从 “双碳” 视角看光储充一体化充电站建设模式的可行性与潜力-电子发烧友网

安科瑞吕梦怡

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摘要：本文以“双碳”目标为基础，从电站电池管理能源管理能力管理对策等方面的关键要点，分析了光储充一体化充电站设计和综合能源服务建设模式。通过对这些方面的深入探讨，揭示了综合能源服务在实现可持续发展、促进能源转型过程中的重要性。作为一种多能源互补、一体化的服务模式，综合能源服务能够为电动汽车充电站的未来发展提供强有力的支撑，满足用户对清洁、智能、可靠能源的需求。

关键词：双碳；光储充；一体化充电站；能源服务；建设模式

0引言

我国对清洁能源和可持续发展的需求随着“双碳”目标的提出而不断变加。在此背景下，作为新能源基础设施代表的光储充一体化充电站，为发展一体化能源服务建设模式提供了强有力的支撑。针对光储充一体化充电站如何实现综合能源服务，能量管理、能力管理对策等方面进行分析。旨在通过这些分析，为中国能源转型提供有益的参考，为“双碳”目标提供有益的借鉴。

1基于“双碳”目标的光储充一体化充电站概述

"双碳"目标是指到2030年碳排放达到峰值，2060年实现碳中和，中国政府在应对气候变化和促进绿色能源发展方面提出的重要目标[1]。在此背景下，光储充一体化充电站成为推广普及新能源汽车的基础设施之一。该充电站集太阳能光伏发电、储能系统、电动汽车充电功能于一体，旨在实现清洁生产、有效储能、低碳传输的能源一体化解决方案。一是以太阳能光伏发电为主要能源来源，直接将太阳光通过光电转换技术转化为电能，实现电力生产的零排放。这不仅有助于减缓对传统化石能源的依赖，而且对于满足“双碳”目标要求的排放量的削减也大有裨益。其次，储能系统对这个充电站起着举足轻重的作用。储能系统可以通过有效的储能和释放，弥补太阳能发电时断时续、不稳定的特点，保证充电站在没有阳光照射的情况下，仍能提供稳定可靠的电力保障。这种储能技术在提高能源利用效率的同时，也变强了充电站的可靠性和可持续性，至终电动汽车充电功能的充电站为新能源汽车提供了便利的充电服务。用户通过先进的充电技术，可以在短时间内完成充电，在推动更多人使用清洁能源交通工具的同时，提高了电动车的使用便捷性。

2光储充一体化充电站建设的基本原则

2.1技术可行性

建设光储充一体化充电站，保证技术可行性是第一原则。各种技术的成熟度、稳定性和可靠性，都在选择太阳能光伏发电、储能系统和电动车充电设备时进行评估。太阳能光伏技术需要在不同区域的光照条件下保持有效转化，储能系统需要具备有效的储能和释能能力，而电动汽车充电技术则要满足不同车型汽车的充电需求，因此，太阳能光伏技术在应用过程中充电站可在实际运行中通过确保各种技术的可行性，提供持续可靠的清洁能源服务[2]。

2.2可持续性

建设光储充一体化充电站，保证可持续性是另一项基本原则。可持续性涵盖了绿色的能源供应链、保护环境生态和可持续发展的社会经济。在施工过程中优先选用环保材料，减少施工作业时对环境的影响。此外，还应与当地社区合作，在充电站的建设和运营过程中，促进经济发展，确保工程社会效益和经济效益相统一，以实现可持续发展的目标。

2.3智能化管理

光储充一体化充电站建设原则之三:管理智能化。充电站通过引入先进的智能控制系统，可以实现实时监控和故障诊断设备运行状态的能源智能分配。智能化管理，在提高充电站运行效率、减少能源浪费的同时，还能提供更便捷的服务体验。该充电站采用远程监控和自动化控制技术，在应对不同用电需求的同时，更加灵活，为用户提供更加智能有效的充电服务。

3基于“双碳”目标的光储充一体化充电站设计分析

3.1能量管理系统设计

能量管理系统的设计在协调太阳能光伏发电、储能系统与电动车充电功能之间的能量流动，以达到至佳的稳定的电力供应，是光储充一体化充电站的关键角色。首先，该系统需要了解目前光伏发电系统的能量输出情况，通过实时监测和分析太阳能光伏发电产能。该系统通过准确的能量调度，灵活分配不同光照条件下的能量，确保太阳能发电在阳光充足的晴天也能得到至大限度的利用。第二，能源管理系统设计的另一个重要方面是对储能系统的智能控制。储能系统在能量调度中起到储备和释放的作用，在太阳能不足或电动汽车需求激变的情况下，需要提供迅速可靠的能量支持。能量管理系统储能系统的充电放电过程进行智能控制，根据当前电网负荷及储能状态，确保在需要时能快速供能，使充电站保持稳定供电[4]。综合来看，能源管理系统的设计既需要充分考虑光伏发电、储能系统与电动汽车充电的协同运转，又需要具有智能调度、控制等功能。光储充一体化充电站通过能量的合理分配和储能系统的智能控制运行，能够更好地适应不同用电条件，提高能效，实现能源供给的清洁稳定。

3.2能力管理对策设计

在光储充一体化充电站的设计中，能力管理对策的设计是为了保证充电站在面临电站规模扩大、使用需求变大的情况下，依然可以做到永续经营。首先，系统需要具备适应未来能源需求动态变化的良好扩展性和灵活性。充电站采用先进的电网互联技术，可与电网实现智能对接，实时调节能源供给，确保在高峰时段或突发事件发生时，为满足用户需求，灵活进行能源调配。其次，智能预测模型的建立是能力管理的关键对策。该系统通过对电动车的历史数据、天气预报以及使用方式等信息的分析，对未来的用电需求进行提前预测。这有助于该系统为适应气象条件的波动和电动汽车充电需求的不确定性，提前做好充电站运行计划，调整能源分配策略。能力管理对策通过准确预测、及时调整，使充电站在各种情况下都能保证系统运行平稳，提供有效可靠的服务。

4综合能源服务建设模式分析

4.1综合能源服务服务分析

作为一种以多能源互补与集成为核心的创新服务模式，综合能源服务致力于提供的能源解决方案。这一服务模式涵盖了通过智能能源管理系统实现对这些能源的多种能源形式，包括太阳能、储能和电动汽车充电等。太阳能作为一种与储能系统相结合的清洁、可再生的能源形式，与电动汽车充电相结合，形成了一个有效的一体化能源服务系统。其核心目标是在不断升级的能源市场中，在降低、降低环境影响的同时，为用户提供有效、可靠、清洁的能源。这种服务模式的优点在于灵活、。综合能源服务可以通过多种能源形式的整合，灵活应对电力需求的波动。举例来说，在太阳能产能丰富的时期，该系统储能系统储存多余能量以备不时之需的同时，至大程度地利用太阳能发电。智能能源管理系统的存在可以实现智能调度这些能源，保证系统随时提供稳定电力。此外，这种服务模式的综合化，使用户可以方便地在一个平台上获得多种能源服务，使整体使用便捷性得到提升。

4.2综合能源服务发展前景

一体化能源服务的发展前景更加广阔，而其将多能源形态的服务特性充分融合，则离不开“双碳”目标的推行。综合能源服务有望在未来迎来更广泛的应用，随着清洁能源技术的日益创新和成熟。这种服务模式不仅能为能源系统提供更高水平的整体智能化，还能为实现城市更智能的能源供应目标提供切实可行的解决方案。综合能源服务通过将太阳能、储能和电动汽车充电等多种能源形式紧密融合，可以更好地适应未来能源需求的多样性，形成更灵活的能源体系。特别值得注意的是，综合能源服务将在电动汽车充电基础设施方面发挥关键作用，随着电动汽车的需求的不断变长。通过将电动汽车充电功能集成到综合能源服务中，不仅可以提升城市充电基础设施水平，还可以创造更加便利的充电环境，普及电动汽车。此举将进一步促进电动运输的发展，为绿色升级的城市运输体系提供强有力的支撑。

4.3典型用户用能特点分析

一体化能源服务的用户群具有直接影响服务模式设计和推广策略的一系列典型特征。一是这部分用户对清洁能源的认同度普遍较高，对低碳、环保的生活方式积极追求。这体现在他们当初选择能源综合服务的初衷，就是希望通过清洁能源的使用，达到积极为环境做贡献的目的。二是典型用户往往拥有电动车，对电动车充电设施的便利性、可靠性要求更高。这使得一体化能源服务的设计需要在满足用户日常生活中对电动交通需求的情况下，充分考虑电动汽车充电的场景。另外，一体化能源服务的用户对智能管理能源的预期通常也比较高。他们希望通过科技手段，至大程度地提高能源利用效率，实现对能源的实时监控和优化调度。这就要求一体化的能源服务拥有先进的智能能源管理系统，可以对用户的需求做出实时反应，对不同能源形态的变化做出响应。典型用户对服务的智能化和高度可控性需求明显，这将直接影响到技术创新和系统设计的一体化能源服务。

5安科瑞微电网能量管理系统概述

5.1概述

Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，提升可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

5.2适用场合

系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。

5.3系统架构

本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：