光储充一体化综合能源系统解决方案
一、 背景
1.1需求
中国第一汽车集团有限公司是一家国有大型汽车企业集团,主攻汽车的研发、生产、销售、物流、服务、汽车零部件、金融服务等业务领域.近年政府基于摆脱石油依赖和电动化智能化的国家战略,大力扶持新能源汽车.一汽响应国家号召,红旗、奔腾系列电动汽车陆续上市,但电动汽车在替代燃油汽车成为主流市场的路上,存在诸多困扰与挑战:
续航里程问题
电动汽车要真正受到主流用户的接纳,最大的单一障碍非续航能力莫属.虽然加油站的网络越来越发达,但是人们对于单位燃油行驶里程数的要求却不会因此降低,电动汽车也是同理,不管我们的充电基础设施有了多大的进步,人们对每次充电行驶里程的期待也不会削弱.人们总是会希望在两次充电之间能够行驶尽可能长的里程,电池技术还有待持续改进.
》充电基础设施不全
充电站不足是消费者放弃选择电动汽车的头号原因,电动汽车想要得到市场的广泛认可和接受,制造商、充电公司、行业组织,乃至于各级政府必须通力协作,设立尽可能多的公共充电设施.比如,我们现在发现,制造商和充电公司,以及负责大型基础设施项目的建筑公司结成合作伙伴的现象正变得越来越常见,大家的目标就是在全美境内兴建成千上万的公共充电站.
私人充电站的重要性也不容忽视.我们的研究显示,近80%的电动汽车车主是在自己家里充电,近15%是在工作单位充电,而余下的则是在公共充电站.
因此,让充电变得越来越容易和简使至关重要.总而言之,企业之间更多合作,在消费者家中安装便利的,成本可负担的充电装置,对于买家和卖家都有着重大的好处.
》用车成本
电动汽车能够带给车主的另外一个好处,就在于较低的维护成本.大多数电动汽车车主表示,他们的平均养车成本只相当于燃油汽车的三分之一左右.只是,电动汽车的购买价格往往要高得多,希望未来伴随电池技术的不断进步,效率提升的同时,成本也将不断降低.用电成本是持续性的支出,充电费用成了最大的用车成本.
》动力电池退役
对于电动汽车市场动力电池退役后如何处理还是未知,回收断层造成电池产业链无法闭环,影响行业的长远发展.
本项自方案尝试利用充电桩光伏退役电池梯次储能综合能源技术,解决电动汽车续航里程难的问题;利用光伏新能源促进电动汽车绿色出行,配套储能缓解重负荷造成的电网压力:利用梯次利用完成电池产业链,保证行业健康发展:综合能源系统建设,促进行业电动化、智能化发展.
基于此,本项目选择在中国一汽集团总部建设光储充一体化综合能源系统来破解当前的困局.
1.2:充电站建设困境
在传统充电站建设过程中,新型产业的融入与已有生态环境存在看不可避免的冲突,包括以下三点:
1、可用环境资源紧张
充电场站的建设需要供电、国土、规划、交通等部门配合.其中,大城市的中心城区发展的环境资源紧张,老市区电力、交通等方面的规划和建设挖潜空间有限,如对电力保障要求高,对电线、变压器、电表等电力设施增容,将对所在区域电力负荷形成挑战.
2、投资负担大
在远郊区县,由于商业和相关经济活动的开发不足,基础设施配套建设跟不上充电网络的建设需求,公用充电场站的建设必须进行周边附属设施的投资,整体上抬高了充电企业的投资负担.
3、造成电网压力
电动汽车为大功耗产业,分散式布局增加了电网用电量波动,用电侧不可控可能导致电网不稳定.
1.3:“光储充一体化综合能源系统解决方案”解决的问题
“光储充一体化综合能源系统解决方案”,致力于解决当前充电站建设的困境和退役电池回收问题,促进电动汽车行业发展.
1、 解决电网资源紧张问题:光伏储能构建微网,辅助电网支撑充电站供电,缓解区域变电站扩容投资;
2、 解决动力电池产业链闭环问题:综合考虑储能设备的使用条件,退役后的动力电池可继续作为储能电池使用至少五年.可充分发挥退役动力电池的剩余价值,实现循环经济最大化,降低储能系统的建设成本;
提高充电站用电保障:储能系统作为充电站的备电系统,提高充电站
供电系统的余性,为停电提供备选方案.
二、 项目方案
2.1:项目方案介绍
结合客户需求配置系统:光伏发电系统59.4kW、储能系统250kW/1000kWh和充电桩3*60KW直流快充3*7KW交流慢充.
系统主要设备主要包括:1台250kW并离网型储能变流器(PCS),4个50kW的DC/DC模块,207.36kWh退役动力电池系统(含BMS);1个50kW理系统(EMS).
充电桩建设与停车场结合,每个停车位配置一台桩;长春年平均日照时间为4.8h,光伏系统占地面积200㎡,采取光伏雨棚方式,自发自用;储能系统采用集装箱方案,箱内集成储能变流器、DC/DC变换系统、电池系统、电池管理系统、能量管理系统、交流配电柜、动环监控系统和自动消防系统等设备.
2.2:项目详细方案介绍
1、系统拓扑