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碳中和时代,光储充一体化微电网将迎来大发展

2020年12月29日

如何落实碳中和的要求?在电力领域,发展光储充一体化微电网肯定是重要的举措之一,因为这样的系统是完全没有碳排放的。国家能源局综合司2020年4月发布的《关于做好可再生能源发展"十四五"规划编制工作有关事项的通知》指出:优先开发当地分散式和分布式可再生能源资源,大力推进分布式可再生电力、热力、燃气等在用户侧直接就近利用,结合储能、氢能等新技术,提升可再生能源在区域能源供应中的比重。从这个通知中可以看出,可再生能源分布式是未来的发展方向,而在这样的分布式系统中发展充电站乃至充放电站无疑是大势所趋,甚至有可能成为标配。

发展光储充一体化微电网的意义

首先,"光储充"一体化充电站使用的是清洁能源供电,通过光伏发电后储存电能。光伏、储能和充电设施形成了一个微网,根据需求与公共电网智能互动,并可实现并网、离网两种不同运行模式。储能系统的应用还能缓解充电桩大电流充电时对区域电网的冲击。

其次,"光储充"一体化充电站既能为电动汽车供应绿色电能,又能实现电力削峰填谷等辅助服务功能,可有效提高系统运行效率。

最后,"光储充"一体化解决方案,将能够在有限的土地资源里建设发输配售一体化系统,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡。

不仅如此,在很多"光储充"一体化充电站的储能系统中,还采用了一些电动汽车上已经被淘汰的电池,实现了动力电池的梯次利用。从另一方面讲,如果梯次利用能够得到普及,这将极大地解决新能源汽车电池回收的问题。

在可再生能源实践中,储能系统是重要一点。储能系统的引入可以对风光出力和能量调度起到平滑作用,在相当程度上改善新能源发电功能率不稳定,从而改善电能质量、提升新能源发电的可预测性,提高利用率。

光储充一体化微电网在可再生能源利用、储能应用和新能源汽车充电站建设上是一次大胆的创新尝试。近几年来,在政府以及政策的支撑下,储能产业及厂商、用户单位和投融资机构都相互合作,合力探索覆盖能源产业全产业链上中下游的产业模式,加快市场的商业化进程。光储充一站式项目逐渐成为了中国储能领域的新焦点。2019年,各省市陆续相继实现"光储充"项目零突破。其中,包括福建、陕西、湖北等,多省市"光储充"项目也陆续成功投运。

政策层面:从国家到地方政策均鼓励光储充一体化项目

根据工业和信息化部副部长辛国斌2020年7月先容,目前,我国新能源汽车产业规模全球领先,产销量连续五年位居世界首位,累计推广的新能源汽车超过了450万辆,占全球的50%以上。我国新能源汽车发展应探索多重技术路线;并表示将继续大力推进充换电基础设施建设,进一步完善相关技术标准和管理政策,支撑新能源汽车能源利用与风力发电、光伏发电的协同调度,鼓励光储充多功能综合一体站的建设。光储充一体化实际也不是近期才提出的,也有一段时间了,所以大家今后也要支撑光储充一体化,让这些方式能够更上一层。

国务院办公厅2020年11月印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确指出,鼓励"光储充放"(分布式光伏发电-储能系统-充放电)多功能综合一体站建设。有相关人士指出,"光储充放"多功能综合一体站此次得到政策的支撑,其背后是我国风电、光伏、储能、新能源车发展的不断进步,以及"新能源发电+储能+充电"迎来的发展良机。

各地方政府也相继出台了一些政策,例如:1、2020年4月13日,山东济南发改委印发《关于加快推进全市新能源汽车充电基础设施建设的实施意见(征求意见稿)》,意见稿指出鼓励"光储充"一体化充换电设施发展。2、2020年7月,福建工信厅印发《"电动福建"建设三年行动计划(2020-2022年)》指出,鼓励风力、光伏电站等配备储能设备,提升电能质量;推进一批风光储一体化、光储充一体化和储能电站项目建设,大力推动储能商业化应用。3、2020年11月19日,安徽合肥市人民政府印发《关于加快新能源汽车产业发展的实施意见》,其中指出鼓励建设"光储充放"(分布式光伏-储能系统-充放电)多功能综合一体站。据统计,目前至少已有六省市发布文件明确指出鼓励光储充一体化充电设施发展。

项目层面:部分光储充试点项目示例

(1)天津市徐官屯服务区光储充试点项目

京津塘高速公路徐官屯服务区位于天津市武清区。该服务区建于1987年,随着用电负荷的增长,原有的供电设施逐渐无法满足用电需求。在用电高峰期,变压器常常出现重载,制约了服务区的整体发展。

为了解决这一问题,同时为服务区和服务区充电站提供绿色电能,国家电网企业和招商局集团合作,利用徐官屯服务区屋顶和空地铺设光伏发电装置,共计安装光伏设备292千瓦,安装储能设施228千瓦时,与已建成的电动汽车充电站形成光储充一体化电站。该电站的光伏组件所发电能汇流后,经逆变器、并网计量装置,接入配电变压器低压侧交流母线,可向服务区和充电站供电,剩余电力可经配电变压器上网,实现"自发自用,余电上网";同时,可利用电池建设一定比例的储能设施。

(2)福州建成首个"光储充检"一体化智能超级快充站

2020年,福州建成首个"光储充检"一体化智能超级快充站。项目位于马尾物联网产业创新发展中心的"光储充检"一体化智能超级快充站已建成,并投入使用。快充站除了配备充电桩和供电变压器,还有一个占地面积15平方米的储能柜,这个储能柜相当于新能源汽车充电宝,用电谷时存储490度电,可以用于8辆车充电,从而降低充电站运营成本,接下来这里还要建设一排光伏板,利用太阳能发电。

而且与别的充电站不同,这里的新型充电站在充电完成后,车主会收到一份电池检测报告,在车辆充电过程中,无需拆卸,系统在云端检测新能源汽车电池使用情况,相当于给电池体检。

作为星云股份、时代星云与车充网进行储能战略共建的成果,该智能快充站集成了光伏发电、大容量储能、超级快充桩、星云智慧能源管理云平台等多项先进技术,能实现光伏能源接入、削峰填谷、谷电利用、后备供电、电网扩容、新能源汽车快速充电及检测等功能。

(3)武汉首家"光储充"电动车充电站投入运营

2019年10月10日获悉,位于武汉市沌口开发区创业路的首家国家电网"光储充"电动汽车充电站投入运营。

该"光储充"一体化充电站可将太阳能转化成电能,"以光养桩",实现新能源、储能、智能充电互相协调支撑的一种高科技绿色充电模式;可同时为8辆电动汽车提供充电服务。"光储充"充电站分布式光伏装机容量共计80千瓦,预计年均发电量可达88000千瓦时,年均减少二氧化碳排放量87736公斤,年均节约煤量2886公斤。

据了解,该充电站在年内还将增加智能停车、智能共享自助洗车、5G惠享网络等增值服务,为前来充电的电动车主提供充电体验。

(4)四川省首个"光储充"示范项目正式并网发电

2018年,四川省首个"光储充"示范项目--泸州国家高新区沙湾综合充电站正式并网发电,这标志着"光储充"模式在我市电动汽车充电站中正式推广运用。全省首个"光储充"示范项目位于泸州国家高新区沙湾综合充电站,集分布式光伏发电、储电、智能充电于一体,利用楼顶650m2平台建设,总装机容量44.8千瓦。

"光储充"模式是泸州能源投资有限企业在电动汽车充电站建设过程中的创新尝试,"光储充"系统采用汉能集团薄膜太阳能发电技术,具有无污染、发电量高、弱光响应好等特点,储电采用高能量密度的磷酸铁锂储能电池,配备能量智慧管理系统,将光伏发电自动切换应用于电动汽车充电、日常照明、削峰填谷和应急电源等,实现发、储、充清洁能源的循环利用。

(5)江苏连云港光储充一体化综合能源微电网项目

2018年11月,连云港首个光储充一体化综合能源微电网项目,在连云港市交通控股集团园区正式启动。项目包含了风、光、储、充等模块,各环节协调调度,交互运行,是国内公交站首例含有多种模块、技术更为先进的微电网项目。

本项目综合了新能源的风(风机)、光(光伏)、储(储能)、充(充电桩)等形式,结合目前最先进的微电网集成、调控、管理以及后期维护技术,实现企业分布式用电的自发自用、余电上网的需求。

项目含光伏(含部分车棚光伏及智能追光系统),退役锂电池梯次利用储能系统,新能源电动车直流充电桩500kW,并包含CEMS实时能量管理系统、后期远程光斑诊断系统和组件清洗决策系统。项目使用的是上海电气分布式能源企业的退役电池储能综合系统,这也是该项目的亮点。该储能系统在上海嘉定汽车城、深圳以及上海博阳新能源企业等均已投入应用。

结论:

从以上项目示例可以看出,理想的"光储充"一体化微电网项目可以智能调节峰谷电价差,优先使用光伏板提供的电能,当光伏板电力不足时向储能电池取电,而储能电池存储的电不但可以来自光伏发电,还可以取自大电网谷时电价。这样的策略,一方面解决了变压器容量问题,可以建设足够的充电桩,另一方面大大降低了日常用电成本,减轻了企业的负担。这样的系统可以在离网与并网两种形式上智能切换运行。

总之,在新能源和新能源汽车大发展的时代,随着系统成本的进一步降低(即项目经济性进一步提升),光储充一体化微电网项目发展前景十分可期。

来源(中国能源网) 编辑(中国能源网)

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