引言

在全球積極推動綠色出行和可持續(xù)發(fā)展的背景下，新能源汽車憑借其顯著的節(jié)能與環(huán)保優(yōu)勢，正逐步占據(jù)汽車行業(yè)的主流地位。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，今年前8個月，我國新能源汽車的產(chǎn)銷量分別實(shí)現(xiàn)了29%和30.9%的同比增長，累計(jì)達(dá)到700.8萬輛和703.7萬輛。伴隨著新能源汽車市場的迅猛擴(kuò)張，充電樁的需求也隨之激增。

然而，傳統(tǒng)充電樁在應(yīng)對用電高峰時(shí)對電網(wǎng)造成的壓力，以及偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)覆蓋不足等問題上，顯得力不從心。光儲充一體化充電站的問世，為這些難題提供了切實(shí)可行的解決方案，正迅速成為新能源趨勢下備受青睞的充電新選擇。

1.探秘光儲充一體化充電站

1.1工作原理大揭秘

光儲充一體化充電站融合了光伏發(fā)電、儲能及充電技術(shù)，構(gòu)建了一個智能化的能量轉(zhuǎn)換與存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用光伏板捕捉陽光，生成直流電，逆變器其轉(zhuǎn)換為交流電，其中一部分直接用于即時(shí)充電，剩余部分則儲存于儲能設(shè)備中。儲能設(shè)備在光照充沛時(shí)儲存電能，在需求時(shí)段釋放，確保電動汽車充電的連續(xù)性與穩(wěn)定性。充電樁根據(jù)電動汽車電池的狀態(tài)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，安全高效地補(bǔ)充電能，實(shí)現(xiàn)太陽能向電動汽車動力的有效轉(zhuǎn)化。

1.2獨(dú)特優(yōu)勢大放送

綠色環(huán)保，踐行可持續(xù)發(fā)展：太陽能作為清潔能源，發(fā)電無污染，不排放溫室氣體，與傳統(tǒng)燃油汽車及火電充電樁截然不同。推廣光儲充一體化充電站，能有效減少碳排放，改善空氣質(zhì)量，緩解全球變暖問題，助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

高效節(jié)能，提升能源利用率：光伏發(fā)電與儲能技術(shù)的結(jié)合，顯著提升了能源利用效率。白天，光伏系統(tǒng)優(yōu)先為電動汽車充電，并將多余電能儲存；夜間或用電高峰時(shí)段，則由儲能設(shè)備供電。這一模式有效減少了能源浪費(fèi)，并大幅提高了轉(zhuǎn)換效率。

獨(dú)立供電，降低電網(wǎng)依賴：在電網(wǎng)覆蓋不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)，獨(dú)立供電能力至關(guān)重要。光儲充一體化充電站利用太陽能和儲能設(shè)備，即使在缺乏穩(wěn)定大電網(wǎng)的情況下，也能為電動汽車提供可靠的充電服務(wù)。

應(yīng)急備用，保障關(guān)鍵用電：在緊急情況下，如自然災(zāi)害或電網(wǎng)故障，光儲充一體化充電站可作為應(yīng)急電源。其儲能設(shè)備提供的電能支持應(yīng)急救援和醫(yī)療設(shè)施，保障關(guān)鍵領(lǐng)域運(yùn)作。尤其在地震、洪水等災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，這些充電樁的應(yīng)急功能對受災(zāi)群眾和救援工作至關(guān)重要。

智能管理，優(yōu)化用戶體驗(yàn)：實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電量、儲能電量及充電狀態(tài)的能力，并進(jìn)行智能調(diào)控。用戶可通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程查詢充電樁信息、預(yù)約充電，享受便捷的充電體驗(yàn)。

降低成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益：從長遠(yuǎn)來看，盡管光儲充一體化充電站的初始投資相對較高，但隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化生產(chǎn)的推進(jìn)，其成本將逐步降低。該技術(shù)有效減少了對電網(wǎng)的依賴，免除了配電增容的費(fèi)用，同時(shí)通過巧妙利用峰谷電價(jià)差，顯著降低了充電成本。

2.多場景應(yīng)用，無處不在

2.1城市充電站：緩解用電壓力

隨著城市對電動汽車充電設(shè)施需求的持續(xù)增長，光儲一體化充電站的建設(shè)有效緩解了這一壓力。安裝此類設(shè)施，通過光伏板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲存，為電動汽車提供充電服務(wù)。這些充電站不僅滿足了消費(fèi)者在購物期間的充電需求，還能在用電高峰時(shí)段提供電力支持，緩解電網(wǎng)負(fù)荷。此外，智能控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)和用電需求靈活調(diào)整充電策略，進(jìn)一步降低充電成本。

2.2高速公路服務(wù)區(qū)：長途出行的保障

高速公路服務(wù)區(qū)是長途旅行者和貨車司機(jī)的關(guān)鍵補(bǔ)給站，光儲一體化系統(tǒng)為新能源汽車提供了可靠的充電保障。邯鄲服務(wù)區(qū)的光儲充一體站搭載了3484塊光伏板，年發(fā)電量高達(dá)2404.4Mwh，并配備多臺直流充電樁，充分滿足新能源汽車的充電需求。該站不僅實(shí)現(xiàn)了能源的清潔利用，節(jié)約了標(biāo)煤，還有效減少了污染物排放。此外，服務(wù)區(qū)還配備了實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，有效解決燃油車占用充電車位的問題，為新能源車主提供了便捷、高效的充電服務(wù)。

2.3工業(yè)園區(qū)：提升形象與服務(wù)

工業(yè)園區(qū)用電需求大，光儲一體化方案提供了經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的能源解決方案。以天津南港工業(yè)區(qū)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式，光伏系統(tǒng)充分滿足日常用電需求，而儲能設(shè)備則在電費(fèi)低谷時(shí)段充電，高峰期放電，有效實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，顯著降低用能成本。此外，新能源智慧管理平臺實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過智能化運(yùn)維調(diào)度，大幅提升能源管理效率和應(yīng)急響應(yīng)能力，為園區(qū)的綠色低碳發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4智能社區(qū)：綠色能源進(jìn)家門

在住宅區(qū)部署小型光儲一體化系統(tǒng)，能夠提供綠色電力及電動汽車充電服務(wù)。以嘉定區(qū)江橋鎮(zhèn)匡巷二村小區(qū)的光儲充一體化充電站為例，該站整合了光伏、儲能、換電、充電等多項(xiàng)功能，提供一站式充電解決方案。這不僅解決了小區(qū)電動車充電難題，還改善了充電環(huán)境，降低了使用成本，并有效推動了社區(qū)的綠色發(fā)展。此外，所有充換電設(shè)施的數(shù)據(jù)均納入監(jiān)測平臺，實(shí)現(xiàn)了全生命周期的數(shù)據(jù)監(jiān)控，確保了充電全過程的安全與可靠。

2.5偏遠(yuǎn)地區(qū)供電：解決用電難題

在偏遠(yuǎn)地區(qū)，光儲一體化系統(tǒng)作為獨(dú)立的電力供應(yīng)體系，扮演著至關(guān)重要的角色。以山西忻州偏關(guān)縣秀濃養(yǎng)殖場為例，其光儲一體化微電網(wǎng)供電系統(tǒng)成功解決了傳統(tǒng)供電方式投資高昂、實(shí)施困難、運(yùn)維成本偏高等難題。通過構(gòu)建分布式光伏電站和配備儲能電池，并結(jié)合能量管理控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光能、儲能與用電的“自循環(huán)”穩(wěn)定運(yùn)行，尤其在光照充足的情況下，達(dá)到了零碳排放的目標(biāo)。系統(tǒng)投運(yùn)后，不僅大幅節(jié)省了投資成本，降低了線路損耗，還顯著減輕了基層供電班組的運(yùn)維壓力，為偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力供應(yīng)探索出了一種創(chuàng)新模式。

3.復(fù)雜但關(guān)鍵：光伏儲能一體話充電站獨(dú)特的繼電保護(hù)配置

3.1特殊的電氣設(shè)計(jì)

光伏儲能一體化充電站電氣干線示意圖

光伏儲能一體化充電站的電氣設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心，采用10kV市電供電。典型的箱式變電站涵蓋高壓室、變壓器室和低壓室，容量范圍一般在630kVA至1250kVA之間。例如，某城市充電站巧妙利用車棚頂部安裝分布式光伏組件，裝機(jī)容量達(dá)[X]kW，高效轉(zhuǎn)化太陽能。儲能柜的容量則依據(jù)充電需求和預(yù)算進(jìn)行定制，大型充電站為應(yīng)對高峰用電需求并控制成本，常選用大容量儲能柜以確保供電穩(wěn)定性。相關(guān)設(shè)備，如光伏匯流柜、儲能匯流柜及儲能柜，通常布置于預(yù)制艙內(nèi)，既節(jié)約空間又便于維護(hù)管理。187-02111-*382

3.2復(fù)雜的保護(hù)需求

光儲一體化充電站的繼電保護(hù)配置相較于傳統(tǒng)電站更為復(fù)雜。光伏和儲能系統(tǒng)的接入改變了供電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致短路電流的分布和方向變得錯綜復(fù)雜。例如，當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路時(shí)，電網(wǎng)、光伏和儲能系統(tǒng)可能同時(shí)向故障點(diǎn)注入電流。若保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能會引發(fā)保護(hù)裝置誤動作或無法迅速隔離故障，進(jìn)而影響充電站的正常運(yùn)行。此外，電力電子設(shè)備如光伏逆變器和儲能PCS的反應(yīng)時(shí)間通常長于傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置和斷路器，因此需要更為精準(zhǔn)和迅速的保護(hù)策略。在復(fù)雜的供電結(jié)構(gòu)下，傳統(tǒng)低壓斷路器的過流保護(hù)難以滿足保護(hù)選擇性要求，故障發(fā)生時(shí)可能無法精準(zhǔn)切除故障區(qū)域，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)，擴(kuò)大故障范圍，嚴(yán)重威脅充電站的可靠性。因此，合理設(shè)置保護(hù)邏輯，確保其符合分布式電源接入電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，是保障充電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

3.3分級保護(hù)策略

樁級保護(hù)：依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，直流充電樁需要具備交流輸入過壓保護(hù)、交流輸入過流保護(hù)、直流輸出過壓保護(hù)、直流輸出過流保護(hù)以及內(nèi)部過溫保護(hù)等功能，這些功能主要由直流充電樁內(nèi)部模塊來實(shí)現(xiàn)。為增強(qiáng)安全性，部分直流充電樁還可以加裝限流式保護(hù)器。交流充電樁則應(yīng)具備過負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)功能，漏電保護(hù)需符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。在實(shí)際應(yīng)用中，交流充電樁通常會配置電氣防火限流式保護(hù)器，就可以實(shí)現(xiàn)交流單相短路限流滅弧保護(hù)、過載限流保護(hù)、過 / 欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測、內(nèi)部超溫限流保護(hù)等功能，并且支持 RS485 通訊，7kW交流充電樁廣泛使用ASCP200-40D，而30kW和60kW直流充電樁分別配置ASCP310-63B和ASCP310-125B限流式保護(hù)器，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能。

0.4kV 回路保護(hù)：光伏逆變器和儲能變流器自身已經(jīng)具備比較完善的保護(hù)功能，所以無需另外配置保護(hù)裝置。不過，為了保障電網(wǎng)安全，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，需要在并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置防孤島保護(hù)裝置AM5SE-IS，一旦電網(wǎng)停電，它能夠迅速動作，跳開光伏和儲能并網(wǎng)斷路器，防止孤島運(yùn)行向電網(wǎng)送電。例如，在某光伏儲能一體化充電站，電網(wǎng)停電時(shí)防孤島保護(hù)裝置及時(shí)動作，避免了安全事故。并網(wǎng)點(diǎn)還需要對電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，比如電流、電壓、總諧波畸變率、電壓合格率、電壓波動 / 閃變等，這就需要配置 APView400 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。為了滿足 0.4kV 保護(hù)選擇性要求，主要回路應(yīng)配置低壓保護(hù)裝置ALP500，它能夠?qū)崿F(xiàn)速斷、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、欠 / 過電壓保護(hù)、漏電保護(hù)等功能，有效縮小故障范圍。

10kV 回路保護(hù)：10kV 進(jìn)線回路和變壓器需配置AM5SE-F線路保護(hù)和AM5SE-T變壓器保護(hù)裝置。兩者均應(yīng)具備帶方向的電流速斷、過流、過負(fù)荷保護(hù)，變壓器保護(hù)還應(yīng)包括非電量保護(hù)如溫度、開門保護(hù)，油浸式變壓器需加瓦斯保護(hù)。例如，在某油浸式變壓器的 10kV 回路中，瓦斯保護(hù)裝置檢測到內(nèi)部故障，避免了火災(zāi)事故發(fā)生。根據(jù)相關(guān)管理辦法和規(guī)定，分布式電源用戶公共連接點(diǎn)需要監(jiān)測電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，因此要配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置APView500；對于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)的用戶，還需要設(shè)置防逆流保護(hù)AM5SE-IS或防逆流調(diào)節(jié)單元ADL400-CT，防止向電網(wǎng)反送電，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4協(xié)調(diào)控制器的作用

ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器在光伏儲能一體化充電站中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅承擔(dān)數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換和存儲等基礎(chǔ)任務(wù)，還具備新能源使用策略的控制功能。該控制器依據(jù)預(yù)設(shè)邏輯，精確調(diào)控光伏出力、儲能系統(tǒng)的充放電、充電樁的充電過程以及負(fù)荷的調(diào)節(jié)。在陽光充沛的情況下，優(yōu)先利用光伏電能，并將多余部分儲存；當(dāng)光伏發(fā)電不足或用電需求增加時(shí)，及時(shí)釋放儲能系統(tǒng)中的電能以供應(yīng)需求。此外，它還能與云端平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，動態(tài)調(diào)整策略，獲取能源政策和電價(jià)信息，從而優(yōu)化能源利用并控制成本，使充電站的運(yùn)行更加智能化和高效化，全面滿足用戶的需求。

4.高效管理：智能運(yùn)管平臺解決方案

智慧能源管理平臺概述

AcrelEMS 智慧能源管理平臺，作為光伏儲能一體化充電站的“智慧大腦”，集成了微電網(wǎng)管理、充電樁運(yùn)營、光伏發(fā)電監(jiān)控及儲能管理等多項(xiàng)功能，全面保障充電站的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，該平臺能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，對異常電壓波動迅速作出響應(yīng)并提供有效的解決方案，從而顯著提升了供電的可靠性，優(yōu)化了能源使用策略，實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電的就地消納，有效降低了充電成本，為用戶帶來了更加優(yōu)質(zhì)且經(jīng)濟(jì)的充電服務(wù)。

1）充電運(yùn)營管理

基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，它能夠?qū)Τ潆姌哆M(jìn)行全方位的監(jiān)控、調(diào)度和管理，可提高了充電樁的利用率和充電效率。用戶通過 APP 或小程序提前預(yù)約充電，避免充電站排隊(duì)等待的煩惱，提高了出行效率。此外，平臺還支持掃碼 / 刷卡充電、尋樁導(dǎo)航、訂單管理、充電樁監(jiān)控、收益分析等功能，為用戶提供了便捷的充電體驗(yàn)，也為充電站的運(yùn)營管理提供了有力的數(shù)據(jù)支持，讓運(yùn)營者能夠更好地了解用戶需求，優(yōu)化運(yùn)營策略。

2）光伏儲能能量管理

能量管理策略實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)、光伏發(fā)電、儲能裝置及充電設(shè)施之間能量的高效互動與靈活調(diào)配。系統(tǒng)在確保變壓器安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，有效緩解峰谷差、平滑負(fù)荷波動，實(shí)現(xiàn)短時(shí)柔性擴(kuò)容，從而提升電力設(shè)備的運(yùn)行效率并補(bǔ)償負(fù)荷波動。此外，在電網(wǎng)不允許送電的情況下，系統(tǒng)仍可通過調(diào)節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電及充電樁運(yùn)行模式，有效預(yù)防逆功率現(xiàn)象的發(fā)生。

3）有序充電管理

系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器負(fù)荷率，計(jì)算變壓器剩余容量，結(jié)合充電需求和儲能系統(tǒng)放電容量對充電進(jìn)行動態(tài)控制，包括：用戶權(quán)限識別、充電行為統(tǒng)計(jì)、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調(diào)整充電價(jià)格等方式來引導(dǎo)用戶充電需求，提高電網(wǎng)對充電的友好度和容納能力。

5.結(jié)語：擁抱綠色出行未來

光儲充一體化充電站作為新能源時(shí)代的創(chuàng)新成果，為綠色出行提供了強(qiáng)勁動力。它有效解決了充電難題，有力推動了能源革命和可持續(xù)發(fā)展。

盡管當(dāng)前面臨技術(shù)瓶頸、成本壓力、政策制約、市場培育以及電網(wǎng)接入等多重挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)不斷進(jìn)步、政策逐步完善和市場日益成熟，這些難題終將得以破解。光儲充一體化充電站有望在城市中得到廣泛應(yīng)用，為新能源汽車提供持續(xù)穩(wěn)定的綠色能源。

讓我們共同支持新能源充電設(shè)施的發(fā)展，期待光儲充一體化充電站引領(lǐng)綠色、便捷的出行新風(fēng)尚，助力實(shí)現(xiàn)常態(tài)化的綠色出行愿景。

審核編輯 黃宇