नई ऊर्जा वाहनों की बिक्री में घातीय वृद्धि के साथ, नई ऊर्जा वाहन मालिकों की सुपरचार्जिंग की मांग में भारी वृद्धि हुई है, और सुपरचार्जिंग का युग आ गया है। पारंपरिक चार्जिंग स्टेशनों में सुपरचार्जिंग उपकरण जोड़ना तत्काल आवश्यक है। चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चर का बड़े पैमाने पर निर्माण और चार्जिंग स्टेशनों का परिवर्तन मौजूदा पावर ग्रिड पर गंभीर रूप से प्रभाव डाल रहा है और बोझ बढ़ा रहा है। साथ ही, चार्जिंग स्टेशनों की क्षमता बढ़ाना मुश्किल है, निवेश लागत अधिक है और बहुत अधिक अनिश्चितताएं हैं।

कम पावर फैक्टर और पारंपरिक चार्जिंग स्टेशनों द्वारा संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाले हार्मोनिक्स जैसी बार-बार पावर गुणवत्ता समस्याओं जैसे कारकों ने चार्जिंग स्टेशनों में ऊर्जा भंडारण की स्थापना को प्राथमिक विकल्प बना दिया है।

एक ऊर्जा भंडारण चार्जिंग स्टेशन एक बुद्धिमान चार्जिंग अवसंरचना है जो फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन, ऊर्जा भंडारण प्रणाली और ईवी चार्जिंग पाइल्स को एकीकृत करता है। इसका मुख्य कार्य ऊर्जा भंडारण और अनुकूल कॉन्फ़िगरेशन के माध्यम से स्वच्छ ऊर्जा के कुशल उपयोग और विद्युत आपूर्ति की स्थिरता को प्राप्त करना है।

पारंपरिक एकल चार्जिंग स्टेशन की तुलना में, इस प्रकार के स्टेशन के पास पूरक बहु-ऊर्जा स्रोत, ऊर्जा की बचत और पर्यावरण संरक्षण, पीक शेविंग और घाटी भरने जैसे महत्वपूर्ण लाभ हैं। वास्तविक संचालन प्रक्रिया में, कॉन्फ़िगरेशन और प्रबंधन को अनुकूलित करके आर्थिक और सामाजिक लाभों को अधिकतम किया जा सकता है।

परिचालन लागत कम करें। वर्तमान में, पूरे देश में उपयोग के समय बिजली मूल्य गणना विधि अपनाई जाती है। ऊर्जा भंडारण को कॉन्फ़िगर करके, ऑफ-पीक घंटों के दौरान चार्ज करना और पीक घंटों के दौरान डिस्चार्ज करना पीक बिजली की खपत को कम कर सकता है और बिजली की लागत को कम कर सकता है। साथ ही, ऊर्जा भंडारण को कॉन्फ़िगर करने के बाद, पीक घंटों के दौरान सेवा शुल्क कम करके स्टेशन के ट्रैफिक प्रवाह को बढ़ाया जा सकता है। कुछ स्टेशनों में फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की सुविधा है, और फोटोवोल्टिक बिजली का उपयोग स्वयं के लिए किया जाता है, ताकि पीक घंटों के दौरान बिजली की लागत को कम करने के लिए संग्रहीत बिजली का उपयोग किया जा सके। ऊर्जा भंडारण को कॉन्फ़िगर करने से बिजली ग्रिड की मांग-पक्ष प्रतिक्रिया में भाग लेने की अनुमति भी मिलती है, जिससे पीक शेविंग और आवृत्ति मॉड्यूलेशन करने में बिजली ग्रिड की सहायता होती है, जिससे कमाई होती है। भविष्य में, यह बिजली के स्पॉट मार्केट लेनदेन में भी भाग ले सकता है, जिसमें विविध राजस्व स्रोत और आशाजनक संभावनाएं हैं।

आभासी क्षमता विस्तार। यह सभी मौसमों में बिजली और वितरण क्षमता की पहचान के अनुरूप है; ऊर्जा भंडारण की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग शक्ति स्टेशन की बिजली की मांग के अनुसार गतिशील रूप से अनुकूलित होती है। सुपर भंडारण और चार्जिंग को एकीकृत किया गया है, जिससे चिंता मुक्त तेज चार्जिंग सुनिश्चित होती है।

बिजली की गुणवत्ता में सुधार करें। जब चार्जिंग स्टेशन ऊर्जा भंडारण से सुसज्जित होता है, तो ट्रांसफार्मर के ओवरलोड होने, बिजली का वितरण होने, या बिजली कटौती के कारण चार्जिंग असंभव होने जैसी स्थितियों में, यह बिजली की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है और चार्जिंग स्टेशन के सामान्य संचालन को बनाए रख सकता है।

चार्जिंग स्टेशन में ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों का उप-परिदृश्य

ऊर्जा उत्पादन पक्ष से, ऊर्जा भंडारण की मांग के अंतिम उपयोगकर्ता बिजली संयंत्र हैं। विभिन्न बिजली स्रोतों के पावर ग्रिड पर पड़ने वाले विभिन्न प्रभावों और अप्रत्याशित लोड के कारण बिजली उत्पादन और बिजली की खपत के बीच गतिशील बेमेल के कारण, बिजली उत्पादन पक्ष पर ऊर्जा भंडारण की मांग के कई प्रकार हैं, जिनमें ऊर्जा समय शिफ्टिंग, क्षमता इकाई, लोड ट्रैकिंग, सिस्टम फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन, रिजर्व क्षमता और नवीकरणीय ऊर्जा ग्रिड कनेक्शन जैसे छह परिदृश्य शामिल हैं।

ऊर्जा समय शिफ्ट ऊर्जा भंडारण के माध्यम से बिजली लोड के पीक शेविंग और वैली फिलिंग को प्राप्त करता है, अर्थात, बिजली संयंत्र बिजली लोड के ऑफ-पीक अवधि के दौरान बैटरी को चार्ज करता है और बिजली लोड की पीक अवधि के दौरान संग्रहीत बिजली को जारी करता है। इसके अतिरिक्त, यह नवीकरणीय ऊर्जा की कटी हुई पवन और सौर ऊर्जा को संग्रहीत करना और फिर ग्रिड कनेक्शन के लिए इसे अन्य समय अवधियों में ले जाना भी एक ऊर्जा समय शिफ्ट है। ऊर्जा समय शिफ्ट एक विशिष्ट ऊर्जा-आधारित अनुप्रयोग है, जिसमें चार्जिंग और डिस्चार्जिंग समय के लिए कोई सख्त आवश्यकताएं नहीं होती हैं और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पावर के लिए व्यापक आवश्यकताएं होती हैं। हालांकि, उपयोगकर्ताओं के बिजली लोड और नवीकरणीय ऊर्जा की बिजली उत्पादन विशेषताओं के कारण, ऊर्जा समय-शिफ्ट का अनुप्रयोग आवृत्ति अपेक्षाकृत अधिक है, जो प्रति वर्ष 300 से अधिक बार होता है।

विभिन्न समय अवधियों में बिजली भार में अंतर के कारण, कोयला-आधारित बिजली इकाइयों को पीक लोड विनियमन क्षमताएं प्रदान करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, संबंधित पीक लोड के लिए एक निश्चित उत्पादन क्षमता आरक्षित करना आवश्यक है, जिससे थर्मल पावर इकाइयां पूरी क्षमता तक नहीं पहुंच पाती हैं और इकाई संचालन की अर्थव्यवस्था प्रभावित होती है। ऊर्जा भंडारण का उपयोग कम बिजली भार अवधि के दौरान चार्ज करने और पीक बिजली भार अवधि के दौरान डिस्चार्ज करने के लिए किया जा सकता है ताकि पीक लोड को कम किया जा सके। ऊर्जा भंडारण प्रणाली के प्रतिस्थापन प्रभाव का लाभ उठाकर कोयला-आधारित बिजली की क्षमता इकाइयों को जारी करना, जिससे थर्मल पावर इकाइयों की उपयोग दर में सुधार हो और उनकी आर्थिक दक्षता बढ़े। क्षमता इकाई एक विशिष्ट ऊर्जा-आधारित अनुप्रयोग है, जिसमें चार्जिंग और डिस्चार्जिंग समय के लिए कोई सख्त आवश्यकता नहीं होती है और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पावर के लिए व्यापक आवश्यकताएं होती हैं। हालांकि, उपयोगकर्ताओं के बिजली भार और नवीकरणीय ऊर्जा की बिजली उत्पादन विशेषताओं के कारण, क्षमता समय शिफ्ट की अनुप्रयोग आवृत्ति अपेक्षाकृत अधिक होती है, जो प्रति वर्ष लगभग 200 बार होती है।

लोड ट्रैकिंग एक सहायक सेवा है जो धीरे-धीरे बदलने वाले और लगातार बदलते लोड के लिए वास्तविक समय संतुलन प्राप्त करने के लिए गतिशील रूप से समायोजित होती है। धीरे-धीरे बदलने वाले लगातार बदलते लोड को जनरेटर संचालन की वास्तविक स्थिति के अनुसार मूल लोड और रैंप लोड में और विभाजित किया जा सकता है, और लोड ट्रैकिंग मुख्य रूप से रैंप लोड पर लागू होती है, यानी, आउटपुट को समायोजित करके, पारंपरिक ऊर्जा इकाइयों की रैंप दर को यथासंभव कम किया जाता है, जिससे यह प्रेषण निर्देश स्तर पर सुचारू रूप से परिवर्तित हो सके। क्षमता इकाइयों की तुलना में, लोड ट्रैकिंग के लिए उच्च डिस्चार्ज प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता होती है, और संबंधित समय मिनटों में होना आवश्यक है।

आवृत्ति में परिवर्तन का बिजली उत्पादन और विद्युत उपकरणों के सुरक्षित और कुशल संचालन और जीवन पर प्रभाव पड़ेगा। इसलिए, आवृत्ति समायोजन बहुत महत्वपूर्ण है। पारंपरिक ऊर्जा संरचना में, पावर ग्रिड के अल्पकालिक ऊर्जा असंतुलन को पारंपरिक इकाइयों (मुख्य रूप से चीन में थर्मल पावर और हाइड्रोपावर) द्वारा एजीसी संकेतों का जवाब देकर समायोजित किया जाता है। नई ऊर्जा स्रोतों के ग्रिड कनेक्शन के साथ, पवन और सौर ऊर्जा की अस्थिरता और यादृच्छिकता ने थोड़े समय में पावर ग्रिड के अल्पकालिक ऊर्जा असंतुलन को बढ़ा दिया है। पारंपरिक ऊर्जा स्रोत (विशेष रूप से थर्मल पावर) अपनी धीमी आवृत्ति मॉड्यूलेशन के कारण पावर ग्रिड प्रेषण निर्देशों का जवाब देने में पिछड़ रहे हैं, और कभी-कभी रिवर्स एडजस्टमेंट जैसी गलत क्रियाएं होंगी, इसलिए वे नई मांग को पूरा नहीं कर सकते हैं। तुलनात्मक रूप से, ऊर्जा भंडारण (विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण) की आवृत्ति मॉड्यूलेशन गति तेज होती है, और बैटरी को चार्जिंग और डिस्चार्जिंग राज्यों के बीच लचीले ढंग से स्विच किया जा सकता है, जिससे यह एक बहुत अच्छा आवृत्ति मॉड्यूलेशन संसाधन बन जाता है।

लोड ट्रैकिंग की तुलना में, सिस्टम फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन का लोड कंपोनेंट मिनटों और सेकंडों में बदलता है, जिसके लिए उच्च प्रतिक्रिया गति (आमतौर पर सेकंड प्रतिक्रिया) की आवश्यकता होती है, और लोड कंपोनेंट का समायोजन तरीका आम तौर पर एजीसी (AGC) होता है। हालांकि, सिस्टम फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन एक विशिष्ट पावर एप्लिकेशन है, जिसके लिए थोड़े समय में तेज चार्ज और डिस्चार्ज की आवश्यकता होती है, और इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण का उपयोग करते समय एक बड़ी चार्ज और डिस्चार्ज दर की आवश्यकता होती है, जो कुछ प्रकार की बैटरियों के जीवन को छोटा कर देगा और इस प्रकार उनकी अर्थव्यवस्था को प्रभावित करेगा।

आरक्षित क्षमता (Reserve capacity) का अर्थ है, अपेक्षित लोड मांग को पूरा करने के अलावा, आपात स्थिति में बिजली की गुणवत्ता और सिस्टम के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आरक्षित सक्रिय शक्ति आरक्षित। आम तौर पर, स्टैंडबाय क्षमता को सिस्टम की सामान्य बिजली आपूर्ति क्षमता का 15-20% होना चाहिए, और न्यूनतम मान सिस्टम में सबसे बड़ी स्थापित क्षमता वाली इकाई की क्षमता के बराबर होना चाहिए। चूंकि आरक्षित क्षमता आपात स्थितियों के लिए होती है, इसलिए वार्षिक संचालन आवृत्ति आम तौर पर कम होती है। यदि बैटरी को अकेले आरक्षित क्षमता सेवा के रूप में उपयोग किया जाता है, तो अर्थव्यवस्था की गारंटी नहीं दी जा सकती है, इसलिए वास्तविक प्रतिस्थापन प्रभाव निर्धारित करने के लिए मौजूदा आरक्षित क्षमता की लागत के साथ इसकी तुलना करना आवश्यक है।

पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की आउटपुट की यादृच्छिक और रुक-रुक कर होने वाली विशेषताओं के कारण, बिजली की गुणवत्ता पारंपरिक ऊर्जा की तुलना में खराब होती है। चूंकि नवीकरणीय ऊर्जा बिजली उत्पादन (आवृत्ति में उतार-चढ़ाव, आउटपुट में उतार-चढ़ाव, आदि) का उतार-चढ़ाव कुछ सेकंड से लेकर कई घंटों तक होता है, इसलिए बिजली-आधारित और ऊर्जा-आधारित दोनों तरह के अनुप्रयोग होते हैं, जिन्हें आम तौर पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: नवीकरणीय ऊर्जा ऊर्जा का ऊर्जा समय शिफ्ट, नवीकरणीय ऊर्जा बिजली उत्पादन क्षमता का ठोसिकरण, और नवीकरणीय ऊर्जा आउटपुट का स्मूथिंग। उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन में प्रकाश अस्वीकृति की समस्या को हल करने के लिए, दिन के दौरान उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को रात में डिस्चार्ज करने के लिए संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है, जो नवीकरणीय ऊर्जा के ऊर्जा समय शिफ्ट से संबंधित है। पवन ऊर्जा के लिए, हवा की अप्रत्याशितता के कारण, पवन ऊर्जा का आउटपुट बहुत अधिक उतार-चढ़ाव करता है और इसे स्मूथ करने की आवश्यकता होती है, इसलिए इसका मुख्य रूप से बिजली-आधारित अनुप्रयोग के रूप में उपयोग किया जाता है।