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光储充一体化充电站系统方案

一、应用背景：

随着新能源汽车产业逐步发展，2014年我国开始出现私人购买

新能源汽车，由此也开启我国新能源汽车元年。2015年全国进入新

能源汽车产业高速增长年，我国也在这一年成为新能源汽车市场。销

量方面，2022年，我国新能源汽车销售688.7万辆，同比增长93.4%，

占到全球销量的61.2%。新能源汽车新车销量占汽车新车总销量的

25.6%。连续八年销量位居全球第一位。

所以在电动汽车和充电桩发展不平衡的情况下，光伏“+储能+充

电”一体化向环保、便捷、安全等方面逐步展开，成为电动车充电站

建设的创新尝试。光储充一体化电站能够利用储能系统在夜间进行储

能，充电高峰期间通过储能电站和电网一同为充电站供电，既实现了

削峰填谷，又能节省配电增容费用，同时能有效解决新能源发电间歇

性和不稳定等问题。

同时，光储充一体化不仅能够解决在有限的土地资源里配电网的

问题，而且根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行，尽可能地

使用新能源，缓解了充电桩用电对电网的冲击。在能耗方面，直接使

用储能电池给动力电池充电，提高了能源转换效率。

二、光储充一体化的构成：

光储充体化充电站的核由三部分组成——光伏发电、储能电池和

充电桩。

光伏系统：在有限的土地资源下建设光储充一体化电站，利用

附近屋顶和停车场雨棚铺设太阳能光伏板，所发绿电作为新能源汽车

充电电能的补充，最大程度上利用清洁能源，实现节能减排。

储能系统：储能系统具备电池仓和设备仓，电池系统以单节电芯

为最小单位构成电池模组、电池簇，根据现场实际需求配置电池容

量；设备仓内放置储能变流器（PCS）、交流配电柜、直流配电柜、

消防系统和EMS动环监控柜等等。储能系统于交流母线（ACBUS）

接入系统，提高能源利用效率，使电能进行优化配置实现本地能源与

用能负荷基本平衡，并根据运行需要与公共电网灵活互动且相对独立

运行，缓解了充电桩用电对电网的冲击，解决城市快速充电基础设施

建设的电网扩容问题。

充电桩：充电桩通过扫码充电的方式与用户交互，充电桩系统包

含智能监控和智能计量。充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制

不保护功能；交流输出配置交流智能电能表，进行交流充电计量，具

备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电智能

控制器和网络运营平台。另外，充电功率可调整，输入和输出过欠压

保护、短路保护、过流保护、漏电保护、接地检测、过温等保护功

能齐全，具备IP54防护等级。

三、光储充一体化系统主要特点：

1、光伏发电自发自用

2、电网削峰填谷，减少用电成本

3、智能充电、新能源汽车充电保障能力提升

4、电网停电时，作为备用电源使用紧急备电

5、持续盈利

四、光伏系统方案

光伏系统最大功率发电供充电桩使用，当光伏发电功率大于充电

桩使用功率时，多余电能存储在电池系统。当电池存储容量达到上限，

光伏发电仍有冗余时，光伏系统限功率或停止运行

五、储能集装箱系统方案

采用磷酸铁锂离子电池，以机柜为储能载体，并结合先进BMS，

具有隔热恒温、消防阻燃、环保达标等特性，通过电气仓内部配置的

PCS，实现系统充放电。

储能运行策略：峰谷套利模式充电、通过能量管理系统调节微电

网内部电力消纳，并离网切换，当市电停电时储能系统能够脱网，实

现脱网微网运行给项目的终端负载供电及应急备用充电桩作为后备

电源应急供电，以及电网停电情况下给电动车应急充电。

1、并网模式：

（1）峰谷电价套利模式：微电网系统运行于并网模式。系统利

用谷电为储能电池充电，峰值时段利用储能电池为负载供电，利用峰

谷时段的电价差获取收益。

（2）备用容量模式：该模式将储能系统等效为一个可调度的负

荷（或电源）。出现充电站场总用电负荷容量大于变压器容量时，储

能系统应急出力，补充变压器容量不足，避免出现变压器过载跳闸停

电。

（3）平抑可再生能源波动模式：考虑到可再生能源的波动性影

响，设置储能系统作为跟随电源，调节微电网功率波动。

2、离网模式：当市电停电或发生故障时，微电网转入孤网运行

模式，储能变流器将对微网系统的电压和频率起主要支撑作用