光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)解決方案

1、光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)解決方案目 錄CONTENTS新能源汽車充電現(xiàn)狀分析A光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)簡(jiǎn)介B光儲(chǔ)充系統(tǒng)組成及方案C光儲(chǔ)充系統(tǒng)投資收益分析D光儲(chǔ)充系統(tǒng)擴(kuò)展E01新能源汽車充電現(xiàn)狀分析充電現(xiàn)狀新能源汽車爆發(fā)式增長(zhǎng) 2014年起，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)開始爆發(fā)。 2017年，新能源汽車銷量達(dá)到77.7萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)還將以38%的復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)。 到2020年，新能源汽車年銷量占整個(gè)汽車行業(yè)比例將超過(guò)10%。 2017年新增77.7萬(wàn)輛新能源汽車，新增充電樁僅7萬(wàn)個(gè)，新增車樁比11:1，充電樁數(shù)量少嚴(yán)重制約我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 到2020年，我國(guó)新能源汽車保有量將突破500萬(wàn)輛，國(guó)家能源局規(guī)劃到202

2、0年新增集中式充換電站超過(guò)1.2萬(wàn)座，分散式充電樁超過(guò)480萬(wàn)個(gè)。 電動(dòng)汽車充電將成為我國(guó)主要的用電需求之一。充電現(xiàn)狀充電功率不斷提高純電動(dòng)乘用車充電功率變化促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案到2020年新型鋰離子動(dòng)力電池單體比能量超過(guò)300瓦時(shí)/公斤，系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤；成本降至1元/瓦時(shí)以下；使用環(huán)境達(dá)-30到55；可具備3C充電能力。工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部新上市車型續(xù)航里程變化 目前車企積極布局大功率充電，預(yù)計(jì)到2020年純電動(dòng)乘用車實(shí)現(xiàn)3C充電，充電功率達(dá)到150160kW。 到2025年，乘用車充電功率將普遍超過(guò)300kW。2020年我國(guó)將保有500萬(wàn)輛電動(dòng)車，

3、高峰期假如5%的車輛160kW同時(shí)充電，瞬時(shí)需求功率將達(dá)到40000MW 續(xù)航里程大幅增加，電池容量已經(jīng)普遍超過(guò)50kWh充電現(xiàn)狀汽車群充電帶來(lái)的挑戰(zhàn)電網(wǎng)沖擊加重電網(wǎng)高峰壓力拉大峰谷差配電容量限制老舊小區(qū)擴(kuò)容難電力擴(kuò)容成本高電網(wǎng)污染諧波含量高功率因數(shù)低充電現(xiàn)狀傳統(tǒng)充電設(shè)施的困局交直流樁配比不合理熱點(diǎn)區(qū)域充電排長(zhǎng)隊(duì)居民小區(qū)充電樁數(shù)量少 本質(zhì)上，這都是充電場(chǎng)站配電容量不足與日益增長(zhǎng)的充電需求之間的矛盾。引入儲(chǔ)能單元，通過(guò)光伏自發(fā)自用，配合能量搬移和負(fù)荷調(diào)度，實(shí)現(xiàn)用電高峰時(shí)段的電力增容，是解決熱點(diǎn)城市充電難題的必由之路。02光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介定義削峰填谷增容擴(kuò)容電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻短時(shí)離網(wǎng)系統(tǒng)“光

4、儲(chǔ)充”一體化系統(tǒng)是指由分布式電源、用電負(fù)荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)，也稱為微電網(wǎng)。一直以來(lái)，電動(dòng)汽車充電站都面臨土地資源不足或電網(wǎng)接入的問(wèn)題。而“光儲(chǔ)充”一體化系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅解決了有限的土地及電力容量資源里配電網(wǎng)的問(wèn)題，還通過(guò)能量存儲(chǔ)和優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡。儲(chǔ)能充電一體化系統(tǒng)由儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電設(shè)施組成，針對(duì)區(qū)域充電站電力容量不足的痛點(diǎn)，主要用于解決區(qū)域充電站的增容擴(kuò)容難的問(wèn)題，該系統(tǒng)還能參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、削峰填谷等輔助服務(wù)，甚至作為能源互聯(lián)網(wǎng)的的配套設(shè)施，支持智能電網(wǎng)、智能充電、智能信息網(wǎng)的三網(wǎng)融合發(fā)展。系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)架構(gòu)管理層調(diào)度層執(zhí)行層中央控制

5、系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度中心系統(tǒng)簡(jiǎn)介應(yīng)用場(chǎng)景削峰填谷離網(wǎng)供電直流擴(kuò)容交流擴(kuò)容系統(tǒng)簡(jiǎn)介主要特點(diǎn)光儲(chǔ)充系統(tǒng)特點(diǎn)是微電網(wǎng)的組成部分主要用于配電增擴(kuò)容，削峰填谷控制簡(jiǎn)單、快速調(diào)度、較變壓器擴(kuò)容成本低可短時(shí)離網(wǎng)運(yùn)行，提高供電可靠性特別適合有短時(shí)脈沖負(fù)荷的場(chǎng)景使用系統(tǒng)簡(jiǎn)介典型方案遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)高壓電網(wǎng)箱變充電機(jī)場(chǎng)站管理單元本地化監(jiān)控平臺(tái)手機(jī)APP充電終端儲(chǔ)能變流器儲(chǔ)能電池03光儲(chǔ)充系統(tǒng)組成及方案解決方案系統(tǒng)組成儲(chǔ)能系統(tǒng)充電設(shè)施輸配變電調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)光儲(chǔ)充系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)解決方案儲(chǔ)能單元介紹完備的儲(chǔ)能電池單元消防裝置,保證系統(tǒng)極高的安全指數(shù)完備的溫控系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)保證良好的散熱及溫度控制，電池始終處于最佳的工作

6、溫度可視監(jiān)控及門鎖異常報(bào)警裝置，更好的保證客戶財(cái)產(chǎn)安全I(xiàn)P55的防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)，防水防塵，提高設(shè)備的可靠性，降低維護(hù)工作量?jī)?chǔ)充系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元一般采用集成了儲(chǔ)能電池、PCS、能量管理系統(tǒng)、消防溫控等單元的一體化集裝箱設(shè)計(jì)方案。占地面積小，集中化程度高，便于系統(tǒng)控制和維護(hù)保養(yǎng)。解決方案儲(chǔ)能單元組件-AC/DC變換器高效、易于維護(hù)模塊化結(jié)構(gòu)，易于維護(hù)和更換；多分支輸入，支持1/2/3/6路輸入；直流電壓范圍：680-850Vdc / 500-800Vdc；交流電壓范圍：400Vac /315Vac；滿載效率：98.3%；解決方案儲(chǔ)能單元組件-DC/DC變換器適應(yīng)各種儲(chǔ)能電池多種工作模式：MPPT工作模

7、式、恒壓控制模式、 蓄電池控制模式；模組化結(jié)構(gòu)，易于維護(hù)和更換；電壓范圍：50-800Vdc；最大工作電流：6*150A；滿載效率：97.5%；解決方案儲(chǔ)能單元組件-儲(chǔ)能電池鉛酸/鉛炭電池鋰離子電池釩液流電池梯次利用電池 模塊化PCS設(shè)計(jì)，可接入多支路儲(chǔ)能電池 雙向DC/DC方案，多類型、多支路、不同電壓范圍儲(chǔ)能電池均可接入，適用范圍廣，為客戶提供多種組合投資模式，達(dá)到收益最大化 接入梯次利用電池，節(jié)約投資成本，投資收益比最優(yōu)化解決方案充電設(shè)施7kW交流樁30120kW一體式直流充電樁150300kW分體式直流充電樁60120kW直流轉(zhuǎn)直流充電樁解決方案能量管理系統(tǒng)應(yīng)用范圍對(duì)光伏發(fā)電、能量搬移

8、、儲(chǔ)能電池充放電、電動(dòng)汽車充電應(yīng)用場(chǎng)合的能量管理和監(jiān)控支持多種通訊規(guī)約，標(biāo)準(zhǔn)電力調(diào)度接口監(jiān)控界面具備完善的信息顯示，監(jiān)控場(chǎng)站負(fù)荷，監(jiān)測(cè)充電狀態(tài)場(chǎng)站設(shè)備管理、充電調(diào)度、運(yùn)維管理解決方案交流母線系統(tǒng)解決方案解決方案交流母線系統(tǒng)特點(diǎn)1234交流母線系統(tǒng)設(shè)計(jì)可支持并網(wǎng)運(yùn)行，也可脫離電網(wǎng)運(yùn)行。離網(wǎng)狀態(tài)下可獨(dú)立給負(fù)載供電，提高用電可靠性?？呻x并網(wǎng)設(shè)計(jì)靈活擴(kuò)容簡(jiǎn)單不限容量整個(gè)系統(tǒng)接入功率范圍大，設(shè)計(jì)比較靈活，可接入光伏能源、風(fēng)擊力發(fā)電、超級(jí)電容及其他類型的發(fā)電系統(tǒng)?，F(xiàn)有場(chǎng)站電力容量不足，可直接接入儲(chǔ)能單元實(shí)現(xiàn)電力增容，改造成本低、工期短。交流母線系統(tǒng)擴(kuò)容規(guī)模限制較少，最大可達(dá)到MW級(jí)，滿足超大型場(chǎng)站充電需求

9、。解決方案直流母線系統(tǒng)解決方案解決方案直流母線系統(tǒng)特點(diǎn)直流微網(wǎng)采用直流母線的耦合技術(shù)，減少交直流變換損耗。直流母線耦合很多負(fù)載要從電網(wǎng)取電，電網(wǎng)側(cè)的變壓器配置容量會(huì)非常大，如果直流負(fù)載很多，就可以采用直流微網(wǎng)這種方案來(lái)解決。減少電網(wǎng)配電容量充分利用光伏發(fā)電，做到微網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡充分利用光伏發(fā)電作為簡(jiǎn)單的應(yīng)急電源，這種應(yīng)急電源做不到像常規(guī)的UPS那種無(wú)縫供電切換，但是切換延遲可以控制在5毫秒以內(nèi)。做簡(jiǎn)單的應(yīng)急電源直流微網(wǎng)特點(diǎn)介紹解決方案交直流混合系統(tǒng)解決方案解決方案交直流混合系統(tǒng)特點(diǎn)提高微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性提高微電網(wǎng)穩(wěn)定性AB交流電源連接在交流母線上,為交流負(fù)荷提供電力.直流電源則連接在直流母線上進(jìn)行

10、供電.交直流母線之間裝設(shè)換流裝置,相較于傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng),減少了換流裝置,降低了系統(tǒng)的換流損耗,提高了微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性交直流混合微電網(wǎng)中,直流部分的電源、負(fù)荷連接在直流母線上,再通過(guò)換流裝置與交流母線進(jìn)行功率交換,能夠更好地進(jìn)行交流側(cè)的運(yùn)行控制,從而保證在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電能質(zhì)量,提高微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性解決方案直流樁光儲(chǔ)充改造解決方案PDU背板ACDC充電模塊PDU儲(chǔ)能電池柜DCDC充電模塊初始直流充電樁解決方案直流樁光儲(chǔ)充改造特點(diǎn)基于現(xiàn)有充電樁改造，不需要單獨(dú)建樁，投資成本低成本最優(yōu)化PDU方案技術(shù)成熟，整個(gè)場(chǎng)站可根據(jù)需求配置多個(gè)系統(tǒng)，擴(kuò)容方案靈活技術(shù)成熟，方案靈活僅需增加一個(gè)電池柜和一

11、個(gè)配電柜即可滿足儲(chǔ)充需求，占地面積小占地面積小根據(jù)充電需求可任意增加或減少儲(chǔ)能電池和DCDC模塊數(shù)量模塊式設(shè)計(jì)直流樁儲(chǔ)充改造解決方案一體式交直流儲(chǔ)充解決方案7kW交流充電30kW*2直流充電120kWh儲(chǔ)能電池30kW儲(chǔ)能PCS光伏逆變器解決方案光儲(chǔ)充系統(tǒng)運(yùn)行模式配電負(fù)荷呈現(xiàn)以日為單位周期性變化高峰低谷白天光伏發(fā)電高峰期自發(fā)自用，余電上網(wǎng)，低谷為儲(chǔ)能電池充電；低谷電價(jià)時(shí)，調(diào)用電網(wǎng)容量為儲(chǔ)能電池充電；電網(wǎng)高峰時(shí)，優(yōu)先使用儲(chǔ)能電池儲(chǔ)存電量給電動(dòng)汽車充電；電網(wǎng)高峰時(shí)，當(dāng)充電功率無(wú)法滿足電動(dòng)汽車充電需求時(shí)，電網(wǎng)容量和儲(chǔ)能電池同時(shí)輸出，保證充電需求得到滿足。04光儲(chǔ)充系統(tǒng)投資收益分析投資收益磷酸鐵鋰電池

12、方案分析輸入條件：場(chǎng)站現(xiàn)有10臺(tái)60kW充電樁，總配電容量600kW。高峰期有充電排隊(duì)的現(xiàn)象，需求總功率1.2MW客觀限制：該線路為充電專線，無(wú)法通過(guò)增加變壓器容量擴(kuò)容；高峰期僅持續(xù)2h，新拉專線成本極高，投資收益比不高解決方法：引入儲(chǔ)能單元，實(shí)現(xiàn)高峰期增擴(kuò)容，增加充電收入投資組成：10臺(tái)60kW充電樁，滿足600kW兩小時(shí)備電的儲(chǔ)能電池，600kW PCS收入組成：削峰填谷、充電服務(wù)費(fèi)項(xiàng)目規(guī)格單價(jià)數(shù)量合計(jì)備注充電樁60kW直流樁35000/臺(tái)10臺(tái)350000標(biāo)準(zhǔn)60kW雙槍充電機(jī)儲(chǔ)能電池磷酸鐵鋰1.5元/Wh1.5MWh225000080%DOD循環(huán)600*2/0.8=1.5MWhPCS隔

13、離型0.65元/W600kW390000均價(jià)集裝箱40尺10萬(wàn)/臺(tái)1臺(tái)100000消防溫控/4萬(wàn)/套1套40000工業(yè)空調(diào)3萬(wàn)/1套+消防設(shè)施1萬(wàn)/套線纜輔材交流線纜200元/米50米10000合計(jì)2790000投資收益磷酸鐵鋰電池方案分析運(yùn)營(yíng)方案：新增10臺(tái)60kW充電樁在用電高峰期為電動(dòng)汽車充電，所需電能取自儲(chǔ)能電池，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)2h；夜間用電低谷期利用電網(wǎng)場(chǎng)站空余容量為儲(chǔ)能電池充電。每天儲(chǔ)能電池充放電一次電池壽命：80%DOD充放電深度，4000次衰減到80%削峰填谷：儲(chǔ)能電池低谷充電，高峰放電充電服務(wù)：運(yùn)營(yíng)商收取充電服務(wù)費(fèi)項(xiàng)目收益計(jì)算備注儲(chǔ)能電池單次循環(huán)充放電量1.2MWh600kW，2h

14、峰谷價(jià)差0.7187元/kWh陜西工商業(yè)用電，峰電1.1098，谷電0.3911充電服務(wù)費(fèi)0.4元/kWh西安市物價(jià)局通知充放電效率91.2%儲(chǔ)能電池充放電效率95%，PCS效率98%，充電樁效率96%單次循環(huán)收益1304.64元電池壽命400080%DOD衰減到80%電池生命周期11年靜態(tài)投資回收期5.86年儲(chǔ)能充電總收益521856001304.64*4000回收殘值/磷酸鐵鋰電池回收殘值忽略不計(jì)全周期凈收益2448127.67投資收益鉛炭電池方案分析輸入條件：場(chǎng)站現(xiàn)有10臺(tái)60kW充電樁，總配電容量600kW。高峰期有充電排隊(duì)的現(xiàn)象，需求總功率1.2MW客觀限制：該線路為充電專線，無(wú)法通

15、過(guò)增加變壓器容量擴(kuò)容；高峰期僅持續(xù)2h，新拉專線成本極高，投資收益比不高解決方法：引入儲(chǔ)能單元，實(shí)現(xiàn)高峰期增擴(kuò)容，增加充電收入投資組成：10臺(tái)60kW充電樁，滿足600kW兩小時(shí)備電的儲(chǔ)能電池，600kW PCS收入組成：削峰填谷、充電服務(wù)費(fèi)項(xiàng)目規(guī)格單價(jià)數(shù)量合計(jì)備注充電樁60kW直流樁35000/臺(tái)10臺(tái)350000標(biāo)準(zhǔn)60kW雙槍充電機(jī)儲(chǔ)能電池鉛炭電池0.9元/Wh2.0MWh180000060%DOD循環(huán)600*2/0.6=2.0MWhPCS隔離型0.65元/W600kW390000均價(jià)集裝箱40尺10萬(wàn)/臺(tái)2臺(tái)200000消防溫控/2萬(wàn)/套2套40000線纜輔材交流線纜200元/米50米

16、10000合計(jì)2510000投資收益鉛炭電池方案分析運(yùn)營(yíng)方案：新增10臺(tái)60kW充電樁在用電高峰期為電動(dòng)汽車充電，所需電能取自儲(chǔ)能電池，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)2h；夜間用電低谷期利用電網(wǎng)場(chǎng)站空余容量為儲(chǔ)能電池充電。每天儲(chǔ)能電池充放電一次電池壽命：80%DOD充放電深度，4000次衰減到80%削峰填谷：儲(chǔ)能電池低谷充電，高峰放電充電服務(wù)：運(yùn)營(yíng)商收取充電服務(wù)費(fèi)項(xiàng)目收益計(jì)算備注儲(chǔ)能電池單次循環(huán)充放電量1.2MWh600kW，2h峰谷價(jià)差0.7187元/kWh陜西工商業(yè)用電，峰電1.1098，谷電0.3911充電服務(wù)費(fèi)0.4元/kWh西安市物價(jià)局通知充放電效率81.6%儲(chǔ)能電池充放電效率85%，PCS效率98%，充

17、電樁效率96%單次循環(huán)收益1244.98元電池壽命300060%DOD衰減到80%電池生命周期8.22年靜態(tài)投資回收期5.52年儲(chǔ)能充電總收益37349401244.98*3000回收殘值450000鉛炭電池回收殘值25%全周期凈收益1674940投資收益方案對(duì)比鉛炭電池單價(jià)低，初期投資小充放電效率低，DOD小，單位收益低壽命短，全生命周期收益低VS磷酸鐵鋰電池投資回收期接近，都為5年半左右回收殘值達(dá)25%，可補(bǔ)貼收益單價(jià)高，初期投資大充放電效率高，DOD大，單位收益高無(wú)回收殘值，但可梯次利用壽命長(zhǎng)，全生命周期收益高電池體積小，占地面積?。ㄒ粋€(gè)20尺柜）電池體積大，占地面積大（兩個(gè)20尺柜）*兩種儲(chǔ)能電池儲(chǔ)充方案投資收益分析詳見投資收益測(cè)算表05光儲(chǔ)充系統(tǒng)擴(kuò)展系統(tǒng)擴(kuò)展光儲(chǔ)充放一體化電站充電設(shè)施場(chǎng)站/數(shù)據(jù)中心供電儲(chǔ)能系統(tǒng)系統(tǒng)擴(kuò)展共直流母線雙向系統(tǒng)適應(yīng)未來(lái)配電發(fā)展的共直流母線系統(tǒng)與光伏、儲(chǔ)能及電網(wǎng)有效融合的多能雙向變換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率柔性分配的充電群控制技術(shù)電網(wǎng)用電低谷時(shí)段，為電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)擴(kuò)展共直流母線雙向系統(tǒng)用電高峰