光儲充系統(tǒng)設(shè)計與商業(yè)模式

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場景定義

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隨著電動汽車的快速普及，充電設(shè)施的需求也日益增長。然而，不同的充電場景對充電設(shè)施的需求是不同的。因此，在規(guī)劃充電設(shè)施時，我們需要考慮到不同的場景和需求。

首先，我們需要確定充電場景。城市、高速、園區(qū)等不同場景都有不同的需求。在城市場景下，私家車為主，因此即插即用的慢充樁就可以滿足需求，而且保護電池。而在高速場景下，長途車為主，需要大量快充樁以滿足時間緊迫的需求。據(jù)白皮書顯示，70%以上的用戶認(rèn)為高速服務(wù)區(qū)的充電排隊時間過長，接近50%的客戶覺得功率太小，需要更多的快充樁。

然而，場景并非劃分得非常清晰，有時需要考慮多個場景下的需求疊加，因此我們需要考慮實際的負(fù)荷情況，進行容量和功率的配置。

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系統(tǒng)介紹

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常見的光儲充系統(tǒng)一般包含四個主要部分，分別是平臺服務(wù)系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和安防系統(tǒng)。其中，平臺服務(wù)系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，包括系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等功能。通過平臺服務(wù)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對光儲充系統(tǒng)的實時監(jiān)測和管理，以保證系統(tǒng)的正常運行和提升充電服務(wù)的效率。

充電系統(tǒng)是光儲充系統(tǒng)的主要設(shè)備，包括逆變器、光伏組件、電池、充電樁等。光伏板是光儲充系統(tǒng)的核心組成部分。配電系統(tǒng)主要包括變壓器、開關(guān)柜、電纜等設(shè)備。通過配電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對光儲充系統(tǒng)產(chǎn)生的電能進行合理的分配和調(diào)節(jié)。安防系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控、告警系統(tǒng)等。通過安防系統(tǒng)，可以對充電設(shè)備進行實時監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)和解決可能存在的安全隱患。

03

策略制定

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3.1 自發(fā)自用模式

該模式的主要目標(biāo)是盡量利用光伏發(fā)電的電能，優(yōu)先為電動車充電。舉例來說，在商場的停車場中，晚上有大量的電動車進入，這時候光伏發(fā)電已經(jīng)較弱。因此，需要在光伏發(fā)電高峰期間儲存一定的電量，在晚上高峰期間使用。此外，大量電動車的接入還會導(dǎo)致負(fù)荷沖擊，需要使用儲能設(shè)備對負(fù)荷進行緩沖和調(diào)節(jié)。電池可以在光伏充裕的時候優(yōu)先為電動車充電，多余的電能則可以儲存到電池中，以滿足清晨或夜間的供電需求。同時，光儲充系統(tǒng)還需要考慮光伏的接入容量、電池充放電功率和光伏發(fā)電與電動車用電量的關(guān)系，以制定最優(yōu)化的策略規(guī)劃。

3.2 應(yīng)對分時電價模式

不同地區(qū)在不同時間段內(nèi)采用不同的電力收費價格，以鼓勵用電端盡量保持用電平衡。針對電動汽車充電樁，在高峰期充電的價格上漲，此時光儲充系統(tǒng)可以在光伏能量溢出的時候把能量儲存起來，在充電的高峰時期使用。建設(shè)該光儲充系統(tǒng)需要考慮峰谷價差和用電高峰，例如峰值價格1.14，谷期價格0.31，峰谷價差達到8毛以上，同時這個峰值價格又是在電動車充電高峰期，這樣就能有更大的收益。與自發(fā)自用不同，分時電價是價格響應(yīng)的。

3.3 備用模式

電源備用的需求主要包括三類。首先是剛性需求，由于變壓器容量受限和供電成本高，需要使用儲能進行擴容，減少變壓器的壓力。其次是應(yīng)急需求，例如夏季限電時，電源備用可以支撐電動汽車充電需求，同時光儲充系統(tǒng)也是一個微電網(wǎng)，在離網(wǎng)模式下也能支持重要設(shè)備。第三類是純離網(wǎng)場景，需要配置更多電池容量，以確保不同時間段的功率需求得到滿足。

3.4 需量管理和動態(tài)擴容

需量是指電網(wǎng)公司會每隔一段時間檢測工廠買電功率是否超過上報的需量值，超過則會收取額外費用。這時，儲能系統(tǒng)可以檢測并網(wǎng)點的功率，一旦大量充電樁接入，買電功率快超過需量，儲能就放電，避免了額外收費的情況。動態(tài)增容則是指當(dāng)工廠的買電功率超過變壓器容量時，電池將儲存的備用電量放出來，削減峰值功率，從而減少變壓器增容的成本。這種場景在電動汽車充電樁大量接入時較為常見。建設(shè)該類電站需要考慮系統(tǒng)功率，以滿足充電樁的使用需求。同時，還需要設(shè)置響應(yīng)模式，能在買電功率超過設(shè)定值時，電池自動放電。此外，設(shè)計EMS軟件，如設(shè)置輪流充電樁充電，降低充電功率等方式也可以減少瞬時從電網(wǎng)的買電量。

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核心功能

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4.1 并離網(wǎng)切換

在正常情況下，負(fù)載會從電網(wǎng)取電，但是當(dāng)電網(wǎng)突然斷電時，系統(tǒng)自動切換到電池供電，并快速斷開與配電網(wǎng)的連接，從而保證不會形成孤島，對電網(wǎng)維修人員造成危害。

4.2 電池預(yù)留

通過設(shè)置電池的DOD，即電池的放電深度，當(dāng)電池電量低于這個DOD時，只能充電，不能放電，從而實現(xiàn)電量預(yù)留。這樣一來，儲能系統(tǒng)就能夠及時響應(yīng)充電樁的用電高峰，同時也能夠滿足分時電價、需量管理、動態(tài)擴容等場景的需求。

4.3 三相不平衡輸出

由于某些大功率充電樁是單相的，而電網(wǎng)是三相的，因此在其中一相可能相對充電功率較大，有些地方電網(wǎng)要求滿足三相平衡。因此，儲能系統(tǒng)需要具備三相不平衡輸出或不平衡充電的功能，以滿足不同負(fù)載的需求。

4.4 負(fù)載監(jiān)控

儲能系統(tǒng)還需要具備負(fù)載監(jiān)控等功能，以便對用電情況和收益情況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，這一部分可以開發(fā)的功能有很多，如用電收益、碳收益等。除此之外，以下功能也是在特殊場景下常見的一些光儲充電站所需要的功能。

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商業(yè)前景

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多種應(yīng)用場景意味著多種的商業(yè)模式。當(dāng)光儲充未來成為光儲充放之后，就能夠進入電力交易市場、實現(xiàn)電力輔助服務(wù)，甚至獲得碳交易。此外，光儲充還能與新興技術(shù)進行結(jié)合。例如，利用AI技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對光伏發(fā)電量、企業(yè)負(fù)載、電價等多種因素的智能預(yù)測，并優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)能量。這時的策略就不局限于單純的自發(fā)自用或者分時電價，而是一種更復(fù)雜，更經(jīng)濟的運行模式。又例如直流微網(wǎng)，光儲直柔現(xiàn)階段也是比較熱門的話題，但是由于標(biāo)準(zhǔn)相對滯后、直流負(fù)載也沒有大范圍定義，所以沒有大范圍應(yīng)用，但在未來，這也是一個與光儲充強相關(guān)的領(lǐng)域。

原文標(biāo)題:光儲充系統(tǒng)設(shè)計與商業(yè)模式