引言

在全球積極推動綠色出行和可持續(xù)發(fā)展的背景下，新能源汽車憑借其顯著的節(jié)能與環(huán)保優(yōu)勢，正逐步占據汽車行業(yè)的主流地位。據中國汽車工業(yè)協會數據顯示，今年前8個月，我國新能源汽車的產銷量分別實現了29%和30.9%的同比增長，累計達到700.8萬輛和703.7萬輛。伴隨著新能源汽車市場的迅猛擴張，充電樁的需求也隨之激增。

然而，傳統充電樁在應對用電高峰時對電網造成的壓力，以及偏遠地區(qū)電網覆蓋不足等問題上，顯得力不從心。光儲充一體化充電站的問世，為這些難題提供了切實可行的解決方案，正迅速成為新能源趨勢下備受青睞的充電新選擇。

1.探秘光儲充一體化充電站

1.1工作原理大揭秘

光儲充一體化充電站融合了光伏發(fā)電、儲能及充電技術，構建了一個智能化的能量轉換與存儲系統。該系統利用光伏板捕捉陽光，生成直流電，逆變器其轉換為交流電，其中一部分直接用于即時充電，剩余部分則儲存于儲能設備中。儲能設備在光照充沛時儲存電能，在需求時段釋放，確保電動汽車充電的連續(xù)性與穩(wěn)定性。充電樁根據電動汽車電池的狀態(tài)進行智能調節(jié)，安全高效地補充電能，實現太陽能向電動汽車動力的有效轉化。

1.2獨特優(yōu)勢大放送

綠色環(huán)保，踐行可持續(xù)發(fā)展：太陽能作為清潔能源，發(fā)電無污染，不排放溫室氣體，與傳統燃油汽車及火電充電樁截然不同。推廣光儲充一體化充電站，能有效減少碳排放，改善空氣質量，緩解全球變暖問題，助力實現可持續(xù)發(fā)展目標。

高效節(jié)能，提升能源利用率：光伏發(fā)電與儲能技術的結合，顯著提升了能源利用效率。白天，光伏系統優(yōu)先為電動汽車充電，并將多余電能儲存；夜間或用電高峰時段，則由儲能設備供電。這一模式有效減少了能源浪費，并大幅提高了轉換效率。

獨立供電，降低電網依賴：在電網覆蓋不足的偏遠地區(qū)，獨立供電能力至關重要。光儲充一體化充電站利用太陽能和儲能設備，即使在缺乏穩(wěn)定大電網的情況下，也能為電動汽車提供可靠的充電服務。

應急備用，保障關鍵用電：在緊急情況下，如自然災害或電網故障，光儲充一體化充電站可作為應急電源。其儲能設備提供的電能支持應急救援和醫(yī)療設施，保障關鍵領域運作。尤其在地震、洪水等災害頻發(fā)地區(qū)，這些充電樁的應急功能對受災群眾和救援工作至關重要。

智能管理，優(yōu)化用戶體驗：實時監(jiān)測發(fā)電量、儲能電量及充電狀態(tài)的能力，并進行智能調控。用戶可通過手機APP遠程查詢充電樁信息、預約充電，享受便捷的充電體驗。

降低成本，實現經濟效益：從長遠來看，盡管光儲充一體化充電站的初始投資相對較高，但隨著技術進步和規(guī)模化生產的推進，其成本將逐步降低。該技術有效減少了對電網的依賴，免除了配電增容的費用，同時通過巧妙利用峰谷電價差，顯著降低了充電成本。

2.多場景應用，無處不在

2.1城市充電站：緩解用電壓力

隨著城市對電動汽車充電設施需求的持續(xù)增長，光儲一體化充電站的建設有效緩解了這一壓力。安裝此類設施，通過光伏板將太陽能轉化為電能并儲存，為電動汽車提供充電服務。這些充電站不僅滿足了消費者在購物期間的充電需求，還能在用電高峰時段提供電力支持，緩解電網負荷。此外，智能控制系統根據實時電價和用電需求靈活調整充電策略，進一步降低充電成本。

2.2高速公路服務區(qū)：長途出行的保障

高速公路服務區(qū)是長途旅行者和貨車司機的關鍵補給站，光儲一體化系統為新能源汽車提供了可靠的充電保障。邯鄲服務區(qū)的光儲充一體站搭載了3484塊光伏板，年發(fā)電量高達2404.4Mwh，并配備多臺直流充電樁，充分滿足新能源汽車的充電需求。該站不僅實現了能源的清潔利用，節(jié)約了標煤，還有效減少了污染物排放。此外，服務區(qū)還配備了實時監(jiān)控系統，有效解決燃油車占用充電車位的問題，為新能源車主提供了便捷、高效的充電服務。

2.3工業(yè)園區(qū)：提升形象與服務

工業(yè)園區(qū)用電需求大，光儲一體化方案提供了經濟且環(huán)保的能源解決方案。以天津南港工業(yè)區(qū)項目為例，該項目采用“自發(fā)自用、余電上網”的模式，光伏系統充分滿足日常用電需求，而儲能設備則在電費低谷時段充電，高峰期放電，有效實現“削峰填谷”，顯著降低用能成本。此外，新能源智慧管理平臺實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，通過智能化運維調度，大幅提升能源管理效率和應急響應能力，為園區(qū)的綠色低碳發(fā)展奠定了堅實基礎。

2.4智能社區(qū)：綠色能源進家門

在住宅區(qū)部署小型光儲一體化系統，能夠提供綠色電力及電動汽車充電服務。以嘉定區(qū)江橋鎮(zhèn)匡巷二村小區(qū)的光儲充一體化充電站為例，該站整合了光伏、儲能、換電、充電等多項功能，提供一站式充電解決方案。這不僅解決了小區(qū)電動車充電難題，還改善了充電環(huán)境，降低了使用成本，并有效推動了社區(qū)的綠色發(fā)展。此外，所有充換電設施的數據均納入監(jiān)測平臺，實現了全生命周期的數據監(jiān)控，確保了充電全過程的安全與可靠。

2.5偏遠地區(qū)供電：解決用電難題

在偏遠地區(qū)，光儲一體化系統作為獨立的電力供應體系，扮演著至關重要的角色。以山西忻州偏關縣秀濃養(yǎng)殖場為例，其光儲一體化微電網供電系統成功解決了傳統供電方式投資高昂、實施困難、運維成本偏高等難題。通過構建分布式光伏電站和配備儲能電池，并結合能量管理控制系統，實現了光能、儲能與用電的“自循環(huán)”穩(wěn)定運行，尤其在光照充足的情況下，達到了零碳排放的目標。系統投運后，不僅大幅節(jié)省了投資成本，降低了線路損耗，還顯著減輕了基層供電班組的運維壓力，為偏遠地區(qū)的電力供應探索出了一種創(chuàng)新模式。

3.復雜但關鍵：光伏儲能一體話充電站獨特的繼電保護配置

3.1特殊的電氣設計

光伏儲能一體化充電站電氣干線示意圖

光伏儲能一體化充電站的電氣設計獨具匠心，采用10kV市電供電。典型的箱式變電站涵蓋高壓室、變壓器室和低壓室，容量范圍一般在630kVA至1250kVA之間。例如，某城市充電站巧妙利用車棚頂部安裝分布式光伏組件，裝機容量達[X]kW，高效轉化太陽能。儲能柜的容量則依據充電需求和預算進行定制，大型充電站為應對高峰用電需求并控制成本，常選用大容量儲能柜以確保供電穩(wěn)定性。相關設備，如光伏匯流柜、儲能匯流柜及儲能柜，通常布置于預制艙內，既節(jié)約空間又便于維護管理。187-02111-*382

3.2復雜的保護需求

光儲一體化充電站的繼電保護配置相較于傳統電站更為復雜。光伏和儲能系統的接入改變了供電結構，導致短路電流的分布和方向變得錯綜復雜。例如，當變壓器低壓側發(fā)生短路時，電網、光伏和儲能系統可能同時向故障點注入電流。若保護邏輯設計不當，可能會引發(fā)保護裝置誤動作或無法迅速隔離故障，進而影響充電站的正常運行。此外，電力電子設備如光伏逆變器和儲能PCS的反應時間通常長于傳統繼電保護裝置和斷路器，因此需要更為精準和迅速的保護策略。在復雜的供電結構下，傳統低壓斷路器的過流保護難以滿足保護選擇性要求，故障發(fā)生時可能無法精準切除故障區(qū)域，從而引發(fā)連鎖反應，擴大故障范圍，嚴重威脅充電站的可靠性。因此，合理設置保護邏輯，確保其符合分布式電源接入電網的相關標準和規(guī)范，是保障充電站安全穩(wěn)定運行的關鍵所在。

3.3分級保護策略

樁級保護：依據相關標準，直流充電樁需要具備交流輸入過壓保護、交流輸入過流保護、直流輸出過壓保護、直流輸出過流保護以及內部過溫保護等功能，這些功能主要由直流充電樁內部模塊來實現。為增強安全性，部分直流充電樁還可以加裝限流式保護器。交流充電樁則應具備過負荷保護、短路保護和漏電保護功能，漏電保護需符合現行國家標準的有關規(guī)定。在實際應用中，交流充電樁通常會配置電氣防火限流式保護器，就可以實現交流單相短路限流滅弧保護、過載限流保護、過 / 欠壓保護、漏電監(jiān)測、內部超溫限流保護等功能，并且支持 RS485 通訊，7kW交流充電樁廣泛使用ASCP200-40D，而30kW和60kW直流充電樁分別配置ASCP310-63B和ASCP310-125B限流式保護器，以實現相應的保護功能。

0.4kV 回路保護：光伏逆變器和儲能變流器自身已經具備比較完善的保護功能，所以無需另外配置保護裝置。不過，為了保障電網安全，依據相關規(guī)定，需要在并網點設置防孤島保護裝置AM5SE-IS，一旦電網停電，它能夠迅速動作，跳開光伏和儲能并網斷路器，防止孤島運行向電網送電。例如，在某光伏儲能一體化充電站，電網停電時防孤島保護裝置及時動作，避免了安全事故。并網點還需要對電能質量數據進行監(jiān)測，比如電流、電壓、總諧波畸變率、電壓合格率、電壓波動 / 閃變等，這就需要配置 APView400 電能質量在線監(jiān)測裝置。為了滿足 0.4kV 保護選擇性要求，主要回路應配置低壓保護裝置ALP500，它能夠實現速斷、過流保護、過負荷保護、欠 / 過電壓保護、漏電保護等功能，有效縮小故障范圍。

10kV 回路保護：10kV 進線回路和變壓器需配置AM5SE-F線路保護和AM5SE-T變壓器保護裝置。兩者均應具備帶方向的電流速斷、過流、過負荷保護，變壓器保護還應包括非電量保護如溫度、開門保護，油浸式變壓器需加瓦斯保護。例如，在某油浸式變壓器的 10kV 回路中，瓦斯保護裝置檢測到內部故障，避免了火災事故發(fā)生。根據相關管理辦法和規(guī)定，分布式電源用戶公共連接點需要監(jiān)測電能質量數據，因此要配置電能質量在線監(jiān)測裝置APView500；對于自發(fā)自用、余電不上網的用戶，還需要設置防逆流保護AM5SE-IS或防逆流調節(jié)單元ADL400-CT，防止向電網反送電，確保電網的穩(wěn)定運行。

3.4協調控制器的作用

ACCU-100 協調控制器在光伏儲能一體化充電站中發(fā)揮著至關重要的作用。它不僅承擔數據采集、協議轉換和存儲等基礎任務，還具備新能源使用策略的控制功能。該控制器依據預設邏輯，精確調控光伏出力、儲能系統的充放電、充電樁的充電過程以及負荷的調節(jié)。在陽光充沛的情況下，優(yōu)先利用光伏電能，并將多余部分儲存；當光伏發(fā)電不足或用電需求增加時，及時釋放儲能系統中的電能以供應需求。此外，它還能與云端平臺進行實時交互，動態(tài)調整策略，獲取能源政策和電價信息，從而優(yōu)化能源利用并控制成本，使充電站的運行更加智能化和高效化，全面滿足用戶的需求。

4.高效管理：智能運管平臺解決方案

智慧能源管理平臺概述

AcrelEMS 智慧能源管理平臺，作為光伏儲能一體化充電站的“智慧大腦”，集成了微電網管理、充電樁運營、光伏發(fā)電監(jiān)控及儲能管理等多項功能，全面保障充電站的高效運轉。在實際應用中，該平臺能夠實時監(jiān)測設備狀態(tài)，對異常電壓波動迅速作出響應并提供有效的解決方案，從而顯著提升了供電的可靠性，優(yōu)化了能源使用策略，實現了新能源發(fā)電的就地消納，有效降低了充電成本，為用戶帶來了更加優(yōu)質且經濟的充電服務。

1）充電運營管理

基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，它能夠對充電樁進行全方位的監(jiān)控、調度和管理，可提高了充電樁的利用率和充電效率。用戶通過 APP 或小程序提前預約充電，避免充電站排隊等待的煩惱，提高了出行效率。此外，平臺還支持掃碼 / 刷卡充電、尋樁導航、訂單管理、充電樁監(jiān)控、收益分析等功能，為用戶提供了便捷的充電體驗，也為充電站的運營管理提供了有力的數據支持，讓運營者能夠更好地了解用戶需求，優(yōu)化運營策略。

2）光伏儲能能量管理

能量管理策略實現了電網、光伏發(fā)電、儲能裝置及充電設施之間能量的高效互動與靈活調配。系統在確保變壓器安全運行的基礎上，進行優(yōu)化調控，有效緩解峰谷差、平滑負荷波動，實現短時柔性擴容，從而提升電力設備的運行效率并補償負荷波動。此外，在電網不允許送電的情況下，系統仍可通過調節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電及充電樁運行模式，有效預防逆功率現象的發(fā)生。

3）有序充電管理

系統實時監(jiān)測變壓器負荷率，計算變壓器剩余容量，結合充電需求和儲能系統放電容量對充電進行動態(tài)控制，包括：用戶權限識別、充電行為統計、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調整充電價格等方式來引導用戶充電需求，提高電網對充電的友好度和容納能力。

5.結語：擁抱綠色出行未來

光儲充一體化充電站作為新能源時代的創(chuàng)新成果，為綠色出行提供了強勁動力。它有效解決了充電難題，有力推動了能源革命和可持續(xù)發(fā)展。

盡管當前面臨技術瓶頸、成本壓力、政策制約、市場培育以及電網接入等多重挑戰(zhàn)，但隨著技術不斷進步、政策逐步完善和市場日益成熟，這些難題終將得以破解。光儲充一體化充電站有望在城市中得到廣泛應用，為新能源汽車提供持續(xù)穩(wěn)定的綠色能源。

讓我們共同支持新能源充電設施的發(fā)展，期待光儲充一體化充電站引領綠色、便捷的出行新風尚，助力實現常態(tài)化的綠色出行愿景。

審核編輯 黃宇