Con le vendite di veicoli a nuova energia in aumento esponenziale, la domanda dei proprietari di veicoli a nuova energia per la super ricarica è aumentata vertiginosamente, ed è arrivata l'era della super ricarica. È urgente aggiungere attrezzature di super ricarica alle stazioni di ricarica tradizionali. La costruzione su larga scala di infrastrutture di ricarica e la trasformazione delle stazioni di ricarica hanno seriamente impattato e gravato sulla rete elettrica esistente. Allo stesso tempo, è difficile aumentare la capacità delle stazioni di ricarica, il costo di investimento è elevato e ci sono troppe incertezze.

Fattori come il basso fattore di potenza e frequenti problemi di qualità dell'energia come armoniche causate da stazioni di ricarica tradizionali durante il funzionamento hanno reso l'installazione di sistemi di accumulo energetico nelle stazioni di ricarica la scelta principale.

Una stazione di ricarica con accumulo energetico è un'infrastruttura di ricarica intelligente che integra la generazione di energia fotovoltaica, il sistema di accumulo energetico e le colonnine di ricarica per veicoli elettrici. La sua funzione principale è quella di raggiungere un utilizzo efficiente dell'energia pulita e la stabilità dell'approvvigionamento energetico attraverso l'accumulo energetico e la configurazione ottimale.

Rispetto alla tradizionale stazione di ricarica singola, questo tipo di stazione presenta vantaggi significativi come fonti energetiche multiple complementari, risparmio energetico e protezione ambientale, riduzione dei picchi e riempimento delle valli. Nel processo operativo reale, i benefici economici e sociali possono essere massimizzati ottimizzando la configurazione e la gestione della distribuzione.

Riduci i costi operativi. Attualmente, in tutta la nazione viene adottato il metodo di calcolo del prezzo dell'elettricità in base all'ora di utilizzo. Configurando l'accumulo di energia, la ricarica durante le ore non di punta e lo scarico durante le ore di punta può ridurre il consumo di elettricità di punta e abbassare i costi dell'elettricità. Allo stesso tempo, dopo aver configurato l'accumulo di energia, il flusso di traffico della stazione può essere aumentato riducendo la tariffa di servizio durante le ore di punta. Alcune stazioni sono dotate di generazione di energia fotovoltaica, e l'energia fotovoltaica viene immagazzinata spontaneamente per il proprio utilizzo, in modo che l'elettricità immagazzinata possa essere utilizzata nelle ore di punta per ridurre i costi dell'elettricità. La configurazione dell'accumulo di energia consente inoltre di partecipare alla risposta della domanda della rete elettrica, assistendo la rete elettrica nell'effettuare la regolazione di picco e la modulazione di frequenza, guadagnando. In futuro, potrà anche partecipare alle transazioni sul mercato spot dell'elettricità, con diverse fonti di guadagno e prospettive promettenti.

Espansione virtuale della capacità. È in linea con il rilevamento in tutte le condizioni meteorologiche della potenza e della capacità di distribuzione; la potenza di carica e scarica dell'accumulo di energia si adatta dinamicamente alla domanda di potenza della stazione. L'iper accumulo e la ricarica sono integrati, garantendo una ricarica rapida senza preoccupazioni.

Migliorare la qualità dell'energia. Quando la stazione di ricarica è dotata di accumulo di energia, in situazioni come quando il trasformatore è sovraccarico, l'energia è razionata o la ricarica è impossibile a causa di un'interruzione di corrente, può migliorare la qualità dell'energia e mantenere il normale funzionamento della stazione di ricarica.

Sottoscenario di Applicazioni di Accumulo Energetico nelle Stazioni di Ricarica

Dal lato della generazione di energia, i clienti finali della domanda di accumulo di energia sono le centrali elettriche. A causa dei diversi impatti delle varie fonti di energia sulla rete elettrica e della discrepanza dinamica tra generazione e consumo di energia causata da carichi imprevedibili, esistono molti tipi di domanda di accumulo di energia dal lato della generazione di energia, inclusi sei scenari come lo spostamento temporale dell'energia, l'unità di capacità, il tracciamento del carico, la modulazione di frequenza del sistema, la capacità di riserva e la connessione alla rete di energia rinnovabile.

Lo spostamento temporale dell'energia realizza il picco e il riempimento della valle del carico elettrico attraverso l'accumulo di energia, ovvero la centrale elettrica carica la batteria durante il periodo di basso carico elettrico e rilascia l'elettricità immagazzinata durante il periodo di picco del carico elettrico. Inoltre, è anche uno spostamento temporale dell'energia per immagazzinare l'energia eolica e solare ridotta delle energie rinnovabili e quindi spostarla in altri periodi di tempo per la connessione alla rete. Lo spostamento temporale dell'energia è una tipica applicazione basata sull'energia, che non ha requisiti stringenti per il tempo di carica e scarica e ampi requisiti per la potenza di carica e scarica. Tuttavia, la frequenza di applicazione dello spostamento temporale dell'energia è relativamente alta, più di 300 volte all'anno, a causa del carico elettrico degli utenti e delle caratteristiche di generazione di energia delle energie rinnovabili.

A causa delle differenze nel carico elettrico in diversi periodi di tempo, le unità di produzione di energia a carbone necessitano di capacità di regolazione del carico di picco. Pertanto, è necessario riservare una certa capacità di generazione per i corrispondenti picchi di carico, il che impedisce alle unità termoelettriche di raggiungere la piena capacità e influisce sull'economia del funzionamento dell'unità. L'utilizzo dell'accumulo di energia può caricare durante il periodo di basso carico elettrico e scaricare durante il periodo di picco del carico elettrico per ridurre il picco di carico. Sfruttando l'effetto sostitutivo del sistema di accumulo di energia per rilasciare le unità di capacità delle centrali a carbone, migliorando così il tasso di utilizzo delle unità termoelettriche e aumentandone l'efficienza economica. L'unità di capacità è una tipica applicazione basata sull'energia, che non ha requisiti stringenti per il tempo di carica e scarica e ampi requisiti per la potenza di carica e scarica. Tuttavia, a causa del carico di potenza degli utenti e delle caratteristiche di generazione di energia rinnovabile, la frequenza di applicazione dello spostamento temporale della capacità è relativamente alta, circa 200 volte all'anno.

Il tracciamento del carico è un servizio ausiliario che si adatta dinamicamente per ottenere un bilanciamento in tempo reale del carico che cambia lentamente e di quello in continuo mutamento. Il carico in continuo mutamento con lento cambiamento può essere ulteriormente suddiviso in carico di base e carico di rampa in base alla situazione effettiva del funzionamento del generatore, e il tracciamento del carico è principalmente applicato al carico di rampa, ovvero, regolando l'output, la velocità di rampa delle unità di energia tradizionali viene minimizzata il più possibile, consentendo una transizione fluida al livello delle istruzioni di dispacciamento. Rispetto alle unità di capacità, il tracciamento del carico richiede un tempo di risposta di scarica più elevato, e il tempo corrispondente deve essere nell'ordine dei minuti.

La variazione di frequenza avrà un impatto sul funzionamento sicuro ed efficiente e sulla durata delle apparecchiature di generazione di energia e delle apparecchiature elettriche. Pertanto, la regolazione della frequenza è molto importante. Nella struttura energetica tradizionale, lo squilibrio energetico a breve termine della rete elettrica viene regolato dalle unità tradizionali (principalmente termoelettriche e idroelettriche in Cina) rispondendo ai segnali AGC. Con la connessione alla rete di nuove fonti energetiche, la volatilità e la casualità dell'energia eolica e solare hanno intensificato lo squilibrio energetico a breve termine della rete elettrica in un breve periodo di tempo. Le fonti energetiche tradizionali (soprattutto quelle termoelettriche) sono in ritardo nel rispondere alle istruzioni di dispacciamento della rete elettrica a causa della loro lenta modulazione di frequenza, e a volte si verificano azioni errate come la regolazione inversa, quindi non possono soddisfare la nuova domanda. Comparativamente, la velocità di modulazione di frequenza dell'accumulo di energia (soprattutto l'accumulo di energia elettrochimica) è elevata e la batteria può essere commutata in modo flessibile tra gli stati di carica e scarica, rendendola una risorsa di modulazione di frequenza molto valida.

Rispetto al tracciamento del carico, la componente di carico della modulazione di frequenza del sistema cambia in minuti e secondi, il che richiede una maggiore velocità di risposta (generalmente risposta in secondi), e il metodo di regolazione della componente di carico è generalmente l'AGC. Tuttavia, la modulazione di frequenza del sistema è una tipica applicazione di potenza, che richiede una rapida carica e scarica in breve tempo, e richiede un'elevata velocità di carica e scarica quando viene utilizzata l'accumulazione di energia elettrochimica, il che ridurrà la vita di alcuni tipi di batterie e ne influenzerà quindi l'economicità.

La capacità di riserva si riferisce alla riserva di potenza attiva riservata per garantire la qualità dell'alimentazione e il funzionamento sicuro e stabile del sistema in caso di emergenza, oltre a soddisfare la domanda di carico prevista. In generale, la capacità di standby deve essere pari al 15-20% della normale capacità di alimentazione del sistema, e il valore minimo deve essere uguale alla capacità dell'unità con la maggiore capacità installata nel sistema. Poiché la capacità di riserva è destinata alle emergenze, la frequenza operativa annuale è generalmente bassa. Se la batteria viene utilizzata da sola come servizio di capacità di riserva, l'economicità non può essere garantita, quindi è necessario confrontarla con il costo della capacità di riserva esistente per determinare l'effettivo effetto di sostituzione.

A causa delle caratteristiche casuali e intermittenti della produzione di energia eolica e fotovoltaica, la qualità dell'energia è peggiore rispetto a quella delle fonti energetiche tradizionali. Poiché la fluttuazione della produzione di energia da fonti rinnovabili (fluttuazione di frequenza, fluttuazione di output, ecc.) varia da pochi secondi a diverse ore, esistono sia applicazioni basate sulla potenza che sull'energia, che possono essere generalmente suddivise in tre tipi: spostamento temporale dell'energia delle fonti rinnovabili, solidificazione della capacità di generazione di energia da fonti rinnovabili e livellamento dell'output delle fonti rinnovabili. Ad esempio, per risolvere il problema del rigetto della luce nella generazione di energia fotovoltaica, è necessario immagazzinare l'elettricità residua generata durante il giorno per scaricarla di notte, il che rientra nello spostamento temporale dell'energia delle fonti rinnovabili. Per l'energia eolica, a causa dell'imprevedibilità del vento, l'output dell'energia eolica fluttua notevolmente e necessita di essere livellato, quindi viene utilizzato principalmente un'applicazione basata sulla potenza.