汽车充电站光储充项目方案

1.1项目概况

项目地址位于上海市徐汇区三汇路，国家电网公司电动汽车充电站。拟将现有充电站改造为‘光储充’结合示范站点，整个充电站目前共有22个车位，均配置有60kW直流充电桩。其中1~8号车位上设置雨棚；9~13号车位为露天车位；14~22号车位为办公楼1楼地上车库。1~12号充电桩电源取自箱变1，大小为800kVA；13~22号充电桩电源取自箱变2，大小为630kVA。

根据现场踏勘情况分析，可在办公楼屋顶布置光伏组件，同时将1~8号雨棚改造为光伏车棚，9~13号车位其南侧绿植树木高度较高，不便于布置光伏组件，故不做改动。储能设备置于办公楼1楼地上车库内，通过现有电缆沟直接连接至箱变2，现有充电桩不做改动，形成‘光储充’结合示范站点。

光伏设备在工作时段若功率大于充电站消耗，则使用储能设备将其富余发电量进行存储。当光伏发电量不足以支撑充电站消耗时则利用储能设备结合电网进行供电，最大限度提高设备经济性。

1.2

随着经济的不断发展，电力需求不断增长，能源消耗尤其是火电电力消费也是水涨船高，造成了污染和温室气体排放，深深影响着我们的生活。光伏发电系统作为一种主动的节能方式，就地发电就地消纳，布局具有很好的环境效益，也具备很好的经济效益。但光伏发电具有不稳定性，在光照条件良好的时候可以达到理想发电功率，但光照及其他环境因素均实时变化，使得光伏发电功率不稳定，通过引入储能系统便可解决电能不稳定的问题。

电化学储能包括锂离子电池、液流电池、铅酸电池、钠硫电池等典型的二次电池体系，以及新兴的二次电池体系（钠离子电池、锂硫电池、锂空气电池）。对于电力系统而言，储能系统的基本技术特征体现在功率等级及其作用时间上，储能的作用时间是区别于电力系统传统即发即用设备的显著标志。储能系统的引入不仅可以解决光伏发电不稳定的问题，同时也可以解决充电桩使用时段与光伏发电时段不匹配所产生的光伏发电浪费等问题。

近五年，新注册登记新能源汽车数量从2017年的65万辆到2021年的295万辆，呈高速增长态势。新能源电动车保有量的快速增长对新能源充电桩的建设提出了更多的要求。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布数据，2019年我国车桩比已经提升至3.50:1，较2015年的7.84:1已经有大幅的提升。其中，车与公桩比为8.25:1。车桩比虽然在不断提升，但仍远低于《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》规划的1∶1的指标，充电桩仍有较大的建设空间。

1.3

(1)合理利用土地资源

光伏组件分别布置于办公楼屋顶与车位雨棚顶部，均在已有资源上进行改造，不占用多余土地资源，可更加高效利用现有土地资源。

(2)优越的经济性

光伏发电可直接用于车位充电桩供电，当充电桩负荷不足以消耗光伏电能时可通过储能系统进行存储，当充电负荷大于光伏发电量时进行放电；

根据上海市徐汇区供电营业规则，电网公司按照尖峰谷不同时段征收不同电价，尖峰谷价差可达到0.7905元/kWh。储能系统可以在谷时段存储电能，在峰值电价时段放电，通过电价差获取经济效益。

(3)降低变压器容量

本次项目预计安装1台100kW/200kWh储能设备；可结合储能设备在充电站负荷量较大时减轻变压器容量负担，保障用电质量同时降低每月容量电费。

(4)‘光储充’示范站点

该充电站位于上海市徐汇区三汇路，将其改造为光伏、储能及充电桩结合站点具有示范作用，同时可作为形象工程进行展示，体现能源综合利用。

2.1 项目设计特点

高可靠性：光储充系统优化配置，设备、部件质量可靠且断电不停电，光伏设计寿命不低于20年，储能系统设计循环寿命不低于6000次。

高经济性：光伏组件在光照下实时发电，有效利用光资源，节省电费支出。储能系统可进行削峰填谷，从峰谷价差获取收益。

高系统效率：光伏组件采用单晶硅材料，在稳定效率下标称功率不低于540Wp，整体发电效率不低于82%。储能系统采用磷酸铁锂电芯，充放电效率不低于92%。

安全性好：光伏组件安全双重保障，解决防雷击、抗大风跌落、防触电等安全问题，电池管理系统三级保护，时刻监控系统电池运行状态，解决安全问题。

人机友好：光伏、储能均具有云端系统，可以多端接入，远程操控，可实时查看发电量、电池状态、累计发电量等。

2.2光伏设计

光伏系统安装于车棚顶部与办公楼屋顶，设计为并网型系统，所发电量就地消纳。其原理为光伏组件经串联后发出直流电，接入逆变器直流侧，通过逆变器将直流电转变成交流电，接入低压母线，通过低压母线实现并网，同时与储能系统、充电桩等设备连接。系统主要有光伏组件方阵、组串式并网逆变器、升压变压器、并网配电柜（箱）、配电电缆等部分构成。

2.3储能系统配置

系统设计为一台储能一体柜系统，暂定配置为100kW/200kWh。系统经储能变流器变流后接入低压母线。储能系统的主要配置：电池柜、电池管理系统（BMS）、储能双向变流器（PCS）、能量管理系统（EMS）、辅助系统（包含温控系统、消防系统、视频监控系统等）。储能系统设计要求：以磷酸铁锂电池组作为储能介质，通过储能变流器与电网相连接。储能系统设计主要功能要求如下：

具备电池安全管理功能，储能系统装有电池管理系统（BMS）对电池的充放电进行在线管理，实时监控并对电池提供多级保护；

具备能量管理功能，BMS与PCS与后台监控相连，通过EMS能量管理系统，可按照具体地区的电价执行标准，设置合适的充放电控制策略，实现储能系统充放电无人值守，降低运营成本；

环境温度设计，储能系统搭配工业空调，通过系统散热设计，可以快速调节箱内温度，维持箱内温度稳定；

消防安全要求，储能系统配备了气溶胶灭火系统，自动、快速火灾报警并迅速灭火，保护系统安全；