1.引言
近年來(lái),新能源汽車的銷量快速增長(zhǎng),相應(yīng)的充電樁數(shù)量也急劇增加,這一現(xiàn)象可能會(huì)給電網(wǎng)和變壓器造成負(fù)擔(dān),與此同時(shí),新型電力系統(tǒng)下以光伏為主的分布式發(fā)電系統(tǒng)占比也在逐漸提高,新能源的不穩(wěn)定性疊加充電需求的不確定性會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文主要介紹基于新型電力系統(tǒng)下的有序充電管理系統(tǒng)的解決方案,這種有序充電方案能夠充分利用新能源,降低電網(wǎng)波動(dòng),從而幫助充電樁運(yùn)營(yíng)管理單位降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本,還可以提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。一、有序充電管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性截至2024年6月底,?全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)2472萬(wàn)輛,根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟數(shù)據(jù),截止2024年4月,全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為961.3萬(wàn)臺(tái),這些數(shù)據(jù)不僅展示了中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的蓬勃生機(jī),也預(yù)示著電動(dòng)出行時(shí)代正在加速到來(lái)。與此同時(shí),截至2024年3月底,全國(guó)可再生能源裝機(jī)達(dá)到15.85億千瓦,約占我國(guó)總裝機(jī)的52.9%。新能源發(fā)電性能受天氣影響波動(dòng)比較大,新能源汽車充電需求也具有較大的不確定性,兩個(gè)Debuff疊加之下的電力系統(tǒng)就太難了。在這種情況下通過(guò)系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)新能源發(fā)電和負(fù)荷需求,并通過(guò)合理的新能源光、儲(chǔ)調(diào)控和充電需求引導(dǎo)控制,不僅可以促進(jìn)新能源消納,還可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,更能降低用戶充電能本。
2.有序充電系統(tǒng)的建設(shè)
有序充電系統(tǒng)由預(yù)測(cè)算法、能量管理策略、有序充電策略和充電樁運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等構(gòu)成。預(yù)測(cè)算法包括光伏發(fā)電預(yù)測(cè)和負(fù)荷預(yù)測(cè),是利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái) 24 小時(shí)至72小時(shí)的光伏發(fā)電和負(fù)荷需求進(jìn)行預(yù)測(cè),主要目的是為能量管理系統(tǒng)和有序充電策略提供未來(lái)時(shí)間的可用負(fù)荷容量和能量管理策略。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能裝置的充放電調(diào)控和引導(dǎo)充電需求,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的削峰填谷,提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性,降低充電成本,通過(guò)以上算法和軟件構(gòu)成的一體化充電服務(wù)體系來(lái)提高運(yùn)營(yíng)競(jìng)爭(zhēng)力。
圖2 有序充電管理系統(tǒng)功能模塊
嘉定是上海汽車產(chǎn)業(yè)聚集地,嘉定供電公司與國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司合作開(kāi)展智慧充放電示范試點(diǎn)項(xiàng)目,應(yīng)用有序充電技術(shù),統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電力電量平衡,有效地提高電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的有序性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、分布式電源等新型用能設(shè)備的數(shù)據(jù)感知、采集和控制,統(tǒng)一協(xié)調(diào),有序運(yùn)行。智慧有序充電建設(shè)通過(guò)對(duì)用戶充電行為、用能行為的靈活引導(dǎo)與主動(dòng)調(diào)控,降低配變峰值負(fù)荷超過(guò)30%,將80%充電量?jī)?yōu)化調(diào)整到了配變負(fù)荷低谷時(shí)段,使配變接納充電樁能力提高4倍,顯著提升配電網(wǎng)資源利用率,實(shí)現(xiàn)削峰填谷。
圖3 有序充電管理解決方案