5光伏车棚+充电桩解决方案

“光伏车棚+充电桩”一体化解决方案

1、背景与发展

截止到2017年底，全国共建成公共充电桩21.4万个，同比增长了51%，保有量居全球首位。新用户私人桩的安装率超过了80%。根据国家“十三五”规划，到2020年，集中式的充换电站要发展到1.2万座，分散式充电桩要达到450万个，较目前增长超过100倍。

2020年，中国预计新能源汽车的销量和产量将达到每年200万辆。中国汽车工业协会表示，预计今年新能源汽车销量将增长40%左右。新能源汽车包括混合动力和纯电动汽车。

新能源汽车是未来汽车行业一个发展的主要方向，也成为中国经济新的增长点。中国将继续推进行业相关标准和政策扶持从而持续推动新能源汽车发展。

2、方案介绍

“光伏车棚+充电桩”一体化充电站能够通过光伏发电后储存电能，光伏、储能和充电设施形成了一个微网，根据需求与公共电网智能互动，并可实现并网、离网两种不同运行模式。不仅实现了清洁能源供电，还能缓解充电桩大电流充电时对区域电网的冲击。

“光伏车棚+充电桩”一体化方案中，储能系统是核心。储能系统具备并网运行模式及离网运行模式，可实现调峰控制、调频控制、无功电压控制、离网应急供电四种运行功能。

系统特点：

1. 双向变流，可接受上级指令进行并离网切换；

2. 系统具有多种保护措施，保证系统能够正常稳定运行；

3. 配有监控系统，实行全数字化控制，可以查看储能变流和光伏逆变的运行状态等信息，且具有诊断、复位功能，可实现无人值守，全自动化运行。

3、工程案例分享

本方案为xxxx建设新能源充电站提供解决方案，该项目采用市电、光伏和储能混合供电。白天有光照时，由光伏系统发电，供给充电桩，多余部分优先给蓄电池充电，电池充满后，再供给厂内用电负载使用（如照明、发电设备等），市电作为补充能源；晚上由市电给蓄电池充电，由市电给充电机供电。该电站能有效利用太阳能以及蓄电池。

建筑总面积约为5000㎡，初步建设充电站规模为3台 60KW的双枪直流快慢充充电桩，4台7kw交流桩（用电总功率为208KW不含照明系统等其它电路负载），则为保证系统供电光伏装机容量至少为500KW，储能系统则配备至少1MW*1h。

本微网项目实际运行中，还需搭建一套能量管理监控系统（EMS），底层设备：储能变流器、光伏逆变器、电池管理系统（BMS）、充电桩同时可接入监控系统。

系统图如下：

1#DC 充电桩60KW

2#DC 充电桩

60KW

3#DC 充电桩60KW

4#AC 充电桩7KW

10KV 电网

400V AC BUS

锂电池组

1MWH

250KW PCS

500KW 光伏逆变器

500KW

光伏组件T: 1250KVA 0.4/10KV

T: 250KVA 0.38/0.4KV

储能集装箱7#AC 充电桩7KW

220V AC 单相

T: 500KVA 0.38/0.4KV

图2 500KW 光伏系统拓扑结构图

3.2 光伏储能系统

电池采用磷酸铁锂电池，该电池提供过充、过放、过流、过温、短路保护，提供充电过程中的电压均衡功能，具备系统运行状态和故障报警显示，同时能采集所有电池组的信息，通过液晶屏显示充放电过程中的电压、电流、SOC，进行参数设置和修改，根据电池状态调整充放电控制。

3.3 BMS管理系统

a) 全面电池信息管理

b) 在线SOC 诊断

c) 无损主动均衡充电管理

d) 系统保护功能

电池管理系统拓扑图：

交流断路器

DC/AC converter 5

N

交流防雷器

隔离变压器直流断路器

+BAT

-

250KW PCS

DC/AC converter 1

A B C

3.5 交直流充电桩系统

3.6 微网控制系统

微网储能系统中，EMS 通讯拓扑分为两层结构，顶层为总集中监控系统，底层设备：1套500KW 光伏逆变器、1台250KW 储能变流器、电池管理系统（BMS ）、3台直流充电桩、4台交流桩、环境监测设备、消防系统、空调或门禁系统等均接入站级监控系统。

储能变流器

空调

以太网总线

通讯管理机

以太网交换机

直流充电桩RS485

RS485

光伏逆变器LAN 交流充电桩

LAN

LAN LAN

4、经验总结

光伏充电站建设对于新能源汽车的推广来说至关重要，有助于多角度攻克里程续航问题。而从其他方面来说，光伏充电站本身也可以更多地应用到其他生活领域，为智慧低碳城市建设再添助力。总的来说，光伏充电站、光伏充电系统等一体化构建有望带动起城市新一轮基建热潮。