光儲(chǔ)一體化在停車場(chǎng)中的應(yīng)用

【摘要】:近年來，隨著電動(dòng)汽車保有量的不斷增加，停車場(chǎng)的建設(shè)要求也在不斷提高。為了滿足電動(dòng)汽車充電需求以及交通樞紐設(shè)備的持續(xù)供電，光伏-儲(chǔ)能一體化停車場(chǎng)成為一種具有現(xiàn)實(shí)意義的解決方案。這種停車場(chǎng)能夠?qū)⒐夥蛢?chǔ)能技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過太陽能發(fā)電并儲(chǔ)存多余的電能，以供給停車場(chǎng)和交通樞紐設(shè)備使用。本文通過對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)描述進(jìn)行詳細(xì)描述分析，并介紹了光伏系統(tǒng)的發(fā)電原理以及工作方式，并對(duì)光儲(chǔ)系統(tǒng)在停車場(chǎng)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，旨在利用太陽能發(fā)電并儲(chǔ)存多余的電能，可以為停車場(chǎng)和交通樞紐設(shè)備提供可持續(xù)的能源供應(yīng)，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗,提高城市能源利用效率，推動(dòng)光伏-儲(chǔ)能一體化停車場(chǎng)的建設(shè)與落實(shí)。

0 引言

近年來，光伏作為一種綠色環(huán)保無污染的可再生能源在中國(guó)的發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 全年光伏發(fā)電量為 4276 億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng) 30.8%,約占全國(guó)全年總發(fā)電量的 4.9%。然而，光伏發(fā)電也存在著不穩(wěn)定性的問題，因此儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展成為克服這一問題的關(guān)鍵。為了應(yīng)對(duì)光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備與新能源發(fā)電的結(jié)合應(yīng)運(yùn)而生,成為了光伏產(chǎn)業(yè)的新的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車的普及。電動(dòng)汽車充電給電網(wǎng)帶來了沖擊，充電時(shí)間較長(zhǎng)也給城市的停車位帶來了壓力。為了解決這一問題，-種創(chuàng)新的解決方案是建設(shè)光儲(chǔ)充一體化停車場(chǎng)。這種停車場(chǎng)利用停車位或者外包裝頂部上的光伏發(fā)電裝置，將光能轉(zhuǎn)化為電能，并利用儲(chǔ)能裝置將多余的電能進(jìn)行儲(chǔ)存叫。同時(shí)，在停車場(chǎng)內(nèi)設(shè)置充電，將儲(chǔ)存的清潔能源用于電動(dòng)汽車的充電，從而減少電動(dòng)汽車對(duì)局部電網(wǎng)的沖擊。此外，還可以利用峰谷電特性來降低充電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過充分利用電網(wǎng)負(fù)荷的波動(dòng)特點(diǎn)，可以在谷電時(shí)段進(jìn)行電動(dòng)汽車的集中充電，以降低電價(jià)，同時(shí)提高清潔能源的利用效率。光伏作為一種綠色環(huán)保無污染的可再生能源，在中國(guó)發(fā)展迅速。為了克服光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備與新能源發(fā)電的結(jié)合以及光儲(chǔ)一體化停車場(chǎng)的建設(shè)可以有效解決電動(dòng)汽車充電沖擊和局部電網(wǎng)壓力的問題,同時(shí)降低充電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)描述

光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種利用光伏板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)。它具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高可靠性、長(zhǎng)使用壽命以及對(duì)環(huán)境的無污染。光伏板是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組件，它通過光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。光伏板通常由多個(gè)光伏電池組成，這些電池能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能，并產(chǎn)生直流電。光伏板的性能和質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率和穩(wěn)定性。根據(jù)是否接入電網(wǎng)的不同，光伏系統(tǒng)可分為離網(wǎng)光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)適用于那些偏離電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，如山區(qū)或孤島等。這些系統(tǒng)需要根據(jù)負(fù)荷需求進(jìn)行容量設(shè)計(jì)，以滿足當(dāng)?shù)氐碾娔苄枨?。由于離網(wǎng)光伏系統(tǒng)獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行，其可靠性和穩(wěn)定性尤為重要。與之相反，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)適用于已有電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)。這些系統(tǒng)可以直接將發(fā)出的電能輸送到公共電網(wǎng)中，供其他用戶使用，也可以直接為用戶側(cè)的負(fù)載提供電能。當(dāng)光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能不足時(shí)，系統(tǒng)可以從電網(wǎng)中獲取補(bǔ)充電能，以確保持續(xù)供電口。光伏發(fā)電系統(tǒng)還有助于減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴，減少溫室氣體排放，對(duì)環(huán)境更加友好。然而，光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本較高，需要定期檢查和清潔光伏板以確保其性能。此外，對(duì)于離網(wǎng)光伏系統(tǒng)，還需要考慮儲(chǔ)能裝置以應(yīng)對(duì)夜晚或低光照條件下的電能供應(yīng)。

1.1光伏系統(tǒng)發(fā)電原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種利用太陽能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)，由多個(gè)組件組成。其中包括光伏板組、直流變換器(升壓電路)、控制器、蓄電池組、直流/交流變換器(逆變器)、電網(wǎng)、離網(wǎng)開關(guān)和用戶負(fù)載。其中各個(gè)元件的主要作用如下所示:

.       光伏板組是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其主要作用是吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為直流電能。這些光伏板通常由多個(gè)光伏電池組成，當(dāng)太陽光照射到光伏電池上時(shí)，光伏效應(yīng)會(huì)使光能轉(zhuǎn)化為電能。

(2)直流變換器(升壓電路)是將光伏板組輸出的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的電壓水平的設(shè)備。它可以提升直流電壓的大小，以滿足后續(xù)電氣設(shè)備的工作需求。

(3)控制器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中起到監(jiān)控和管理的作用。它能夠監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，以確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行和安全性。

(4)蓄電池組在光伏發(fā)電系統(tǒng)中用于儲(chǔ)存多余的電能。當(dāng)光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能超過當(dāng)前需求時(shí),多余的電能可以被儲(chǔ)存在蓄電池組中，以備不時(shí)之需。

(5)直流/交流變換器(逆變器)則是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的設(shè)備。這種變換器的作用是將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為適用于電網(wǎng)或離網(wǎng)使用的交流電能。

(6)電網(wǎng)是一個(gè)重要的組成部分，它可以提供額外的電力供應(yīng)或接收光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能。當(dāng)光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能超過用戶負(fù)載的需求時(shí)，多余的電能可以通過電網(wǎng)輸送出去，而在用戶負(fù)載超過光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能時(shí)，電網(wǎng)可以提供額外的電力供應(yīng)。

(7)離網(wǎng)開關(guān)用于切換光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接狀態(tài)。當(dāng)光伏系統(tǒng)需要與電網(wǎng)斷開連接時(shí)，離網(wǎng)開關(guān)可以將系統(tǒng)切換為離網(wǎng)模式，使其獨(dú)立工作。

(8)用戶負(fù)載是指光伏系統(tǒng)所供應(yīng)的電能所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或用電設(shè)施。用戶負(fù)載可以包括家庭用電設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、辦公設(shè)備等，它們消耗光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能以滿足其正常運(yùn)行的需求。

1.2 光伏系統(tǒng)工作方式

光伏系統(tǒng)是一種利用光能轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保能源系統(tǒng)。它通過光伏板將陽光中的光能轉(zhuǎn)化為直流電能，并利用直流變換器進(jìn)行光伏最大功率跟蹤和直流升壓操作。這個(gè)過程確保了系統(tǒng)在不同光照條件下都能以較高效率轉(zhuǎn)化光能。轉(zhuǎn)換后的直流電能會(huì)被儲(chǔ)存在蓄電池組中，以便在需要時(shí)供應(yīng)給負(fù)載。蓄電池組扮演著能量?jī)?chǔ)存的角色，可以在夜間或低光照條件下繼續(xù)為負(fù)載提供電能。這種儲(chǔ)存電量的方式有助于光伏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的供電。當(dāng)負(fù)載需要使用電能時(shí)，蓄電池組會(huì)將直流電能通過逆變器轉(zhuǎn)換為市用交流電。逆變器是一種關(guān)鍵設(shè)備，它能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為符合市用電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的交流電，以滿足負(fù)載的使用需求。負(fù)載可以是各種家庭電器、工業(yè)設(shè)備或其他用電設(shè)備P。在某些情況下，光伏系統(tǒng)可能無法滿足負(fù)載使用標(biāo)準(zhǔn)，比如天氣條件不佳或負(fù)載需求過高。為了確保持續(xù)供電，系統(tǒng)配備了離網(wǎng)開關(guān)。當(dāng)光伏系統(tǒng)無法滿足負(fù)載需求時(shí)，離網(wǎng)開關(guān)會(huì)自動(dòng)切換至負(fù)載與市用電網(wǎng)連接，以便從市用電網(wǎng)獲取額外的電能。總之，光伏系統(tǒng)是一種可再生能源系統(tǒng)，利用光伏板將光能轉(zhuǎn)化為電能，并通過各種設(shè)備實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和供應(yīng)。

2 光儲(chǔ)系統(tǒng)在停車場(chǎng)的應(yīng)用

2.1 技術(shù)原理

智能微網(wǎng)結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電樁和儲(chǔ)能蓄電池等關(guān)鍵組件，為能源供應(yīng)與需求提供了一種創(chuàng)新解決方案。光伏發(fā)電系統(tǒng)利用太陽能資源，在白天為電網(wǎng)供電，并將多余的電能充入充電樁，以滿足不斷增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車充電需求。然而，在充電樁無法消納全部電能時(shí)，儲(chǔ)能蓄電池發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這些蓄電池能夠吸收多余的電能，并在需要時(shí)將其釋放出來，以滿足停車場(chǎng)負(fù)荷或其他用電需求。儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)置有效平抑了光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配所帶來的沖擊,確保智能微網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。值得注意的是，儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入使得智能微網(wǎng)能夠有效利用太陽能資源，并在需要時(shí)短時(shí)脫離廠網(wǎng)運(yùn)行。這種獨(dú)立運(yùn)行的能力為微網(wǎng)系統(tǒng)帶來了更大的靈活性和可靠性，減少了對(duì)傳統(tǒng)電力供應(yīng)的依賴。

2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

光伏雨棚作為一種創(chuàng)新的能源解決方案，越來越受到立體停車場(chǎng)，特別是機(jī)械停車樓的關(guān)注。停車場(chǎng)(停車樓)在選擇光伏雨棚的光伏組件時(shí)，太陽能電池的性能和特點(diǎn)是至關(guān)重要的考慮因素。在目前的太陽能市場(chǎng)上，化合物太陽能電池中的銅鋼鎵硒(CIGS)太陽能電池被認(rèn)為是適合光伏雨棚的選擇。

化合物太陽能電池是一種新興的太陽能技術(shù)，它由銅、銦、和硒等元素組成。相比傳統(tǒng)的品體硅太陽能電池和非品硅太陽能電池，CIGS 太陽能電池具有一些顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，CIGS 太陽能電池具有較小的功率損失。在光伏雨棚這種有限空間的應(yīng)用中，即使在部分組件被遮擋的情況下，CIGS 太陽能電池仍能有效地轉(zhuǎn)換太陽能為電能。其次，CIGS 太陽能電池具有較佳的功率溫度系數(shù)。在高溫環(huán)境下，太陽能電池的輸出功率通常會(huì)下降。然而，CIGS太陽能電池在高溫條件下能夠保持相對(duì)較高的電池效率，從而減少了功率損失。CIGS 太陽能電池還具有良好的光傳輸性能。它的材料特性使得光線更容易穿透到電池內(nèi)部，提高了光吸收效率和電池的發(fā)電能力"。這對(duì)于光伏雨棚來說至關(guān)重要，因?yàn)樗枰艽笙薅鹊乩藐柟鈦戆l(fā)電。除此之外，CIGS太陽能電池還能夠?qū)崿F(xiàn)較高的累積發(fā)電量。通過在光伏雨棚上安裝 CIGS 太陽能電池組件，可以有效地收集并轉(zhuǎn)化陽光能量，為建筑物提供可再生能源，并為其供電。

2.3 停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu):利用設(shè)備頂部雨棚加裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要條件在于頂棚位置不能太高及頂部面積不能太小;機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)通常由多層設(shè)備組成，常見的戶外頂部雨棚面積較大的設(shè)備如升級(jí)橫移類、簡(jiǎn)易升降類及平面移動(dòng)類等，設(shè)備內(nèi)部每層都需要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)來承載停放的車輛重量。確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以及提供充足的空間容納車輛。對(duì)于停車場(chǎng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:

.       進(jìn)出口設(shè)計(jì),確保機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)具有足夠的進(jìn)出口,方便車輛的進(jìn)入和離開。進(jìn)出口應(yīng)該寬敞并且設(shè)計(jì)便捷的通道，以避免交通擁堵。

.       自動(dòng)化系統(tǒng):機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)通常使用自動(dòng)化系統(tǒng)來提升效率和便利性。這些系統(tǒng)包括升降機(jī)橫移平臺(tái)和轉(zhuǎn)盤等，能夠自動(dòng)將車輛從進(jìn)入口轉(zhuǎn)移到合適的停車位，并在車主需要時(shí)將車輛送至出口。

.       安全系統(tǒng):確保機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)具備安全性能，包括監(jiān)控?cái)z像頭、安全照明、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等。此外，應(yīng)該考慮緊急情況下的疏散通道和安全出口。

.       車位規(guī)劃:根據(jù)停車需求和空間限制，設(shè)計(jì)合理的車位布局?？紤]車位大小、停車間隔、通道寬度等因素，以確保車輛可以方便地停放和移動(dòng)。

.       空氣循環(huán)和通風(fēng):機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)內(nèi)的車輛排放尾氣和蒸發(fā)物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致空氣污染。因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)合適的通風(fēng)系統(tǒng)，確?？諝饬魍ǎ⒉扇”匾目諝鈨艋胧?。

.       車輛管理系統(tǒng):配備適當(dāng)?shù)能囕v管理系統(tǒng)，包括車輛入場(chǎng)和出場(chǎng)的記錄、支付系統(tǒng)等，以提供方便的服務(wù)并確保車輛管理的準(zhǔn)確性。

.       可持續(xù)性考慮:在設(shè)計(jì)機(jī)械車庫(kù)停車場(chǎng)時(shí)，可以考慮采用可持續(xù)的設(shè)計(jì)原則。例如，通過利用太陽能發(fā)電，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，并減少溫室氣體的排放:安裝太陽能板在停車場(chǎng)的屋頂或其他適當(dāng)?shù)奈恢茫梢詫⑻柲苻D(zhuǎn)化為可再生能源，為車庫(kù)提供電力。

2.4 儲(chǔ)能設(shè)計(jì)

電力儲(chǔ)能是解決能源存儲(chǔ)和調(diào)度問題的重要技術(shù)手段,其中磷酸鐵鋰電池成為主要選擇。磷酸鐵鋰電池在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域具有許多優(yōu)勢(shì)，包括循環(huán)壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性和耐久性優(yōu)秀、能量密度高、安全性更高、更耐高溫等方面。首先，磷酸鐵鋰電池具有出色的循環(huán)壽命。經(jīng)過多次充放電循環(huán)后，磷酸鐵鋰電池仍能保持較高的容量和性能穩(wěn)定性，這對(duì)于長(zhǎng)期穩(wěn)定的儲(chǔ)能運(yùn)行至關(guān)重要。磷酸鐵鋰電池表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和耐久性。在充放電過程中，磷酸鐵鋰電池的內(nèi)阻變化較小，能夠保持較高的輸出電壓穩(wěn)定性，從而提供可靠的能量供應(yīng)。磷酸鐵鋰電池還具有較高的能量密度，即單位體積或質(zhì)量能夠存儲(chǔ)的能量較大。這使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在有限的空間內(nèi)能夠存儲(chǔ)更多的電能，提高了系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和整體性能。此外，磷酸鐵鋰電池在安全性方面更為可靠。相比于其他類型的電池，磷酸鐵鋰電池的熱失控風(fēng)險(xiǎn)較低。充電和放電過程中的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)較小,從而在對(duì)電池安全可靠性要求較高的電力行業(yè)中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

2.5 能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

光儲(chǔ)充能量管理系統(tǒng)(ESMS)是一種綜合管理系統(tǒng)，用于監(jiān)控和控制發(fā)電、充電、變流和儲(chǔ)能設(shè)備，以及相關(guān)的環(huán)境和告警傳感器。該系統(tǒng)利用智能化數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊，收集設(shè)備信息和傳感器狀態(tài)，并提供設(shè)備告警和通知功能，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過使用 WEB 瀏覽器，用戶可以方便地隨時(shí)隨地查看設(shè)備信息。能量管理系統(tǒng)是光儲(chǔ)一體化停車場(chǎng)的調(diào)度中心，利用 SCADA/EMSIDMS 技術(shù)進(jìn)行能量管理和網(wǎng)絡(luò)分析。該系統(tǒng)具備分散控制和集中管理的能力,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)以有效管理光伏出力、儲(chǔ)能裝置和充電樁。在光儲(chǔ)能量管理系統(tǒng)中，常用的三種控制模式是固定充放時(shí)段模式、計(jì)劃曲線模式和負(fù)荷跟蹤模式7。固定充放時(shí)段模式通常作為默認(rèn)模式和緊急備用模式，按照預(yù)定的時(shí)間段進(jìn)行充電和放電操作。計(jì)劃曲線模式需要與負(fù)荷預(yù)測(cè)功能協(xié)作，根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷需求制定充放電計(jì)劃。負(fù)荷跟蹤模式則根據(jù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)負(fù)荷曲線進(jìn)行調(diào)整，以滿足實(shí)時(shí)的能源需求。由此可見，光儲(chǔ)能量管理系統(tǒng)(ESMS)是一個(gè)集中監(jiān)控和管理系統(tǒng)，通過智能化數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊收集設(shè)備信息和傳感器狀態(tài)，提供設(shè)備告警和通知功能。能量管理系統(tǒng)利用 SCADA/EMS/DMS 技術(shù)進(jìn)行能量管理和網(wǎng)絡(luò)分析，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理，優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，管理光伏出力、儲(chǔ)能裝置和充電樁。

3 光伏停車場(chǎng)未來發(fā)展方向

未來，光伏停車場(chǎng)(包含機(jī)械式停車庫(kù)及停車樓)的發(fā)展方向可能包括以下幾個(gè)方面:

（1）提高光伏效率:隨著太陽能技術(shù)的進(jìn)步，光伏電池的效率將會(huì)提高。未來的光伏停車場(chǎng)可能會(huì)采用更高效的太陽能光伏電池板，以提供更多的電能。

（2）儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用:為了克服太陽能發(fā)電的間歇性特點(diǎn)，未來的光伏停車場(chǎng)可能會(huì)采用儲(chǔ)能技術(shù)，如大型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)或氫能儲(chǔ)存技術(shù)，以便在夜間或陰雨天等無太陽光照的情況下供電。

（3）智能管理和監(jiān)控系統(tǒng):光伏停車場(chǎng)未來的發(fā)展將注重智能管理和監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。這些系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽能發(fā)電量、電能使用情況和電池儲(chǔ)能狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)分析和智能控制算法優(yōu)化能源利用效率。

（4）與電動(dòng)汽車的結(jié)合:隨著電動(dòng)汽車的普及，光伏停車場(chǎng)可以與電動(dòng)汽車充電設(shè)施結(jié)合，為電動(dòng)汽車提供綠色能源充電服務(wù)。未來的光伏停車場(chǎng)可能會(huì)在停車位上安裝無線充電設(shè)備，使電動(dòng)汽車能夠無線充電，提高用戶的便利性和充電效率。

4、安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)介紹

4.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過監(jiān)測(cè)光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，逆變器監(jiān)測(cè)，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測(cè)，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量?jī)x表，通過網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。用戶可以通過PC訪問平臺(tái)，及時(shí)獲取分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

4.4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

4.4.1光伏發(fā)電

4.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。

●累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計(jì)社會(huì)效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

4.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)。

●統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

4.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數(shù)顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側(cè)電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

4.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

4.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.4.1.6配電圖

●實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。

●展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。

●展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●展示逆變器型號(hào)及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。

●平臺(tái)運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。

●報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級(jí)處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時(shí)間以及確認(rèn)狀態(tài)。

4.4.3運(yùn)行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過安裝在現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對(duì)于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺(tái)控制功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

4.5.1交流220V并網(wǎng)

交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機(jī)功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對(duì)于光伏電站的管理者來說，通過云平臺(tái)來管理此類光伏電站非常有必要

4.5.2交流380V并網(wǎng)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網(wǎng)，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點(diǎn)380V并網(wǎng)，以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準(zhǔn)。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前，應(yīng)明確計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計(jì)量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合DL/T448的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計(jì)量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計(jì)量電表用于計(jì)量光伏發(fā)電量，同時(shí)在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計(jì)量電表，用于計(jì)量企業(yè)上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補(bǔ)貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。

部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能，系統(tǒng)圖如下。

這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺(tái)采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

4.5.310kV或35kV并網(wǎng)

根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)通知》（國(guó)發(fā)新能〔2019〕49號(hào)），對(duì)于需要國(guó)家補(bǔ)貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，需要滿足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網(wǎng)運(yùn)行安全技術(shù)要求的前提下，通過內(nèi)部多點(diǎn)接入配電系統(tǒng)。

此類分布式光伏裝機(jī)容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機(jī)容量較大，可能對(duì)公共電網(wǎng)造成比較大的干擾，因此供電部門對(duì)于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。

光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

上圖為一個(gè)1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經(jīng)過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據(jù)情況可不設(shè)置)，最后經(jīng)過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網(wǎng)。由于光伏電站裝機(jī)容量比較大，涉及到的保護(hù)和測(cè)控設(shè)備比較多，主要如下表：

5 結(jié)束語

綜上所述，光伏-儲(chǔ)能一體化停車場(chǎng)的建設(shè)方案對(duì)于推動(dòng)相關(guān)事業(yè)的發(fā)展具有積極的意義。首先，它能夠提高城市能源利用效率，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。通過利用太陽能發(fā)電并儲(chǔ)存多余的電能，可以為停車場(chǎng)和交通樞紐設(shè)備提供可持續(xù)的能源供應(yīng)，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗。其次，這種方案也有助于減少環(huán)境污染和減排。電動(dòng)汽車作為清潔能源的代表，其充電過程中不會(huì)產(chǎn)生尾氣排放，可以有效降低城市空氣污染。此外，光伏-儲(chǔ)能一體化停車場(chǎng)的建設(shè)也符合可持續(xù)發(fā)展的理念，為城市未來的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，滿足電動(dòng)汽車充電需求和交通樞紐設(shè)備持續(xù)供電的理想選擇。其建設(shè)方案結(jié)合了光伏和儲(chǔ)能技術(shù)，通過太陽能發(fā)電并儲(chǔ)存多余的電能，以滿足停車場(chǎng)和交通樞紐設(shè)備的能源需求。這種方案的關(guān)鍵技術(shù)包括光伏電池板的布置和安裝、儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理、充電設(shè)備的配套建設(shè)等。通過推廣和應(yīng)用這一方案，可以提高城市能源利用效率，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。

參考文獻(xiàn):

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[2]陳義奇.光儲(chǔ)充一體化停車場(chǎng)的建設(shè)

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版