Avec la vente exponentielle de véhicules à énergie nouvelle, la demande des propriétaires de véhicules à énergie nouvelle pour la recharge rapide a explosé, et l'ère de la recharge rapide est arrivée. Il est urgent d'ajouter des équipements de recharge rapide aux stations de recharge traditionnelles. La construction à grande échelle d'infrastructures de recharge et la transformation des stations de recharge ont sérieusement impacté et grevé le réseau électrique existant. Parallèlement, il est difficile d'augmenter la capacité des stations de recharge, le coût d'investissement est élevé et il y a trop d'incertitudes.

Des facteurs tels que le faible facteur de puissance et les problèmes fréquents de qualité de l'énergie tels que les harmoniques causés par les stations de recharge traditionnelles pendant leur fonctionnement ont fait de l'installation de stockage d'énergie dans les stations de recharge le choix principal.

Une station de recharge avec stockage d'énergie est une infrastructure de recharge intelligente qui intègre la production d'énergie photovoltaïque, un système de stockage d'énergie et des bornes de recharge pour véhicules électriques. Sa fonction principale est de réaliser l'utilisation efficace de l'énergie propre et la stabilité de l'alimentation électrique grâce au stockage d'énergie et à une configuration optimale.

Comparée à la station de recharge unique traditionnelle, ce type de station présente des avantages significatifs tels que des sources multi-énergies complémentaires, des économies d'énergie et une protection de l'environnement, l'écrêtage des pointes et le remplissage des creux. Dans le processus d'exploitation réel, les bénéfices économiques et sociaux peuvent être maximisés en optimisant la configuration et la gestion de la répartition.

Réduire les coûts d'exploitation. Actuellement, la méthode de calcul du prix de l'électricité en fonction de l'heure d'utilisation est adoptée dans tout le pays. En configurant un stockage d'énergie, la recharge pendant les heures creuses et la décharge pendant les heures de pointe peuvent réduire la consommation d'électricité de pointe et diminuer les coûts d'électricité. Parallèlement, après avoir configuré un stockage d'énergie, le flux de trafic de la station peut être augmenté en réduisant les frais de service pendant les heures de pointe. Certaines stations sont équipées de centrales photovoltaïques, et l'électricité photovoltaïque est stockée spontanément pour sa propre utilisation, de sorte que l'électricité stockée puisse être utilisée pendant les heures de pointe pour réduire les coûts d'électricité. La configuration d'un stockage d'énergie permet également de participer à la réponse de la demande du réseau électrique, en aidant le réseau à effectuer l'écrêtement des pointes et la régulation de fréquence, générant ainsi des revenus. À l'avenir, il pourra également participer aux transactions du marché au comptant de l'électricité, avec des sources de revenus diversifiées et des perspectives prometteuses.

Extension de capacité virtuelle. Elle est conforme à la détection par tous les temps de la capacité de puissance et de distribution ; la puissance de charge et de décharge du stockage d'énergie s'adapte dynamiquement à la demande de puissance de la station. Le super stockage et la recharge sont intégrés, garantissant une recharge rapide sans souci.

Améliorer la qualité de l'alimentation. Lorsque la station de recharge est équipée d'un stockage d'énergie, dans des situations telles que la surcharge du transformateur, le rationnement de l'électricité, ou l'impossibilité de charger en raison d'une panne de courant, elle peut améliorer la qualité de l'alimentation et maintenir le fonctionnement normal de la station de recharge.

Sous-scénario des applications de stockage d'énergie dans les stations de recharge

Du côté de la production d'énergie, les utilisateurs finaux de la demande de stockage d'énergie sont les centrales électriques. En raison des différents impacts des diverses sources d'énergie sur le réseau électrique et de l'inadéquation dynamique entre la production et la consommation d'énergie causée par une charge imprévisible, il existe de nombreux types de demandes de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie, notamment six scénarios tels que le décalage temporel de l'énergie, l'unité de capacité, le suivi de charge, la modulation de fréquence du système, la capacité de réserve et la connexion au réseau des énergies renouvelables.

Le décalage temporel de l'énergie permet d'atteindre l'écrêtement des pics et le remplissage des creux de la charge électrique grâce au stockage d'énergie, c'est-à-dire que la centrale électrique charge la batterie pendant la période de faible demande de la charge électrique et libère l'électricité stockée pendant la période de forte demande de la charge électrique. De plus, il s'agit également d'un décalage temporel de l'énergie pour stocker l'énergie éolienne et solaire excédentaire des énergies renouvelables, puis la transférer à d'autres périodes pour la connexion au réseau. Le décalage temporel de l'énergie est une application typique basée sur l'énergie, qui n'a pas d'exigences strictes en matière de temps de charge et de décharge et des exigences larges en matière de puissance de charge et de décharge. Cependant, la fréquence d'application du décalage temporel de l'énergie est relativement élevée, plus de 300 fois par an, en raison de la charge électrique des utilisateurs et des caractéristiques de production d'énergie des énergies renouvelables.

En raison des différences de charge électrique à différentes périodes, les centrales au charbon doivent assurer des capacités de régulation de charge de pointe. Par conséquent, il est nécessaire de réserver une certaine capacité de production pour les charges de pointe correspondantes, ce qui empêche les centrales thermiques d'atteindre leur pleine capacité et affecte l'économie de fonctionnement des unités. L'utilisation du stockage d'énergie permet de charger pendant les périodes de faible charge électrique et de décharger pendant les périodes de forte charge électrique afin de réduire la charge de pointe. En profitant de l'effet de substitution du système de stockage d'énergie pour libérer les unités de capacité des centrales au charbon, on améliore ainsi le taux d'utilisation des centrales thermiques et on augmente leur efficacité économique. L'unité de capacité est une application typique basée sur l'énergie, qui n'a pas d'exigences strictes en matière de temps de charge et de décharge et des exigences larges en matière de puissance de charge et de décharge. Cependant, en raison de la charge électrique des utilisateurs et des caractéristiques de production d'énergie des énergies renouvelables, la fréquence d'application du décalage temporel de capacité est relativement élevée, environ 200 fois par an.

Le suivi de charge est un service auxiliaire qui s'ajuste dynamiquement pour atteindre un équilibre en temps réel pour la charge à évolution lente et constante. La charge en évolution constante et lente peut être subdivisée en charge de base et en charge de rampe, selon la situation réelle du fonctionnement du générateur, et le suivi de charge est principalement appliqué à la charge de rampe, c'est-à-dire qu'en ajustant la sortie, la vitesse de rampe des unités d'énergie traditionnelles est minimisée autant que possible, lui permettant de passer en douceur au niveau de l'instruction de dépêche. Comparé aux unités de capacité, le suivi de charge nécessite un temps de réponse de décharge plus élevé, et le temps correspondant doit être de l'ordre de quelques minutes.

La variation de fréquence aura un impact sur le fonctionnement sûr et efficace ainsi que sur la durée de vie des équipements de production d'électricité et électriques. Par conséquent, le réglage de la fréquence est très important. Dans la structure énergétique traditionnelle, le déséquilibre énergétique à court terme du réseau électrique est ajusté par des unités traditionnelles (principalement thermiques et hydroélectriques en Chine) en répondant aux signaux AGC. Avec le raccordement de nouvelles sources d'énergie, la volatilité et le caractère aléatoire de l'énergie éolienne et solaire ont intensifié le déséquilibre énergétique à court terme du réseau électrique en une courte période. Les sources d'énergie traditionnelles (en particulier les centrales thermiques) sont à la traîne pour répondre aux instructions de dépêche du réseau en raison de leur lente modulation de fréquence, et il y a parfois des actions incorrectes telles qu'un réglage inversé, elles ne peuvent donc pas répondre à la nouvelle demande. Comparé, la vitesse de modulation de fréquence du stockage d'énergie (en particulier le stockage d'énergie électrochimique) est rapide, et la batterie peut être commutée de manière flexible entre les états de charge et de décharge, ce qui en fait une très bonne ressource de modulation de fréquence.

Comparé au suivi de charge, la composante de charge de la modulation de fréquence du système change en minutes et secondes, ce qui nécessite une vitesse de réponse plus élevée (généralement une réponse en seconde), et la méthode d'ajustement de la composante de charge est généralement l'AGC. Cependant, la modulation de fréquence du système est une application de puissance typique, qui nécessite une charge et une décharge rapides en peu de temps, et exige un taux de charge et de décharge important lorsque le stockage d'énergie électrochimique est utilisé, ce qui raccourcira la durée de vie de certains types de batteries et affectera ainsi leur économie.

La capacité de réserve désigne la réserve de puissance active réservée pour assurer la qualité de l'alimentation et le fonctionnement sûr et stable du système en cas d'urgence, en plus de répondre à la demande de charge attendue. Généralement, la capacité de secours doit représenter 15 à 20 % de la capacité d'alimentation normale du système, et la valeur minimale doit être égale à la capacité de l'unité ayant la plus grande capacité installée dans le système. Étant donné que la capacité de réserve est destinée aux urgences, la fréquence de fonctionnement annuelle est généralement faible. Si la batterie est utilisée seule comme service de capacité de réserve, l'économie ne peut être garantie, il est donc nécessaire de la comparer au coût de la capacité de réserve existante pour déterminer l'effet de substitution réel.

En raison des caractéristiques aléatoires et intermittentes de la production d'énergie éolienne et photovoltaïque, la qualité de l'énergie est inférieure à celle des énergies traditionnelles. Étant donné que la fluctuation de la production d'énergie renouvelable (fluctuation de fréquence, fluctuation de sortie, etc.) varie de quelques secondes à plusieurs heures, il existe des applications basées sur la puissance et sur l'énergie, qui peuvent être généralement divisées en trois types : le décalage temporel de l'énergie renouvelable, la solidification de la capacité de production d'énergie renouvelable et le lissage de la sortie d'énergie renouvelable. Par exemple, afin de résoudre le problème du rejet de lumière dans la production d'énergie photovoltaïque, il est nécessaire de stocker l'électricité restante produite pendant la journée pour la décharger la nuit, ce qui appartient au décalage temporel de l'énergie renouvelable. Pour l'énergie éolienne, en raison de l'imprévisibilité du vent, la sortie de l'énergie éolienne fluctue considérablement et doit être lissée, elle est donc principalement utilisée comme application basée sur la puissance.