安科瑞 呂夢怡

187+0616=2527

?摘要：本文以“雙碳”目標(biāo)為基礎(chǔ)，從電站電池管理能源管理能力管理對策等方面的關(guān)鍵要點(diǎn)，分析了光儲充一體化充電站設(shè)計(jì)和綜合能源服務(wù)建設(shè)模式。通過對這些方面的深入探討，揭示了綜合能源服務(wù)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型過程中的重要性。作為一種多能源互補(bǔ)、一體化的服務(wù)模式，綜合能源服務(wù)能夠?yàn)殡妱悠嚦潆娬镜奈磥戆l(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐，滿足用戶對清潔、智能、可靠能源的需求。

關(guān)鍵詞：雙碳；光儲充；一體化充電站；能源服務(wù)；建設(shè)模式

0引言

我國對清潔能源和可持續(xù)發(fā)展的需求隨著“雙碳”目標(biāo)的提出而不斷變加。在此背景下，作為新能源基礎(chǔ)設(shè)施代表的光儲充一體化充電站，為發(fā)展一體化能源服務(wù)建設(shè)模式提供了強(qiáng)有力的支撐。針對光儲充一體化充電站如何實(shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù)，能量管理、能力管理對策等方面進(jìn)行分析。旨在通過這些分析，為中國能源轉(zhuǎn)型提供有益的參考，為“雙碳”目標(biāo)提供有益的借鑒。

1基于“雙碳”目標(biāo)的光儲充一體化充電站概述

"雙碳"目標(biāo)是指到2030年碳排放達(dá)到峰值，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，中國政府在應(yīng)對氣候變化和促進(jìn)綠色能源發(fā)展方面提出的重要目標(biāo)[1]。在此背景下，光儲充一體化充電站成為推廣普及新能源汽車的基礎(chǔ)設(shè)施之一。該充電站集太陽能光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、電動汽車充電功能于一體，旨在實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、有效儲能、低碳傳輸?shù)哪茉匆惑w化解決方案。一是以太陽能光伏發(fā)電為主要能源來源，直接將太陽光通過光電轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的零排放。這不僅有助于減緩對傳統(tǒng)化石能源的依賴，而且對于滿足“雙碳”目標(biāo)要求的排放量的削減也大有裨益。其次，儲能系統(tǒng)對這個充電站起著舉足輕重的作用。儲能系統(tǒng)可以通過有效的儲能和釋放，彌補(bǔ)太陽能發(fā)電時斷時續(xù)、不穩(wěn)定的特點(diǎn)，保證充電站在沒有陽光照射的情況下，仍能提供穩(wěn)定可靠的電力保障。這種儲能技術(shù)在提高能源利用效率的同時，也變強(qiáng)了充電站的可靠性和可持續(xù)性，至終電動汽車充電功能的充電站為新能源汽車提供了便利的充電服務(wù)。用戶通過先進(jìn)的充電技術(shù)，可以在短時間內(nèi)完成充電，在推動更多人使用清潔能源交通工具的同時，提高了電動車的使用便捷性。

2光儲充一體化充電站建設(shè)的基本原則

2.1技術(shù)可行性

建設(shè)光儲充一體化充電站，保證技術(shù)可行性是第一原則。各種技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性和可靠性，都在選擇太陽能光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和電動車充電設(shè)備時進(jìn)行評估。太陽能光伏技術(shù)需要在不同區(qū)域的光照條件下保持有效轉(zhuǎn)化，儲能系統(tǒng)需要具備有效的儲能和釋能能力，而電動汽車充電技術(shù)則要滿足不同車型汽車的充電需求，因此，太陽能光伏技術(shù)在應(yīng)用過程中充電站可在實(shí)際運(yùn)行中通過確保各種技術(shù)的可行性，提供持續(xù)可靠的清潔能源服務(wù)[2]。

2.2可持續(xù)性

建設(shè)光儲充一體化充電站，保證可持續(xù)性是另一項(xiàng)基本原則?？沙掷m(xù)性涵蓋了綠色的能源供應(yīng)鏈、保護(hù)環(huán)境生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)。在施工過程中優(yōu)先選用環(huán)保材料，減少施工作業(yè)時對環(huán)境的影響。此外，還應(yīng)與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)合作，在充電站的建設(shè)和運(yùn)營過程中，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，確保工程社會效益和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2.3智能化管理

光儲充一體化充電站建設(shè)原則之三:管理智能化。充電站通過引入先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控和故障診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的能源智能分配。智能化管理，在提高充電站運(yùn)行效率、減少能源浪費(fèi)的同時，還能提供更便捷的服務(wù)體驗(yàn)。該充電站采用遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動化控制技術(shù)，在應(yīng)對不同用電需求的同時，更加靈活，為用戶提供更加智能有效的充電服務(wù)。

3基于“雙碳”目標(biāo)的光儲充一體化充電站設(shè)計(jì)分析

3.1能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在協(xié)調(diào)太陽能光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)與電動車充電功能之間的能量流動，以達(dá)到至佳的穩(wěn)定的電力供應(yīng)，是光儲充一體化充電站的關(guān)鍵角色。首先，該系統(tǒng)需要了解目前光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出情況，通過實(shí)時監(jiān)測和分析太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)能。該系統(tǒng)通過準(zhǔn)確的能量調(diào)度，靈活分配不同光照條件下的能量，確保太陽能發(fā)電在陽光充足的晴天也能得到至大限度的利用。第二，能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個重要方面是對儲能系統(tǒng)的智能控制。儲能系統(tǒng)在能量調(diào)度中起到儲備和釋放的作用，在太陽能不足或電動汽車需求激變的情況下，需要提供迅速可靠的能量支持。能量管理系統(tǒng)儲能系統(tǒng)的充電放電過程進(jìn)行智能控制，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)荷及儲能狀態(tài)，確保在需要時能快速供能，使充電站保持穩(wěn)定供電[4]。綜合來看，能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既需要充分考慮光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)與電動汽車充電的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，又需要具有智能調(diào)度、控制等功能。光儲充一體化充電站通過能量的合理分配和儲能系統(tǒng)的智能控制運(yùn)行，能夠更好地適應(yīng)不同用電條件，提高能效，實(shí)現(xiàn)能源供給的清潔穩(wěn)定。

3.2能力管理對策設(shè)計(jì)

在光儲充一體化充電站的設(shè)計(jì)中，能力管理對策的設(shè)計(jì)是為了保證充電站在面臨電站規(guī)模擴(kuò)大、使用需求變大的情況下，依然可以做到永續(xù)經(jīng)營。首先，系統(tǒng)需要具備適應(yīng)未來能源需求動態(tài)變化的良好擴(kuò)展性和靈活性。充電站采用先進(jìn)的電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，可與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能對接，實(shí)時調(diào)節(jié)能源供給，確保在高峰時段或突發(fā)事件發(fā)生時，為滿足用戶需求，靈活進(jìn)行能源調(diào)配。其次，智能預(yù)測模型的建立是能力管理的關(guān)鍵對策。該系統(tǒng)通過對電動車的歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)以及使用方式等信息的分析，對未來的用電需求進(jìn)行提前預(yù)測。這有助于該系統(tǒng)為適應(yīng)氣象條件的波動和電動汽車充電需求的不確定性，提前做好充電站運(yùn)行計(jì)劃，調(diào)整能源分配策略。能力管理對策通過準(zhǔn)確預(yù)測、及時調(diào)整，使充電站在各種情況下都能保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，提供有效可靠的服務(wù)。

4綜合能源服務(wù)建設(shè)模式分析

4.1綜合能源服務(wù)服務(wù)分析

作為一種以多能源互補(bǔ)與集成為核心的創(chuàng)新服務(wù)模式，綜合能源服務(wù)致力于提供的能源解決方案。這一服務(wù)模式涵蓋了通過智能能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對這些能源的多種能源形式，包括太陽能、儲能和電動汽車充電等。太陽能作為一種與儲能系統(tǒng)相結(jié)合的清潔、可再生的能源形式，與電動汽車充電相結(jié)合，形成了一個有效的一體化能源服務(wù)系統(tǒng)。其核心目標(biāo)是在不斷升級的能源市場中，在降低、降低環(huán)境影響的同時，為用戶提供有效、可靠、清潔的能源。這種服務(wù)模式的優(yōu)點(diǎn)在于靈活、。綜合能源服務(wù)可以通過多種能源形式的整合，靈活應(yīng)對電力需求的波動。舉例來說，在太陽能產(chǎn)能豐富的時期，該系統(tǒng)儲能系統(tǒng)儲存多余能量以備不時之需的同時，至大程度地利用太陽能發(fā)電。智能能源管理系統(tǒng)的存在可以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度這些能源，保證系統(tǒng)隨時提供穩(wěn)定電力。此外，這種服務(wù)模式的綜合化，使用戶可以方便地在一個平臺上獲得多種能源服務(wù)，使整體使用便捷性得到提升。

4.2綜合能源服務(wù)發(fā)展前景

一體化能源服務(wù)的發(fā)展前景更加廣闊，而其將多能源形態(tài)的服務(wù)特性充分融合，則離不開“雙碳”目標(biāo)的推行。綜合能源服務(wù)有望在未來迎來更廣泛的應(yīng)用，隨著清潔能源技術(shù)的日益創(chuàng)新和成熟。這種服務(wù)模式不僅能為能源系統(tǒng)提供更高水平的整體智能化，還能為實(shí)現(xiàn)城市更智能的能源供應(yīng)目標(biāo)提供切實(shí)可行的解決方案。綜合能源服務(wù)通過將太陽能、儲能和電動汽車充電等多種能源形式緊密融合，可以更好地適應(yīng)未來能源需求的多樣性，形成更靈活的能源體系。特別值得注意的是，綜合能源服務(wù)將在電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，隨著電動汽車的需求的不斷變長。通過將電動汽車充電功能集成到綜合能源服務(wù)中，不僅可以提升城市充電基礎(chǔ)設(shè)施水平，還可以創(chuàng)造更加便利的充電環(huán)境，普及電動汽車。此舉將進(jìn)一步促進(jìn)電動運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，為綠色升級的城市運(yùn)輸體系提供強(qiáng)有力的支撐。

4.3典型用戶用能特點(diǎn)分析

一體化能源服務(wù)的用戶群具有直接影響服務(wù)模式設(shè)計(jì)和推廣策略的一系列典型特征。一是這部分用戶對清潔能源的認(rèn)同度普遍較高，對低碳、環(huán)保的生活方式積極追求。這體現(xiàn)在他們當(dāng)初選擇能源綜合服務(wù)的初衷，就是希望通過清潔能源的使用，達(dá)到積極為環(huán)境做貢獻(xiàn)的目的。二是典型用戶往往擁有電動車，對電動車充電設(shè)施的便利性、可靠性要求更高。這使得一體化能源服務(wù)的設(shè)計(jì)需要在滿足用戶日常生活中對電動交通需求的情況下，充分考慮電動汽車充電的場景。另外，一體化能源服務(wù)的用戶對智能管理能源的預(yù)期通常也比較高。他們希望通過科技手段，至大程度地提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)對能源的實(shí)時監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。這就要求一體化的能源服務(wù)擁有先進(jìn)的智能能源管理系統(tǒng)，可以對用戶的需求做出實(shí)時反應(yīng)，對不同能源形態(tài)的變化做出響應(yīng)。典型用戶對服務(wù)的智能化和高度可控性需求明顯，這將直接影響到技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一體化能源服務(wù)。

5安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

5.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，提升可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個能量管理系統(tǒng)物理上分為三個層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.2適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

5.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

、

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

審核編輯 黃宇