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有序充電新模式,助力綠色出行

更新時間:2024-08-22點擊次數(shù):367次
有序充電新模式,助力綠色出行


摘要:近年來,新能源汽車的銷量快速增長,相應的充電樁數(shù)量也急劇增加,這一現(xiàn)象可能會給電網(wǎng)和變壓器造成負擔,與此同時,新型電力系統(tǒng)下以光伏為主的分布式發(fā)電系統(tǒng)占比也在逐漸提高,新能源的不穩(wěn)定性疊加充電需求的不確定性會給電網(wǎng)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。本文主要介紹基于新型電力系統(tǒng)下的有序充電管理系統(tǒng)的解決方案,這種有序充電方案能夠充分利用新能源,降低電網(wǎng)波動,從而幫助充電樁運營管理單位降低建設和運營成本,還可以提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

1 有序充電管理系統(tǒng)建設的必要性

截至2024年6月底,?全國新能源汽車保有量達2472萬輛,根據(jù)中國充電聯(lián)盟數(shù)據(jù),截止2024年4月,全國充電基礎設施累計數(shù)量為961.3萬臺,這些數(shù)據(jù)不僅展示了中國新能源汽車市場的蓬勃生機,也預示著電動出行時代正在加速到來。與此同時,截至2024年3月底,全國可再生能源裝機達到15.85億千瓦,約占我國總裝機的52.9%。

眾suo周知,新能源發(fā)電性能受天氣影響波動比較大,新能源汽車充電需求也具有較大的不確定性,兩個Debuff疊加之下的電力系統(tǒng)就太難了。在這種情況下通過系統(tǒng)來預測新能源發(fā)電和負荷需求,并通過合理的新能源光、儲調(diào)控和充電需求引導控制,不僅可以促進新能源消納,還可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,更能降低用戶充電能本。

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圖1 有序充電管理系統(tǒng)示意圖

2 有序充電系統(tǒng)的建設

有序充電系統(tǒng)由預測算法、能量管理策略、有序充電策略和充電樁運營管理系統(tǒng)等構(gòu)成。預測算法包括光伏發(fā)電預測和負荷預測,是利用歷史數(shù)據(jù)對未來 24 小時至72小時的光伏發(fā)電和負荷需求進行預測,主要目的是為能量管理系統(tǒng)和有序充電策略提供未來時間的可用負荷容量和能量管理策略。通過對儲能裝置的充放電調(diào)控和引導充電需求,實現(xiàn)負荷的削峰填谷,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性,降低充電成本,通過以上算法和軟件構(gòu)成的一體化充電服務體系來提高運營競爭力。

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圖2 有序充電管理系統(tǒng)功能模塊

嘉定是上海汽車產(chǎn)業(yè)聚集地,嘉定供電公司與國網(wǎng)電動汽車服務有限公司合作開展智慧充放電示范試點項目,應用有序充電技術,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電動汽車與電網(wǎng)電力電量平衡,有效地提高電動汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行的有序性、可靠性、經(jīng)濟性,實現(xiàn)電動汽車、儲能、分布式電源等新型用能設備的數(shù)據(jù)感知、采集和控制,統(tǒng)一協(xié)調(diào),有序運行。智慧有序充電建設通過對用戶充電行為、用能行為的靈活引導與主動調(diào)控,降低配變峰值負荷超過30%,將80%充電量優(yōu)化調(diào)整到了配變負荷低谷時段,使配變接納充電樁能力提高4倍,顯著提升配電網(wǎng)資源利用率,實現(xiàn)削峰填谷。

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圖3 有序充電管理解決方案

3 安科瑞有序充電系統(tǒng)解決方案

3.1 預測算法

光伏發(fā)電功率預測系統(tǒng)通過采集數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)、實時環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實時輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運行狀態(tài)等信息,結(jié)合相關算法模型,實現(xiàn)短期功率預測(預測光伏電站未來0h-72h的光伏輸出功率,時間分辨率為15min)、超短期功率預測(預測未來15min-4h的光伏輸出功率,時間分辨率為15min)功能。負荷預測根據(jù)歷史負荷數(shù)據(jù),結(jié)合生產(chǎn)計劃、天氣等因素預測下一個周期的負荷需求,協(xié)助安排能源計劃和控制策略。

系統(tǒng)結(jié)合光伏發(fā)電預測和負荷預測數(shù)據(jù)計算充電可用容量,結(jié)合充電歷史特點對儲能進行充放電控制,或調(diào)整電動汽車充電功率、價格進行調(diào)控,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時降低充電成本。

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圖4 光功率預測

3.1 能量管理策略

能量管理策略采用基于博弈論的功率協(xié)調(diào)分配技術,基于在通用設計平臺和運行環(huán)境上開發(fā)能量協(xié)調(diào)控制策略,實現(xiàn)配網(wǎng)、分布式可再生能源發(fā)電、儲能裝置、充電設施之間能量的互動融合和靈活調(diào)配。系統(tǒng)在保障變壓器安全運行前提下進行優(yōu)化調(diào)控,有效消除峰谷差、平滑負荷,短時柔性擴容,提高電力設備運行效率、補償負荷波動。同時在不允許對電網(wǎng)送電的情況下還可以通過調(diào)節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電、調(diào)節(jié)充電樁等方式,有效防止逆功率。

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圖5 能量管理策略

3.3 有序充電

有序充電策略主要根據(jù)負荷允許容量變化來進行充電許可或充電功率控制,采用先到先充或權限優(yōu)先等策略,保障電網(wǎng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng)實時監(jiān)測變壓器負荷率,計算變壓器剩余容量,結(jié)合充電需求和儲能系統(tǒng)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(tǒng)計、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調(diào)整充電價格等方式來引導用戶充電需求,培養(yǎng)用戶充電習慣,提高電網(wǎng)對充電的友好度和容納能力。

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圖6 有序充電管理

3.4 充電運營管理

安科瑞充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術的充電設施管理系統(tǒng),可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理,提高充電樁的利用率和充電效率,提升用戶的充電體驗和服務質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電,避免在充電站排隊等待的情況,同時也能為充電站提供更準確的充電需求數(shù)據(jù),方便后續(xù)的調(diào)度和管理。平臺支持掃碼/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。

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圖7 充電運營管理

4 充電樁設備

安科瑞AEV200-DC240M分體式直流充電柜采用為一柜四樁設計,單樁大充電功率240kW,充電電壓150V-1000V,單樁大電流250A,滿足用戶快速充電需求。

不同顏色的冰箱中度可信度描述已自動生成

圖8 AEV200-DC240M充電柜以及AEV200-DC250AS直流充電樁

除了分體式充電樁外,公司還提供160kW、120kW、80kW、60kW、30kW直流充電樁以及7kW交流充電樁,滿足各種場合的充電要求。

型號

圖片

功率

輸入電壓

備注

AEV200-DC160S

160kW

AC380V

雙槍,公共場所快充

AEV200-DC160D

160kW

AC380V

單槍,公共場所快充

AEV200-DC120S

120kW

AC380V

雙槍,公共場所快充

AEV200-DC120D

120kW

AC380V

單槍,公共場所快充

AEV200-DC080S

80kW

AC380V

雙槍,公共場所快充

AEV200-DC080D

80kW

AC380V

單槍,公共場所快充

AEV200-DC060S

60kW

AC380V

雙槍,公共場所快充

AEV200-DC060S

60kW

AC380V

單槍,公共場所快充

AEV200-DC030D

30kW直流樁(1)

30kW

AC380V

單槍

AEV200-AC007D

7kW交流樁(1)

7kW

AC220V

單槍,目的地充電

充電樁產(chǎn)品符合NB/T 11305.2-2023《電動汽車充放電雙向互動 2 部分:有序充電》要求,有序充電管理系統(tǒng)、有序充電設備、用戶交互功能、系統(tǒng)響應時間等均滿足有序充電的要求。

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