加快電網(wǎng)互動創(chuàng)新，多充綠色電

徐官屯服務區(qū)“光儲充”試點示范工程示意圖

　　項目名片

　　國網(wǎng)電動汽車有限公司高速公路服務區(qū)“光儲充”一體化示范項目位于京津塘高速公路徐官屯服務區(qū)北側，以現(xiàn)有屋頂、空地為依托，接入低壓配電系統(tǒng)，光伏裝機容量292.1千瓦，儲能系統(tǒng)78千瓦/282千瓦時，充電樁4×60千瓦。

　　看準“光儲充”一體化發(fā)展契機

　　“光伏”“儲能”“電動汽車”，這些無一不是當下能源領域的熱詞。

　　日前，國際能源署發(fā)布的《2017年全球電動車展望報告》中指出，我國已經(jīng)成為全球最大的電動汽車市場，占全球電動汽車銷量的40%多。但是，眾所周知，電池續(xù)航、充電站建設等一直是我國電動汽車進一步普及推廣的關鍵問題。我國電動汽車保有量目前已接近100萬輛，以一輛車配備20千瓦時的電池來估算，未來將陸續(xù)有20吉瓦時的鋰離子電池退役。在國網(wǎng)電動汽車公司專家看來，如果能二次利用退役的鋰離子動力電池，建設低成本的儲能系統(tǒng)，不僅能通過峰谷價差取得良好的經(jīng)濟效益，還能避免環(huán)境破壞和資源浪費，取得良好的社會效益。

　　這樣的動力電池儲能系統(tǒng)，電能來自于哪里?分布式光伏發(fā)電是個合適的選擇。近年來國家大力支持分布式光伏發(fā)展，光伏發(fā)電提供的是綠色清潔電能，在“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式下，國家為每度光伏發(fā)電補貼0.42元，使得分布式光伏項目具備較高的投資回報率。

　　電是光伏發(fā)電，由二次利用退役的鋰離子動力電池來儲能，那這樣的系統(tǒng)合適的建設點在哪里?國網(wǎng)電動汽車公司選擇了高速公路快充站。截至2016年年底，國家電網(wǎng)公司已建成高速公路快充站(以下簡稱“快充站”)1200余座，初步形成“六縱六橫兩環(huán)”的高速公路快充網(wǎng)絡。但受電動汽車保有量低、用戶里程焦慮等因素影響，充電設施的利用率低，短期內還難以盈利，急需拓展新的盈利點，提升快充站整體盈利能力。

　　國網(wǎng)電動汽車公司牢牢把握分布式光伏發(fā)展的契機，充分利用快充站及服務區(qū)的空間資源和配電設施，建設分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，為快充站和服務區(qū)負荷供電，將獲取可觀的經(jīng)濟收益，實現(xiàn)“綠色充(用)電，以光養(yǎng)樁”。“光”“儲”“充”的有機結合，不僅促進了儲能技術的應用，還實現(xiàn)了電動汽車充電站的綠色供能，帶來了良好的經(jīng)濟效益和發(fā)展前景，這就是國網(wǎng)電動汽車有限公司通過高速公路服務區(qū)“光儲充”一體化示范項目所達到的效果。

　　未來可支撐智能路網(wǎng)、電網(wǎng)、信息網(wǎng)“三網(wǎng)融合”

　　關于“光儲充”試點示范項目未來的推廣發(fā)展，國網(wǎng)電動汽車公司發(fā)展策劃部副主任馮義十分看好。他表示，目前國家電網(wǎng)公司已在高速公路服務區(qū)建成快充站1200余座，預計到2020年，高速公路服務區(qū)快充站數(shù)量將達到3000座，城市公共區(qū)域的地面集中式快充站數(shù)量還將超過這一規(guī)模。因此，作為對解決“電動汽車遠距離出行難”、城際交通“里程焦慮”問題的積極探索，徐官屯服務區(qū)“光儲充”一體化電站的模式不僅可以在高速公路快充站進行推廣，還可以在城市公共區(qū)域具備分布式光伏和儲能系統(tǒng)布置條件的快充站進行推廣，有著廣闊的應用前景。

　　不難想象，未來，全國13萬公里的高速公路沿線、數(shù)千座的高速公路服務區(qū)都有可能建上這種“光儲充”一體化電站，形成規(guī)模后，不僅能有力支撐城際充電網(wǎng)絡布局，還可借助“光儲充”的技術特性參與電網(wǎng)調峰調頻、削峰填谷等輔助服務。“未來，‘光儲充’一體化電站甚至可以作為智慧高速的配套設施，支撐智能路網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能信息網(wǎng)的‘三網(wǎng)融合’發(fā)展。”馮義說。

　　推動高速公路運營及交通出行服務用電綠色化

　　徐官屯服務區(qū)位于京津塘高速天津段，國網(wǎng)電動汽車公司與服務區(qū)產(chǎn)權方合作，充分利用服務區(qū)空間資源和已有配電設施，建設“光儲充”一體化電站，打造綠色用能服務區(qū)。

　　該項目光伏設計總容量為292.1千瓦，儲能電池組容量為500安時，總投資314.3萬元。光伏設計首年發(fā)電量為38.5萬千瓦時，儲能電池組每次充放電量為205千瓦時。因服務區(qū)已建成4×60千瓦快充站，因此項目無需考慮充電站建設投資。

　　徐官屯服務區(qū)“光儲充”試點示范項目充分利用服務區(qū)得建筑屋頂鋪設光伏組件，容量287.1千瓦;考慮到建筑物的分散性，采用在每棟樓設置直流匯流箱、在并網(wǎng)點集中逆變上網(wǎng)的方式。充電樁所在的快充站部分，考慮到停車位的雨棚面積較小，且承重能力弱，布置重量較輕的薄膜組件5.0千瓦。500安時容量的儲能電池組就近安裝在配電變壓器附近，并加裝時限開關，通過監(jiān)測控制系統(tǒng)時限充放電的自動切換，在服務區(qū)用電低谷和光伏發(fā)電高峰時充電，服務區(qū)用電高峰時放電。并網(wǎng)點(交流母線)在400千伏安變電器的低壓側，裝設必要的并網(wǎng)計量裝置，并網(wǎng)開關具備電流速斷、欠壓保護、失壓保護等功能。

　　“這個項目攻克了很多技術難題。”國網(wǎng)電動汽車公司市場營銷中心副主任彭曉峰介紹，該項目以儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性最優(yōu)為目標，綜合考慮光伏出力、電價、負荷特性等因素，實時控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。此外，建立儲能系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)的工程化精確模型，通過實時仿真整定儲能/光伏逆變器控制參數(shù)，解決了弱電網(wǎng)下多機并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)穩(wěn)定性問題。

　　徐官屯服務區(qū)“光儲充”試點示范項目從解決充電網(wǎng)絡發(fā)展實際問題入手，充分利用高速公路服務區(qū)已有資源，整合光伏、儲能、充電等業(yè)務，建設“光儲充”一體化電站，驗證了技術和經(jīng)濟上的可行性。光伏、儲能、充電三者的有機結合、相輔相成，成為這個項目的最大亮點，并且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟和社會效益。項目不僅通過對動力電池的梯次利用，實現(xiàn)了對電動汽車退役電池回收利用的探索，還利用儲能裝置提高了電動汽車的綠色充電比例，將清潔電力引入高速公路能源保障體系，促進實現(xiàn)高速公路運營及交通出行服務用電的綠色化，有效響應政府節(jié)能減排的號召。

　　說到該試點項目的經(jīng)濟性，彭曉峰也表示，基于電動汽車退役動力電池構建儲能系統(tǒng)，大大降低了建設成本，使得儲能系統(tǒng)在現(xiàn)階段的盈利成為可能，也為將來動力電池的回收利用提供了可行的路徑。另外，結合“光儲充”一體化建設運營，試點合同能源管理等模式，該項目還為今后國網(wǎng)電動汽車公司與高速公路產(chǎn)權單位的廣泛合作奠定了基礎。“而且，未來取得售電牌照后，也可直接向服務區(qū)售電，實現(xiàn)‘光儲充售’一體化運營。”彭曉峰說。