Com as vendas de veículos de nova energia a aumentar exponencialmente, a procura dos proprietários de veículos de nova energia por supercarga disparou, e a era da supercarga chegou. É urgente adicionar equipamento de supercarga às estações de carregamento tradicionais. A construção em larga escala de infraestruturas de carregamento e a transformação das estações de carregamento impactaram e sobrecarregaram seriamente a rede elétrica existente. Ao mesmo tempo, é difícil aumentar a capacidade das estações de carregamento, o custo de investimento é elevado e existem demasiadas incertezas.

Fatores como o baixo fator de potência e problemas frequentes de qualidade de energia, como harmônicos, causados por estações de carregamento tradicionais durante a operação, tornaram a instalação de armazenamento de energia em estações de carregamento a escolha principal.

Uma estação de carregamento com armazenamento de energia é uma infraestrutura de carregamento inteligente que integra geração de energia fotovoltaica, sistema de armazenamento de energia e pilhas de carregamento de VEs. Sua função principal é alcançar a utilização eficiente de energia limpa e a estabilidade do fornecimento de energia através do armazenamento de energia e da configuração ótima.

Comparado com a estação de carregamento única tradicional, este tipo de estação possui vantagens significativas, como fontes complementares de múltiplas energias, economia de energia e proteção ambiental, e controle de pico e vale. No processo de operação real, os benefícios econômicos e sociais podem ser maximizados pela otimização da configuração e gerenciamento de despacho.

Reduzir custos operacionais. Atualmente, o método de cálculo de preço de eletricidade por tempo de uso é adotado em todo o país. Ao configurar o armazenamento de energia, carregar durante as horas de menor demanda e descarregar durante as horas de pico pode reduzir o consumo de eletricidade de pico e diminuir os custos de eletricidade. Ao mesmo tempo, após a configuração do armazenamento de energia, o fluxo de tráfego da estação pode ser aumentado, reduzindo a taxa de serviço durante as horas de pico. Algumas estações estão equipadas com geração de energia fotovoltaica, e a energia fotovoltaica é armazenada espontaneamente para uso próprio, de modo que a eletricidade armazenada possa ser usada nas horas de pico para reduzir os custos de eletricidade. A configuração do armazenamento de energia também permite a participação na resposta do lado da demanda da rede elétrica, auxiliando a rede elétrica a realizar o corte de pico e a modulação de frequência, gerando receita. No futuro, também poderá participar da transação do mercado spot de eletricidade, com diversas fontes de receita e perspectivas promissoras.

Expansão de capacidade virtual. Está em conformidade com a detecção de energia e capacidade de distribuição em todas as condições climáticas; a potência de carga e descarga do armazenamento de energia se adapta dinamicamente à demanda de energia da estação. O super armazenamento e carregamento são integrados, garantindo carregamento rápido sem preocupações.

Melhorar a qualidade da energia. Quando a estação de carregamento está equipada com armazenamento de energia, em situações como quando o transformador está sobrecarregado, a energia é racionada ou o carregamento é impossível devido a uma queda de energia, ele pode melhorar a qualidade da energia e manter a operação normal da estação de carregamento.

Subcenário de Aplicações de Armazenamento de Energia em Estação de Carregamento

Do lado da geração de energia, os utilizadores finais da procura de armazenamento de energia são as centrais elétricas. Devido aos diferentes impactos de várias fontes de energia na rede elétrica e à incompatibilidade dinâmica entre a geração e o consumo de energia causada pela carga imprevisível, existem muitos tipos de procura de armazenamento de energia no lado da geração de energia, incluindo seis cenários como deslocamento temporal de energia, unidade de capacidade, acompanhamento de carga, modulação de frequência do sistema, capacidade de reserva e ligação à rede de energia renovável.

O deslocamento temporal de energia atinge o pico de demanda e o preenchimento de vale da carga elétrica através do armazenamento de energia, ou seja, a usina carrega a bateria durante o período de baixa demanda da carga elétrica e libera a eletricidade armazenada durante o período de pico da carga elétrica. Além disso, também é um deslocamento temporal de energia armazenar a energia eólica e solar cortada de energia renovável e, em seguida, movê-la para outros períodos de tempo para conexão à rede. O deslocamento temporal de energia é uma aplicação típica baseada em energia, que não tem requisitos rigorosos para o tempo de carga e descarga e amplos requisitos para a potência de carga e descarga. No entanto, a frequência de aplicação do deslocamento temporal de energia é relativamente alta, mais de 300 vezes por ano, devido à carga de energia dos usuários e às características de geração de energia renovável.

Devido às diferenças na carga elétrica em diferentes períodos de tempo, as unidades de energia a carvão precisam ter capacidade de regulação de pico de carga. Portanto, é necessário reservar uma certa capacidade de geração para as cargas de pico correspondentes, o que impede que as unidades de energia térmica atinjam a capacidade total e afeta a economia da operação da unidade. O uso de armazenamento de energia pode carregar durante o período de baixa carga elétrica e descarregar durante o período de pico de carga elétrica para reduzir a carga de pico. Aproveitando o efeito de substituição do sistema de armazenamento de energia para liberar as unidades de capacidade de energia a carvão, melhorando assim a taxa de utilização das unidades de energia térmica e aumentando sua eficiência econômica. A unidade de capacidade é uma aplicação típica baseada em energia, que não tem requisitos rigorosos para o tempo de carga e descarga e amplos requisitos para a potência de carga e descarga. No entanto, devido à carga de energia dos usuários e às características de geração de energia das energias renováveis, a frequência de aplicação do deslocamento de tempo de capacidade é relativamente alta, cerca de 200 vezes por ano.

O rastreamento de carga é um serviço auxiliar que se ajusta dinamicamente para alcançar o equilíbrio em tempo real para a carga de variação lenta e constante. A carga em constante mudança e de variação lenta pode ser ainda mais dividida em carga básica e carga de rampa, de acordo com a situação real da operação do gerador, e o rastreamento de carga é aplicado principalmente à carga de rampa, ou seja, ajustando a saída, a taxa de rampa das unidades de energia tradicionais é minimizada o máximo possível, permitindo uma transição suave para o nível de instrução de despacho. Em comparação com as unidades de capacidade, o rastreamento de carga requer um tempo de resposta de descarga mais alto, e o tempo correspondente deve ser em minutos.

A alteração na frequência terá um impacto na operação segura e eficiente e na vida útil dos equipamentos de geração de energia e elétricos. Portanto, o ajuste de frequência é muito importante. Na estrutura energética tradicional, o desequilíbrio de energia de curto prazo da rede elétrica é ajustado por unidades tradicionais (principalmente energia térmica e hidrelétrica na China) respondendo a sinais AGC. Com a conexão à rede de novas fontes de energia, a volatilidade e a aleatoriedade da energia eólica e solar intensificaram o desequilíbrio de energia de curto prazo da rede elétrica em um curto período de tempo. Fontes de energia tradicionais (especialmente energia térmica) estão atrasadas na resposta às instruções de despacho da rede elétrica devido à sua lenta modulação de frequência e, às vezes, haverá ações incorretas, como ajuste reverso, portanto, não podem atender à nova demanda. Comparativamente, a velocidade de modulação de frequência do armazenamento de energia (especialmente armazenamento de energia eletroquímica) é rápida, e a bateria pode ser alternada de forma flexível entre os estados de carga e descarga, tornando-a um recurso de modulação de frequência muito bom.

Em comparação com o rastreamento de carga, o componente de carga da modulação de frequência do sistema muda em minutos e segundos, o que requer maior velocidade de resposta (geralmente resposta em segundos), e o método de ajuste do componente de carga é geralmente o AGC. No entanto, a modulação de frequência do sistema é uma aplicação típica de energia, que requer carga e descarga rápidas em um curto período de tempo, e exige uma grande taxa de carga e descarga quando o armazenamento de energia eletroquímica é usado, o que encurtará a vida útil de alguns tipos de baterias e, assim, afetará sua economia.

Capacidade de reserva refere-se à reserva de potência ativa reservada para garantir a qualidade da energia e a operação segura e estável do sistema em caso de emergência, além de atender à demanda de carga esperada. Geralmente, a capacidade de espera precisa ser de 15-20% da capacidade normal de fornecimento de energia do sistema, e o valor mínimo deve ser igual à capacidade da unidade com a maior capacidade instalada no sistema. Como a capacidade de reserva é para emergências, a frequência de operação anual é geralmente baixa. Se a bateria for usada como serviço de capacidade de reserva isoladamente, a economia não pode ser garantida, portanto, é necessário compará-la com o custo da capacidade de reserva existente para determinar o efeito de substituição real.

Devido às características aleatórias e intermitentes da geração de energia eólica e fotovoltaica, a qualidade da energia é pior do que a das energias tradicionais. Como a flutuação da geração de energia renovável (flutuação de frequência, flutuação de saída, etc.) varia de alguns segundos a várias horas, existem aplicações baseadas em potência e em energia, que podem ser geralmente divididas em três tipos: deslocamento temporal de energia da energia renovável, solidificação da capacidade de geração de energia renovável e suavização da saída de energia renovável. Por exemplo, para resolver o problema da rejeição de luz na geração de energia fotovoltaica, é necessário armazenar a eletricidade restante gerada durante o dia para descarga à noite, o que pertence ao deslocamento temporal de energia das energias renováveis. Para a energia eólica, devido à imprevisibilidade do vento, a saída da energia eólica flutua muito e precisa ser suavizada, portanto, é principalmente utilizada uma aplicação baseada em potência.