessutom är det nödvändigt att använda batteri, superkondensator och andra enheter för att uppnå koordinerad styrning av distribuerad strömförsörjning.
4). Utformning av laddningsstationens strömfördelningsstyrning. Generellt sett, när användarsidans energilagringskapacitet är otillräcklig, kan överskottseffekt läggas till laddningsstationen via en dubbelriktad omvandlare, och när användarsidans energilagringskapacitet är tillräcklig kan superkondensatorer användas för att ladda och urladda den fotovoltaiska kraftgenereringsutrustningen.
5). Drift, underhåll och hantering av optisk lagring och integrerade laddningsstationer. Mer specifikt omfattar det följande sju aspekter: ① Att utforma en sund arbetsplan; ② Att stärka utbildningen av relevant personal; ③ att regelbundet inspektera och underhålla utrustningen; ④ Att etablera och förbättra laddningsstationens driftledningssystem; ⑤ Att regelbundet organisera och genomföra olika utbildningsaktiviteter; ⑥ Att etablera och förbättra laddningsstationens drift- och underhållsmekanism; ⑦ Att hantera utrustningsfel i tid, etc.
Denna artikel analyserar tekniken och ekonomin för solcellsproduktion och energilagringsprojekt, och drar slutsatsen att det är genomförbart att bygga integrerade laddningsstationer på landsbygden.
Systemet har goda ekonomiska och sociala fördelar och uppfyller kraven för utvecklingen av ny energiproduktionsindustri inom ramen för målet "Dubbelt koldioxid" i Kina. Med den kontinuerliga utvecklingen av ny energiproduktionsteknik kommer solcellsteknik att användas i större utsträckning, och energilagringsteknik kommer också att användas i större utsträckning.
Därför bör vårt land öka forskningen om avancerad ny energiproduktionsteknik, såsom ny energilagringsteknik och solcellsbaserad kraftproduktionsteknik, för att ge mer stöd till utvecklingen av ny energiproduktionsindustri.
