安(ān)科瑞(ruì) 陳聰

摘(zhāi)要(yào)：隨(suí)著能源互聯網(wǎng)建設的加快推(tuī)進，電(diàn)動汽(qì)車等(děng)移動式(shì)負(fù)荷(hé)的滲(shèn)透(tòu)率將逐(zhú)漸上(shàng)升，同(tóng)時(shí)快充電站(zhàn)也將趨(qū)於(yú)規(guī)模化(huà)運營。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結構(gòu)和(hé)多主體(tǐ)調控(kòng)方式(shì)大(dà)幅(fú)增加(jiā)了(liǎo)電網(wǎng)的控(kòng)製(zhì)難度(dù)和(hé)失穩風險。通(tōng)過(guò)調研國(guó)內外對(duì)快充電站(zhàn)並(bìng)網影響因素及涉網性(xìng)能的研究現(xiàn)狀(zhuàng)，重點(diǎn)分析(xī)規模化快(kuài)充(chōng)電(diàn)站(zhàn)運行對電(diàn)網3個主要方(fāng)麵(miàn)的挑戰(zhàn)；針對(duì)能源互聯網(wǎng)中“快充(chōng)電站(zhàn)+儲能(néng)+其他(tā)元素”的(dí)新(xīn)型快(kuài)充電站應用方(fāng)式，以(yǐ)充(chōng)儲/光儲充一體(tǐ)化電站為範例，分析(xī)該領域(yù)現有的(dí)研(yán)究(jiū)進(jìn)展和(hé)工程經(jīng)驗(yàn)，並對比分析充儲/光(guāng)儲(chǔ)充一體(tǐ)化電站與規(guī)模化(huà)含儲能(néng)快充(chōng)電站的(dí)異(yì)同；*後，從應用前(qián)景和關鍵(jiàn)技(jì)術兩個層麵出發(fā)，探(tàn)討(tǎo)含儲能快充電站(zhàn)未來(lái)的發展路徑。

關鍵詞：儲(chǔ)能(néng)；快充(chōng)電站；充儲一體(tǐ)化；電(diàn)動汽車；控(kòng)製技術

0前言(yán)

隨著城(chéng)市(shì)運(yùn)營車(chē)輛純電(diàn)動(dòng)化進程(chéng)的(dí)不斷推進(jìn)，中國電動(dòng)汽車產業正在飛速(sù)發展(zhǎn)。據統計，截至(zhì)2019年年底，全(quán)國新能源汽車保有量(liáng)已達(dá)381萬輛，占汽車總(zǒng)量的1.46%。與此同時，電(diàn)動汽車(chē)配套(tào)基礎設施(shī)的建(jiàn)設(shè)也在加速發展。為解(jiě)決電(diàn)動(dòng)汽(qì)車用(yòng)戶的裏程焦慮(lǜ)，提高(gāo)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力，快充電站的規(guī)模(mó)化發(fā)展(zhǎn)將(jiāng)成為(wéi)必然趨(qū)勢。

以(yǐ)充電功率大
，服(fú)務時間短(duǎn)的非車(chē)載(zǎi)直(zhí)流充電(diàn)技(jì)術(shù)為(wéi)基(jī)礎的快充(chōng)電站，在給電動汽車(chē)用戶帶(dài)來便(biàn)捷體驗(yàn)的同(tóng)時，也可(kě)能(néng)引發(fā)區(qū)域配電網容量不(bù)足(zú)
，電壓跌(diē)落(là)和頻(pín)率(shuài)降低等問(wèn)題(tí)。此外(wài)，快(kuài)充電(diàn)站啟停(tíng)瞬間功率的劇(jù)烈變化(huà)也(yě)給電網(wǎng)的(dí)實(shí)時(shí)平衡(héng)和穩定(dìng)控製(zhì)帶來巨大(dà)挑戰(zhàn)。在能源互聯網(wǎng)背景(jǐng)下(xià)，尋(xún)求快(kuài)充電(diàn)站的多(duō)元(yuán)化(huà)應用形(xíng)式(shì)，以保障規(guī)模(mó)化(huà)快充(chōng)電(diàn)站的友好接入(rù)，成(chéng)為(wéi)當前的研(yán)究熱(rè)點。儲(chǔ)能具有(yǒu)能量轉(zhuǎn)換存儲和功率(shuài)快(kuài)速(sù)控(kòng)製(zhì)的特性，在(zài)能源(yuán)互聯網領域(yù)發(fā)揮(huī)關(guān)鍵樞(shū)紐作用(yòng)。將儲(chǔ)能與(yǔ)快(kuài)充(chōng)電(diàn)站進(jìn)行(háng)有機融合，協調(tiáo)規模化(huà)快充(chōng)電站穩(wěn)定運(yùn)行，是推(tuī)進(jìn)智(zhì)慧(huì)車聯網(wǎng)服(fú)務體係建設
，實現能源(yuán)服務互(hù)動化和共享(xiǎng)化的重要手段。

充(chōng)儲(chǔ)/光儲(chǔ)充一體化電(diàn)站(zhàn)示範項(xiàng)目是對(duì)“快充電(diàn)站(zhàn)+儲(chǔ)能(néng)”應用(yòng)模式的(dí)積極探索，近年(nián)發展(zhǎn)速(sù)度(dù)迅猛(měng)。隨著(zhuó)快充電(diàn)站示範工(gōng)程(chéng)的廣泛開(kāi)展(zhǎn)，其(qí)規(guī)模化運營的(dí)並網影響，以及衍生的多類型應用方(fāng)式成為業界關注的焦(jiāo)點。本文(wén)旨(zhǐ)在從若幹角度(dù)出發(fā)，梳(shū)理國(guó)內(nèi)外對快(kuài)充(chōng)電站涉(shè)網性(xìng)能
，影響因(yīn)素及其多(duō)類(lèi)型應用方(fāng)式下控製(zhì)策略的研究(jiū)，探討(tǎo)推(tuī)動(dòng)含儲(chǔ)能快充電站發展(zhǎn)的(dí)關鍵技(jì)術，以促進(jìn)含儲(chǔ)能快充(chōng)電站的規模(mó)化應用。

1快(kuài)充(chōng)電站對電(diàn)網的影(yǐng)響(xiǎng)因素

大量(liáng)電(diàn)動汽(qì)車等移動式電力負荷的接入(rù)，將改變原(yuán)有(yǒu)的(dí)電網形態，使之(zhī)形(xíng)成隨(suí)機
，不(bù)確定(dìng)的(dí)網(wǎng)絡，用戶的無序充電行為(wéi)又(yòu)導致負荷峰穀差(chà)進一步(bù)擴(kuò)大(dà)，使(shǐ)得(dé)配電變(biàn)壓器(qì)過(guò)載風險(xiǎn)加(jiā)大(dà)。隨著電(diàn)動(dòng)車(chē)輛滲(shèn)透率的逐步(bù)攀升(shēng)，電網損(sǔn)耗(hào)和(hé)電壓(yā)偏差(chà)將顯著增大，區域配電網(wǎng)的(dí)調峰容(róng)量(liáng)不(bù)足(zú)問題(tí)凸顯。

與此同(tóng)時，采用高倍率(shuài)
，大電流的(dí)直流快充方式(shì)是快充電(diàn)站區別(bié)於常規充(chōng)電站對(duì)配(pèi)電網(wǎng)產生巨大(dà)影(yǐng)響(xiǎng)的另(lìng)一個因(yīn)素(sù)。圖1對比了(liǎo)不(bù)同類型(xíng)充電站中電動(dòng)汽車(chē)的(dí)接(jiē)入(rù)方式。常規充電站中，電動(dòng)汽車的車載(zǎi)充電(diàn)機與(yǔ)交流充電樁連(lián)接，並以(yǐ)10~15A的小電流慢(màn)充方(fāng)式對(duì)動(dòng)力電池(chí)進行(háng)充電(diàn)，全(quán)過(guò)程需(xū)5~8h。快充電(diàn)站中，電動(dòng)汽(qì)車(chē)的動力電(diàn)池直(zhí)接連(lián)接(jiē)至直流充(chōng)電機，並以(yǐ)150~400A的大電流方(fāng)式進行(háng)充電，用時20min~2h即(jí)可(kě)完成(chéng)70%~80%。

圖1不(bù)同充(chōng)電方(fāng)式(shì)下電動汽(qì)車接入電網(wǎng)示意

表1對比了2種充(chōng)電方(fāng)式的關(guān)鍵參數(shù)，可(kě)以看出(chū)，由於(yú)常(cháng)規(guī)充電和(hé)快(kuài)速(sù)充電在充(chōng)電電壓(yā)
，電流(liú)和時(shí)間上的巨(jù)大差異，使得(dé)快(kuài)充負荷對(duì)電網(wǎng)的穩定(dìng)性(xìng)影響更為(wéi)明顯。對於(yú)網架(jià)結構薄弱的地(dì)方配電網，快(kuài)充負荷的接入(rù)將(jiāng)會(huì)使並(bìng)網母(mǔ)綫的(dí)電壓(yā)靜態穩定裕度大幅降低(dī)。同時，充電啟停階段的瞬時(shí)衝擊也(yě)會引(yǐn)起(qǐ)電網(wǎng)頻率(shuài)波動(dòng)超(chāo)標(biāo)的問(wèn)題。

除此之外，充電機等(děng)電力(lì)電(diàn)子(zǐ)設備由於整流(liú)方(fāng)式不(bù)同(tóng)，產生的直(zhí)流側(cè)電壓紋波(bō)和注入電網(wǎng)側(cè)的諧波電(diàn)流存(cún)在較大差(chà)異，對電網的電(diàn)能質量具(jù)有(yǒu)一定(dìng)影(yǐng)響(xiǎng)。表2對比了當前市場(cháng)3種(zhǒng)主(zhǔ)流充電(diàn)機的基(jī)本組(zǔ)成(chéng)和(hé)各(gè)自(zì)特(tè)點(diǎn)。

由表2可(kě)知，3種(zhǒng)充(chōng)電機(jī)均(jūn)會(huì)向電(diàn)網注(zhù)入諧波電(diàn)流，從(cóng)而(ér)不同程(chéng)度(dù)地降低(dī)電能(néng)質(zhì)量，但由於(yú)整(zhěng)流(liú)電(diàn)路電(diàn)子元件的諧(xié)波(bō)抑(yì)製效果不同，致使網側電流總(zǒng)畸變率和市場(cháng)化應用差(chà)異(yì)顯著(zhù)。PWM整流(liú)充(chōng)電機雖然具(jù)備(bèi)性(xìng)能(néng)優(yōu)勢，但由於(yú)控(kòng)製電路復(fù)雜，成本(běn)高昂，工程(chéng)化推(tuī)廣應(yīng)用(yòng)受到(dào)阻礙；工(gōng)頻不可(kě)控整流充(chōng)電機(jī)具有直流側(cè)電壓紋波(bō)小的(dí)特點(diǎn)，但在(zài)設備(bèi)體積
，網側(cè)電流(liú)諧波(bō)和變換效(xiào)率等(děng)方(fāng)麵均(jūn)居於劣勢(shì)，在公(gōng)用電(diàn)網(wǎng)中(zhōng)投(tóu)運放緩；相(xiāng)比(bǐ)之下，高(gāo)頻不可(kě)控(kòng)整(zhěng)流充電機(jī)盡管(guǎn)諧波(bō)電流較(jiào)大(dà)，然而(ér)由於(yú)成本(běn)優勢，在(zài)占有(yǒu)率方麵仍占據地位(wèi)，成(chéng)為目(mù)前(qián)快充(chōng)電站(zhàn)直流(liú)充電機(jī)類(lèi)型(xíng)。

綜上所(suǒ)述(shù)，相較(jiào)於(yú)常(cháng)規(guī)充電(diàn)站(zhàn)，快充(chōng)電(diàn)站中(zhōng)直流負荷的(dí)充(chōng)電行(háng)為
，充(chōng)電(diàn)方(fāng)式和充(chōng)電(diàn)機(jī)類(lèi)型(xíng)發生了(liǎo)根本(běn)性(xìng)變化(huà)，功(gōng)率(shuài)需求大
，隨(suí)機(jī)性(xìng)強
，諧(xié)波含量高(gāo)的快(kuài)充(chōng)負荷(hé)對電(diàn)網容量(liáng)
，穩定裕(yù)度(dù)以及(jí)電能(néng)質量提(tí)出(chū)更大挑(tiāo)戰(zhàn)，成(chéng)為當前(qián)快充(chōng)電(diàn)站對電網(wǎng)產生重大影響(xiǎng)的主(zhǔ)要因素(sù)。

現階段(duàn)，受(shòu)限(xiàn)於技術成(chéng)熟度和電網容量(liáng)規(guī)劃(huá)，快(kuài)充電(diàn)站(zhàn)的建(jiàn)設應(yīng)用(yòng)仍(réng)處於(yú)單站試(shì)驗(yàn)階段(duàn)。

但隨著(zhuó)技(jì)術的逐(zhú)漸(jiàn)成(chéng)熟和能(néng)源(yuán)互聯網(wǎng)建設的持續推進(jìn)，快充電站(zhàn)的(dí)規(guī)模化應(yīng)用投(tóu)產將(jiāng)成為必然(rán)趨勢，屆時快充電(diàn)站(zhàn)的並(bìng)網影(yǐng)響(xiǎng)將被放(fàng)大，鑒(jiàn)於(yú)此，規模化快充(chōng)電站的涉網(wǎng)性能成為學者們熱(rè)議的話(huà)題。

表(biǎo)1常(cháng)規充(chōng)電與(yǔ)快速充電的(dí)主要參數對(duì)比(bǐ)

表2主流充(chōng)電機的基本組(zǔ)成及其特(tè)點(diǎn)

2規(guī)模化(huà)快充電(diàn)站(zhàn)的涉(shè)網性能

目前，國內外(wài)對規(guī)模(mó)化(huà)快(kuài)充(chōng)電(diàn)站(zhàn)涉網性(xìng)能的(dí)研(yán)究(jiū)主要聚(jù)焦於以(yǐ)下幾個(gè)層(céng)麵(miàn)。

2.1電網容量(liáng)

現(xiàn)有(yǒu)城(chéng)市配電網(wǎng)在規劃建設時期(qī)並(bìng)未充分考慮(lǜ)到(dào)快充(chōng)電(diàn)站(zhàn)的應用(yòng)，規(guī)模化快充(chōng)電站的(dí)建設運(yùn)營(yíng)給電(diàn)網(wǎng)帶來(lái)新一輪(lún)負荷(hé)增長(cháng)，使其容(róng)量(liáng)不足問題(tí)更為突(tū)出，加劇了電網升級擴建壓(yā)力。研究(jiū)表(biǎo)明，大量電動汽車(chē)充電(diàn)使(shǐ)電網的負荷(hé)峰值迅速攀升。預計2030年，美國13個(gè)供電(diàn)區域中將有10個(gè)區域須新增(zēng)裝(zhuāng)機以(yǐ)滿足電(diàn)動(dòng)汽(qì)車快(kuài)充(chōng)服(fú)務(wù)的(dí)電(diàn)能(néng)需求。

2.2電能(néng)質量

規模(mó)化快充電站並網與電(diàn)壓(yā)偏(piān)差
，電壓(yā)波(bō)動和諧波汙(wū)染等(děng)電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)問(wèn)題的關聯度受到國(guó)內外(wài)學者(zhě)的(dí)密(mì)切(qiē)關(guān)注(zhù)。文(wén)獻指出，在電(diàn)網(wǎng)結構薄弱(ruò)的居民配電(diàn)區(qū)域(yù)，由於(yú)電網容量(liáng)有(yǒu)限，當充電(diàn)負荷達到(dào)一定(dìng)量(liáng)值時，電(diàn)纜綫路重(zhòng)過(guò)載
，節點(diǎn)電壓跌落等(děng)問題(tí)將(jiāng)集(jí)中(zhōng)爆發。此外(wài)，歸因於整流電(diàn)路(lù)開關元件(jiàn)的(dí)非(fēi)綫性特(tè)性，充(chōng)電機成為電(diàn)網的(dí)諧波源之(zhī)一(yī)。文獻剖(pōu)析(xī)充電(diàn)機拓撲結構，證明了(liǎo)充(chōng)電(diàn)機模(mó)型(xíng)和(hé)數量(liáng)與諧波(bō)電流含(hán)量的(dí)關係。研(yán)究(jiū)表明(míng)，6脈衝和(hé)12脈(mài)衝的充(chōng)電機結構均(jūn)會(huì)導致(zhì)高(gāo)次(cì)諧波，且(qiě)在功(gōng)率(shuài)*大時(shí)刻，諧波電(diàn)流含(hán)量達到(dào)*峰(fēng)。同時(shí)，充電(diàn)機(jī)數量(liáng)也(yě)與(yǔ)諧(xié)波含量呈現正相關的關(guān)係(xì)。上述文獻針對抑製諧波電(diàn)流的(dí)建(jiàn)議(yì)除(chú)了(liǎo)改進(jìn)充電機結(jié)構(gòu)之外(wài)，未提(tí)出其他(tā)有效(xiào)的(dí)治(zhì)理手段。但改進(jìn)充(chōng)電(diàn)機往(wǎng)往伴隨著更大的(dí)資本投入，在當前(qián)的市場推(tuī)廣中價值(zhí)較(jiào)低(dī)。

2.3運行(háng)穩(wěn)定性(xìng)

低(dī)慣量
，弱支(zhī)撐的(dí)新(xīn)能(néng)源機(jī)組(zǔ)高比例(lì)滲透和傳(chuán)統發電機(jī)組(zǔ)的占比減少(shǎo)，使得電(diàn)力係統轉動(dòng)慣量(liáng)大幅(fú)降低，電網麵臨(lín)電壓(yā)
，頻率等(děng)關(guān)鍵運(yùn)行指(zhǐ)標調節(jié)能力(lì)不足的困境。為避(bì)免大規模快充負(fù)荷(hé)引發(fā)電(diàn)壓(yā)或(huò)功角(jiǎo)連(lián)環(huán)失(shī)穩事故，深入(rù)研究規模化快充(chōng)電站(zhàn)並網對電力係統(tǒng)運行穩(wěn)定(dìng)性(xìng)的影響(xiǎng)，從(cóng)而對(duì)潛(qián)在風險(xiǎn)進(jìn)行(háng)合(hé)理(lǐ)預判和(hé)有(yǒu)效(xiào)評估(gū)顯得尤(yóu)為必要(yào)。文獻(xiàn)針(zhēn)對電壓(yā)穩(wěn)定薄(báo)弱區域，建(jiàn)立(lì)一(yī)種考慮(lǜ)電動(dòng)汽(qì)車負(fù)荷特性和(hé)波動(dòng)極限(xiàn)的靜態(tài)電壓(yā)穩(wěn)定裕(yù)度的計(jì)算方法和評(píng)估方案(àn)。

3快(kuài)充電(diàn)站(zhàn)多類型(xíng)應用模式研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段(duàn)對快(kuài)充(chōng)電(diàn)站(zhàn)多類型應用方式的(dí)探(tàn)索主要(yào)以充(chōng)儲/光(guāng)儲(chǔ)充一體化(huà)電(diàn)站(zhàn)為例(lì)。雖然(rán)現(xiàn)有落地示範工(gōng)程多為單個(gè)快(kuài)充電(diàn)站項(xiàng)目，但其運行方式(shì)
，控製策略(lüè)等對規模化含儲(chǔ)能快(kuài)充(chōng)電站(zhàn)的研究和建(jiàn)設(shè)具有較高的借鑒價值。

3.1運(yùn)行方(fāng)式

充(chōng)儲/光儲充一體化(huà)電站實現(xiàn)了多電(diàn)源供(gōng)電方式，可在並網(wǎng)與(yǔ)離網運行之間靈活切(qiē)換(huàn)。圖(tú)2為(wéi)光儲(chǔ)充(chōng)一(yī)體化電(diàn)站的(dí)拓(tuò)撲結(jié)構(gòu)。由圖2可知(zhī)，在(zài)並網(wǎng)模(mó)式下，光儲充電站由外部配電網和站內(nèi)光伏電(diàn)源共同供電，儲能(néng)係統跟蹤光伏出力(lì)以(yǐ)平(píng)抑功(gōng)率波(bō)動，促(cù)進站(zhàn)內光(guāng)伏(fú)電量(liáng)消(xiāo)納(nà)；離網(wǎng)運行時，儲能係統(tǒng)作為主要(yào)電源(yuán)，在(zài)能(néng)量管理係統的調節和控製下，建立統(tǒng)一(yī)的(dí)電壓(yā)和頻率參考值(zhí)，以保障(zhàng)充電站的(dí)可靠(kào)供(gōng)電(diàn)和(hé)光伏(fú)電(diàn)源的高(gāo)效利用(yòng)；除(chú)此(cǐ)之外，光(guāng)儲(chǔ)充一體(tǐ)化電(diàn)站(zhàn)還(huán)可實現分(fēn)時段(duàn)並(bìng)/離網切換(huàn)運(yùn)行。光儲充電站(zhàn)根據電價水平決策(cè)並/離網(wǎng)定(dìng)時(shí)切(qiē)換動作，在高電價(jià)時段(duàn)離(lí)網，低電價(jià)時段並網，以降低(dī)整體購(gòu)電成(chéng)本。當(dāng)係統(tǒng)由離網切換(huàn)至並網(wǎng)運(yùn)行時，站(zhàn)內能(néng)量管(guǎn)理係(xì)統通(tōng)過跟蹤離(lí)網(wǎng)電(diàn)壓和(hé)頻(pín)率，帶(dài)動係統並入(rù)主(zhǔ)網，從(cóng)而(ér)實現並/離(lí)網的柔(róu)性(xìng)切(qiē)換(huàn)。

圖(tú)2光儲充(chōng)一體化(huà)電站(zhàn)拓撲結構

3.2控(kòng)製策(cè)略

充(chōng)儲/光儲充一體(tǐ)化電站(zhàn)利用能量管(guǎn)理係(xì)統跟蹤電站運行功(gōng)率(shuài)，通(tōng)過控(kòng)製策(cè)略實(shí)時(shí)優(yōu)化(huà)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)出力，從而(ér)達到削峰填穀
，平(píng)滑波動的功能(néng)定位。針對(duì)規(guī)模化快(kuài)充電站(zhàn)並網中存(cún)在(zài)的諸(zhū)多問題，充(chōng)儲/光(guāng)儲(chǔ)充(chōng)一體(tǐ)化(huà)電站亦有相應控製策(cè)略研究。

在(zài)電(diàn)網容量方(fāng)麵，文(wén)獻考(kǎo)慮重負荷水平下電(diàn)網(wǎng)容量不足(zú)的(dí)問題，依托充儲電站與(yǔ)配電(diàn)網(wǎng)的功(gōng)率交(jiāo)換能力，提出(chū)一種麵(miàn)向削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ)服務(wù)的(dí)儲能(néng)係統(tǒng)充放電控(kòng)製策略，但忽(hū)略了配電網(wǎng)中(zhōng)充儲(chǔ)電(diàn)站(zhàn)分(fēn)散布(bù)局(jú)的(dí)問(wèn)題，缺乏多點(diǎn)充儲電站之間(jiān)的(dí)能量互(hù)動(dòng)和協(xié)調(tiáo)控製(zhì)能(néng)力。

在(zài)電能質(zhì)量(liáng)方(fāng)麵(miàn)，文獻分別(bié)從(cóng)電動汽車(chē)快速充電時網(wǎng)側(cè)諧波電流含(hán)量
，總(zǒng)畸(jī)變率以(yǐ)及(jí)電壓(yā)跌落幅度等多維(wéi)度展開(kāi)研究，並(bìng)提出(chū)一(yī)種(zhǒng)有(yǒu)效抑製(zhì)諧波
，補償無(wú)功電壓
，平(píng)抑功(gōng)率波動(dòng)的儲(chǔ)能係統控(kòng)製策(cè)略(lüè)。然而上述文獻(xiàn)中(zhōng)儲能(néng)選(xuǎn)型(xíng)為(wéi)飛輪(lún)儲能，但飛(fēi)輪(lún)儲(chǔ)能(néng)製造成(chéng)本(běn)高昂(áng)，難以在短(duǎn)時(shí)期內實現(xiàn)規(guī)模(mó)化應(yīng)用(yòng)。

在(zài)電力(lì)係(xì)統穩(wěn)定運(yùn)行(háng)方(fāng)麵(miàn)，文(wén)獻提出(chū)了基(jī)於混合(hé)儲(chǔ)能(néng)的電動汽車充(chōng)電站(zhàn)直流(liú)微(wēi)網(wǎng)協調控製技(jì)術(shù)。該(gāi)文(wén)將快充(chōng)負荷和光伏(fú)電源(yuán)引(yǐn)起(qǐ)的功率波動(dòng)分(fēn)解為高頻分(fēn)量與中(zhōng)低(dī)頻分(fēn)量，並分(fēn)別(bié)利(lì)用飛輪儲(chǔ)能和電池儲能進行補償，以(yǐ)達(dá)到平抑直(zhí)流母綫(xiàn)電壓波(bō)動
，提高電壓(yā)穩定裕度的目(mù)的。但上述研究僅麵向(xiàng)光儲(chǔ)充(chōng)直流(liú)微(wēi)網(wǎng)係統(tǒng)，而未(wèi)考慮在並網狀態(tài)下(xià)與配(pèi)電(diàn)網的(dí)互動能力。

4含(hán)儲能快充電(diàn)站(zhàn)應用前景及關鍵技術(shù)展(zhǎn)望(wàng)

4.1應用(yòng)前景展(zhǎn)望(wàng)

含儲能快充電(diàn)站(zhàn)是(shì)能(néng)源(yuán)互聯(lián)網(wǎng)時代(dài)新(xīn)型基(jī)礎設(shè)施建(jiàn)設的(dí)發展(zhǎn)產物(wù)，其應(yīng)用模(mó)式(shì)為“儲能+快充電站(zhàn)+其他(tā)元素”。隨(suí)著(zhuó)5G通信技術的(dí)進步，信(xìn)息物理係統(tǒng)的建(jiàn)設將更加(jiā)*，數據共享
，資(zī)源共享和市場(cháng)多邊(biān)交(jiāo)易也更加(jiā)廣(guǎng)泛。在城市電網中，構建含儲能快充電站與(yǔ)數據站(zhàn)聯(lián)合運營係統，通(tōng)過聚(jù)合分(fēn)布式儲能(néng)容(róng)量(liáng)向數(shù)據(jù)站供(gōng)電(diàn)；同(tóng)時，分布式儲(chǔ)能的(dí)海(hǎi)量(liáng)數(shù)據信(xìn)息(xī)也可通過數據(jù)實現全網(wǎng)共(gòng)享(xiǎng)，從(cóng)而(ér)形(xíng)成可(kě)調(tiáo)度(dù)
，可(kě)交易的虛擬儲(chǔ)能資源。針對廣域布局的(dí)含儲能(néng)快(kuài)充電(diàn)站，采用(yòng)單點自治(zhì)控製(zhì)與(yǔ)廣域協調(tiáo)調(tiáo)度結合(hé)的調控策略，增強電力(lì)係(xì)統的靈活(huó)可控性和抵御擾(rǎo)動(dòng)風(fēng)險的能(néng)力。此外，將能源流和信息流(liú)融(róng)合，通(tōng)過(guò)共(gòng)享經(jīng)濟(jì)實(shí)現配電容量
，快(kuài)充服務(wù)
，儲能資源(yuán)和(hé)電(diàn)力大(dà)數據的(dí)高效率(shuài)
，高質(zhì)量(liáng)利(lì)用(yòng)，使之貫(guàn)穿(chuān)電網-交通(tōng)-儲能-數據等(děng)整(zhěng)條價值鏈(liàn)，延伸(shēn)電(diàn)力(lì)電(diàn)量供(gōng)給服務(wù)價值，從而(ér)激發(fā)規(guī)模化含儲能快充電站潛(qián)在(zài)的經(jīng)濟(jì)價值與社會價(jià)值。

此外，就快(kuài)充電站(zhàn)而言，隨著無綫(xiàn)充電技(jì)術的日益(yì)成熟(shú)，快充(chōng)電站的(dí)充(chōng)電(diàn)方式(shì)將更(gēng)加(jiā)多(duō)元。電動汽車占(zhān)比的上升(shēng)以及(jí)用戶(hù)對便(biàn)捷(jié)體(tǐ)驗要(yào)求的提高，將激發(fā)以無(wú)綫(xiàn)充電和有綫充電為基(jī)礎(chǔ)的混合新型快充電(diàn)站誕(dàn)生(shēng)。電動汽車既可以通過(guò)無綫充電位(wèi)或無綫充(chōng)電軌(guǐ)道(dào)完(wán)成(chéng)充電(diàn)過程(chéng)，又可以通(tōng)過直(zhí)流(liú)充電(diàn)機(jī)進行有(yǒu)綫(xiàn)快速充電。

雖然(rán)大(dà)量研究表明(míng)，儲能以其能(néng)量(liáng)快(kuài)速吞(tūn)吐(tǔ)
，功率靈(líng)活控(kòng)製的特(tè)性使得快(kuài)充電(diàn)站(zhàn)對外(wài)呈現“柔性(xìng)負荷”的(dí)特(tè)性(xìng)，但(dàn)由(yóu)於(yú)相(xiāng)關(guān)技術成熟(shú)度(dù)不高(gāo)，工程應(yīng)用經驗不(bù)夠(gòu)豐富(fù)，當前規(guī)模化含儲能快(kuài)充(chōng)電(diàn)站仍處於研究(jiū)階段。與(yǔ)此(cǐ)同時，能(néng)源互聯網(wǎng)中含(hán)儲(chǔ)能(néng)快(kuài)充電站(zhàn)的(dí)商業模(mó)式(shì)和運營方式(shì)尚不(bù)明(míng)確，對(duì)含(hán)儲能(néng)快(kuài)充(chōng)電(diàn)站與區(qū)域(yù)配(pèi)電(diàn)網之(zhī)間的(dí)典(diǎn)型互(hù)動模式(shì)還有待(dài)深(shēn)入研(yán)究。

4.2關鍵(jiàn)技(jì)術展(zhǎn)望

當前對快(kuài)充電(diàn)站多類(lèi)型(xíng)應用係統的建模(mó)僅(jǐn)有(yǒu)以(yǐ)光儲充/充(chōng)儲(chǔ)一體化(huà)電(diàn)站為範例(lì)的單一電(diàn)站(zhàn)模型，而(ér)規模(mó)化含(hán)儲(chǔ)能(néng)快(kuài)充(chōng)電站涉及多(duō)個電站單元的集成，加(jiā)之(zhī)未(wèi)來(lái)快充(chōng)電(diàn)站中無(wú)綫(xiàn)充電(diàn)和有綫充電(diàn)方(fāng)式(shì)的混合(hé)使用(yòng)，使含(hán)儲能快(kuài)充(chōng)電站的結(jié)構(gòu)更加龐大且復雜，多(duō)個單元之(zhī)間的調(tiáo)度(dù)控製難(nán)度(dù)大(dà)幅(fú)上升(shēng)，對儲能(néng)出力精(jīng)度(dù)和通信網(wǎng)絡(luò)速度的要求(qiú)更(gēng)加嚴(yán)格。顯然(rán)，現有(yǒu)的(dí)充儲(chǔ)/光儲充一(yī)體(tǐ)化電站(zhàn)模型(xíng)和(hé)基(jī)於(yú)生產自(zì)動(dòng)化係(xì)統(tǒng)的信(xìn)息網絡(luò)架構，難(nán)以滿(mǎn)足能(néng)源(yuán)互聯(lián)網(wǎng)背景下(xià)的規模化含儲能快充電(diàn)站(zhàn)的(dí)應(yīng)用(yòng)要求(qiú)。如何描述(shù)含(hán)儲(chǔ)能(néng)快充電站(zhàn)的(dí)復雜網絡(luò)結構(gòu)並建(jiàn)立(lì)相(xiāng)應(yīng)的仿真(zhēn)模(mó)型，如何(hé)實現(xiàn)多點含儲能(néng)快(kuài)充電站中儲(chǔ)能(néng)單元之間(jiān)，以及(jí)儲能與(yǔ)上(shàng)級網(wǎng)絡之(zhī)間的快(kuài)速通信和控製(zhì)成為(wéi)研究的(dí)重要命題(tí)。

5安(ān)科(kē)瑞充電(diàn)樁(zhuāng)收費(fèi)運營(yíng)雲平台(tái)係統(tǒng)選型(xíng)方(fāng)案(àn)

5.1概述

AcrelCloud-9000安(ān)科(kē)瑞(ruì)充電(diàn)柱收費(fèi)運營雲平台係(xì)統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入(rù)係統的(dí)電動(dòng)電(diàn)動自行車(chē)充電站(zhàn)以及各個充(chōng)電(diàn)整法行不(bù)間(jiān)斷地(dì)數(shù)據(jù)采(cǎi)集和監控，實(shí)時監(jiān)控充電樁(zhuāng)運(yùn)行狀(zhuàng)態，進(jìn)行充(chōng)電(diàn)服(fú)務(wù)
，支付管理(lǐ)，交易(yì)結算，資要(yào)管理(lǐ)
，電(diàn)能管理，明(míng)細查詢(xún)等(děng)。同(tóng)時對充電機(jī)過溫保(bǎo)護
，漏電(diàn)
，充電機(jī)輸入/輸(shū)出(chū)過壓(yā)，欠壓(yā)，絕(jué)緣(yuán)低各(gè)類故障進(jìn)行(háng)預警；充電樁(zhuāng)支持以(yǐ)太網
，4G或(huò)WIFI等方(fāng)式接(jiē)入(rù)互聯網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信
，支付(fù)寶，雲閃付(fù)掃碼(mǎ)充電。

5.2應用場所

適用(yòng)於(yú)民用(yòng)建築
，一(yī)般(bān)工業建築(zhù)
，居住小區(qū)
，實業單位
，商(shāng)業綜合體(tǐ)
，學校
，園區(qū)等(děng)充電樁模式(shì)的充電(diàn)基礎設(shè)施設計。

5.3係統結(jié)構(gòu)

係統(tǒng)分為(wéi)四層(céng)：

1）即(jí)數據(jù)采(cǎi)集層(céng)
，網絡(luò)傳(chuán)輸層
，數據和客(kè)戶(hù)端層。

2）數據(jù)采(cǎi)集層：包(bāo)括(kuò)電瓶車智(zhì)能充(chōng)電樁(zhuāng)通訊協(xié)議為標準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智(zhì)能充(chōng)電樁用(yòng)於(yú)采(cǎi)集(jí)充(chōng)電回路(lù)的(dí)電力(lì)參(cān)數，並進行(háng)電(diàn)能計(jì)量和(hé)保(bǎo)護。

3）網絡(luò)傳輸(shū)層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數據(jù)上(shàng)傳(chuán)至(zhì)搭(dā)建好(hǎo)的(dí)數據(jù)庫服(fú)務器。

4）數據(jù)層(céng)：包(bāo)含應(yīng)用服(fú)務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服(fú)務器部(bù)署(shǔ)數據采(cǎi)集服務(wù)
，WEB網(wǎng)站(zhàn)，數(shù)據服務(wù)器(qì)部(bù)署實時(shí)數(shù)據(jù)庫
，歷史數據(jù)庫
，基礎(chǔ)數(shù)據庫(kù)。

5）應(yīng)客(kè)戶端層：係統管(guǎn)理(lǐ)員可在瀏覽器中訪問電(diàn)瓶車充電(diàn)樁收(shōu)費平(píng)台。終(zhōng)端充電用(yòng)戶通過刷卡掃(sǎo)碼的方式啟動(dòng)充(chōng)電。

小區(qū)充(chōng)電平台功(gōng)能(néng)主要(yào)涵(hán)蓋充電(diàn)設施智能化大(dà)屏(píng)
，實時(shí)監(jiān)控
，交易(yì)管(guǎn)理
，故(gù)障管理
，統計分(fēn)析
，基(jī)礎數(shù)據管理(lǐ)等(děng)功(gōng)能(néng)，同時為(wéi)運維(wéi)人員提(tí)供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電(diàn)小程序(xù)。

5.4安科瑞充電樁雲(yún)平台(tái)係統功(gōng)能(néng)

5.4.1智(zhì)能(néng)化大屏

智能化大(dà)屏展(zhǎn)示站(zhàn)點(diǎn)分(fēn)布情(qíng)況(kuàng)，對(duì)設備狀(zhuàng)態
，設備使用率(shuài)
，充(chōng)電(diàn)次數(shù)
，充電時(shí)長
，充電(diàn)金額(é)
，充電(diàn)度數
，充(chōng)電樁故障等進行(háng)統計顯示(shì)，同(tóng)時(shí)可查看每個站點的(dí)站點信(xìn)息(xī)
，充電樁(zhuāng)列表
，充(chōng)電記錄
，收益(yì)
，能(néng)耗
，故(gù)障記錄等。統(tǒng)一(yī)管(guǎn)理小區充電(diàn)樁(zhuāng)，查看設備使(shǐ)用率，合理(lǐ)分配資源。

5.4.2實(shí)時監控(kòng)

實時監視充電設施(shī)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)況(kuàng)，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括(kuò)充電(diàn)樁(zhuāng)運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)
，回路狀(zhuàng)態
，充電(diàn)過程中的充(chōng)電(diàn)電量
，充(chōng)電電壓(yā)電(diàn)流(liú)，充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)告警信(xìn)息(xī)等。

5.4.3交易管(guǎn)理(lǐ)

平台管(guǎn)理人(rén)員可管理(lǐ)充電(diàn)用戶賬(zhàng)戶(hù)，對(duì)其進行賬(zhàng)戶(hù)進(jìn)行充(chōng)值(zhí)
，退(tuì)款(kuǎn)
，凍(dòng)結(jié)
，注銷等操作(zuò)，可查看(kàn)小(xiǎo)區(qū)用(yòng)戶每日的(dí)充(chōng)電交(jiāo)易(yì)詳(xiáng)細信息(xī)。

5.4.4故(gù)障管(guǎn)理(lǐ)

設備自(zì)動上報(bào)故(gù)障信(xìn)息，平(píng)台(tái)管(guǎn)理人員可通過(guò)平台(tái)查看故(gù)障信(xìn)息(xī)並進(jìn)行派(pài)發處(chǔ)理，同時(shí)運維(wéi)人員可(kě)通(tōng)過運維APP收(shōu)取(qǔ)故障推送，運(yùn)維(wéi)人(rén)員在運維(wéi)工作完(wán)成(chéng)後將(jiāng)結果上報(bào)。充電用(yòng)戶(hù)也(yě)可通(tōng)過(guò)充電(diàn)小程(chéng)序反饋(kuì)現(xiàn)場問題(tí)。

5.4.5統(tǒng)計分(fēn)析

通過係統平台(tái)，從充(chōng)電(diàn)站點
，充電(diàn)設(shè)施
，
，充電(diàn)時(shí)間
，充電(diàn)方(fāng)式(shì)等不同(tóng)角(jiǎo)度，查詢充電交易統(tǒng)計信息
，能耗(hào)統計(jì)信息(xī)等。

5.4.6基礎數據(jù)管理(lǐ)

在係統平(píng)台(tái)建立(lì)運營(yíng)商(shāng)戶，運營(yíng)商(shāng)可建立和管(guǎn)理其運營(yíng)所需站點和充電(diàn)設施(shī)，維護(hù)充電(diàn)設(shè)施(shī)信息(xī)
，價(jià)格策(cè)略
，折扣(kòu)
，優(yōu)惠(huì)活(huó)動，同(tóng)時可管理在綫卡(qiǎ)用戶充(chōng)值
，凍(dòng)結和解(jiě)綁。

5.4.7運維APP

麵向運維(wéi)人員使(shǐ)用(yòng)，可以(yǐ)對(duì)站點和(hé)充(chōng)電(diàn)樁進行管理(lǐ)
，能(néng)夠進行故障閉(bì)環處(chǔ)理
，查(chá)詢(xún)流量(liáng)卡使(shǐ)用(yòng)情(qíng)況(kuàng)
，查詢(xún)充(chōng)電(diàn)\充值情況，進行遠(yuǎn)程參(cān)數設(shè)置，同時可接(jiē)收(shōu)故(gù)障推(tuī)送

5.4.8充電(diàn)小(xiǎo)程序(xù)

麵向(xiàng)充電(diàn)用戶使(shǐ)用，可(kě)查看附近空閒(xián)設備，主(zhǔ)要包含掃(sǎo)碼充(chōng)電
，賬戶(hù)充(chōng)值(zhí)，充電卡綁(bǎng)定
，交易(yì)查詢
，故障申(shēn)訴等功能(néng)。

5.5係(xì)統(tǒng)硬(yìng)件配置

6結束(shù)語

隨(suí)著高比(bǐ)例電力(lì)電子(zǐ)設備(bèi)
，新(xīn)能源發(fā)電和電動(dòng)汽(qì)車(chē)的(dí)大量接入，電(diàn)網(wǎng)形態(tài)逐漸(jiàn)向(xiàng)復雜(zá)化
，隨機化(huà)演(yǎn)變。快(kuài)充電站作(zuò)為能源(yuán)互(hù)聯網(wǎng)的(dí)重(zhòng)要構成(chéng)，其規模(mó)化運(yùn)行(háng)將(jiāng)增加電(diàn)網的(dí)控製難度(dù)和(hé)失(shī)穩風(fēng)險。因此，尋(xún)求快(kuài)充電站的(dí)多元化應(yīng)用(yòng)方式，使之形(xíng)成(chéng)可控製
，可調度的“柔(róu)性負荷(hé)”具有重要意義。

本文首先從(cóng)快充(chōng)電(diàn)站(zhàn)並網的(dí)影響(xiǎng)因素及涉網性能的角度(dù)出發(fā)，研究其(qí)規(guī)模(mó)化應用給(gěi)電網帶來的多方位挑(tiāo)戰，提(tí)出發展“快充(chōng)電站(zhàn)+儲(chǔ)能(néng)”新型(xíng)應用(yòng)方式(shì)的迫(pò)切需求(qiú)。然後，根(gēn)據(jù)該領(lǐng)域現有(yǒu)的(dí)研究(jiū)進(jìn)展(zhǎn)和(hé)工(gōng)程經(jīng)驗，探(tàn)討充儲(chǔ)/光儲充(chōng)一(yī)體(tǐ)化電站對規模化(huà)含儲(chǔ)能快(kuài)充電(diàn)站(zhàn)在研(yán)究和(hé)應(yīng)用方(fāng)麵的(dí)指導意(yì)義，並(bìng)對能(néng)源互(hù)聯(lián)網背(bèi)景下二者的(dí)本質(zhì)區(qū)別和(hé)影(yǐng)響(xiǎng)差(chà)異(yì)進行分析。*後(hòu)，針對含(hán)儲能快(kuài)充(chōng)電站的(dí)應用(yòng)前(qián)景(jǐng)及關(guān)鍵技術，探(tàn)討其未來發展

路(lù)徑(jìng)，並(bìng)得(dé)出以(yǐ)下(xià)結論。

廣(guǎng)域聚合控(kòng)製(zhì)技術(shù)和共享(xiǎng)經濟的(dí)發展將(jiāng)催(cuī)生虛擬儲能應(yīng)用(yòng)潮(cháo)流，使含(hán)儲能快(kuài)充電(diàn)站(zhàn)在電(diàn)網(wǎng)
，交通(tōng)
，儲能
，數據(jù)等領(lǐng)域(yù)延伸(shēn)多(duō)條價(jià)值鏈(liàn)；但目前(qián)由(yóu)於相(xiāng)關技(jì)術儲備(bèi)和(hé)工程(chéng)經驗(yàn)不足(zú)，規(guī)模化(huà)快(kuài)充(chōng)電(diàn)站的(dí)落地(dì)應(yīng)用仍需(xū)經歷(lì)漫長(cháng)的理論(lùn)研究(jiū)和(hé)工程(chéng)試(shì)驗(yàn)之路。

此(cǐ)外(wài)，能源互(hù)聯(lián)網中含儲能(néng)快充電站的(dí)商業模式(shì)
，運(yùn)行方式及(jí)其(qí)與配(pèi)電網的(dí)互動(dòng)形式尚(shàng)不(bù)明確；規(guī)模(mó)化含(hán)儲能快充電站的(dí)復雜網(wǎng)絡(luò)模型(xíng)和多點分散(sàn)布(bù)局的(dí)站內(nèi)儲(chǔ)能係統(tǒng)的聚(jù)合(hé)控製策略(lüè)仍有(yǒu)待(dài)深入研究。

參考(kǎo)文獻

[1]劉滌塵,彭思成,廖清(qīng)芬(fēn),等(děng).麵向(xiàng)能(néng)源(yuán)互(hù)聯(lián)網(wǎng)的(dí)未來綜合配電係(xì)統(tǒng)形態展望(wàng)[J].電術(shù)

[2]全慧，李(lǐ)相俊，張楊，賈(gǔ)學(xué)翠(cuì)，惠(huì)東(dōng)，管敏淵.快(kuài)充電站(zhàn)多類(lèi)型(xíng)應用方式(shì)的(dí)並網影響及控製技術綜(zōng)述(shù)

[3]安(ān)科(kē)瑞(ruì)企業微電網(wǎng)應用(yòng)手(shǒu)冊2020.06版(bǎn).