摘要：分布式光伏系统减少了矿产资源等非可再生能源的生产和消费，对环境起到一定的保护作用；国家“十二五”规划明确提出大力发展光伏及新能源产业。相继出台《关于促进光伏行业健康发展的若干意见》、《支持分布式光伏发电金融服务的意见》等一系列利好政策；在未来，可再生能源、绿色能源的应用将逐渐普及；自发自用、余电上网，环保节能、享受政府补贴。分布式太阳能光伏发电的应用，利国利民，将成为未来太阳能行业主流发展方向。
关键词：换电站；储能；梯次动力；研究；
近日，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，部署加快推进电动汽车基础设施建设工作。文件强调了新建住宅配建车位应100%建设充电设施或预留建设安装条件，大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车位建设充电设施或预留建设安装条件的车位比例不低于10%，每2000辆电动汽车至少配套建设一座公共充电站。鼓励建设占地少、成本低、见效快的机械式与立体式停车充电一体化设施。
一、运行模式
一体化站在正常情况下并网运行并为电动汽车提供充换电服务。当上级电网出现紧急状态时需要调整运行方式，提供必要的支持;若上级电网崩溃时则需离网运行，防比电站设备损坏。由此可见，一体化电站的具体运行模式与接入点电网的状态紧密联系。研究中将电网状态划分为正常、警戒、紧急/严重紧急、崩溃以及恢复5个状态。
1.正常运行模式
一体化电站的常规状态为正常运行模式，该模式适用于电力系统正常运行状态甚至告警状态。一体化电站处于正常运行模式时，电网各项指标仍处于正常范围内，此时，一体化电站运行以经济优化作为主要目标，利用峰谷时差电价对电动汽车的充放电采取优化控制，同时适当提供包括无功补偿、谐波治理等辅助服务。在正常运行模式下，充放储一体化电站可能的运行子状态包括:充电站充电/放电/不动作和梯次站充电/放电/不动作共9种组合方式。
2.保护运行模式
一体化站非常规状态为保护运行模式，该模式适用于电力系统出现紧急甚至严重紧急状态，即系统各项运行指标处于稳定边缘。在该运行模式下，一体化站不再以经济目标为主要运行目标，因为若一体化站仍以经济调度方式运行，可能加剧系统的各项指标越限，导致系统失稳。因此，一体化站应调整运行模式，进入保护运行模式，利用一体化电站变流装置的技术优势，采取包括快速有功功率无功功率支持在内的紧急支持措施，协助电网恢复正常运行状态。
3.孤岛(自治)运行模式
一体化站的特殊运行状态为孤岛运行模式，也称自治运行模式，适用于电力系统崩溃及系统恢复状态。采用该运行模式时，电力系统各项指标己经严重偏离稳定限值，若一体化站仍并网运行将严重损害一体化站电力设备，因此一体化站应迅速解列进入离网运行状态。
二、规程的制定
1.总则
一体化站的单站容量为2.5 MW，随着电动汽车的发展，一体化站的需求量将逐步上升，若区域电网的一体化站规模扩大至10个站以上，一体化站总容量将达25 MW以上，这对区域电网的安全稳定运行有着重要影响。
2.调度中心
①装置说明。调度中心是充放储一体化站的指挥中心，监控主机位于监控室，调度中心完成3大功能:监视站内配电系统、充电装置、电池系统、能量转换系统以及电网系统的状态;处理下级数据采集系统上传的信息;根据监测数据制定一体化站的充放电计划，控制一体化站各个子系统的运作。
②运行流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现场监控装置分布于站内各子系统，获取电池充换系统的电池储能水平状态、充电区域以及换电区域的运行状态、梯次电池储能系统的储能水平状态、电网的运行状态，并通过车载终端获取当前车辆运行信息，包括电池电量状态以及电能需求等;中央处理机根据以上信息制定电池充换系统以及梯次电池储能系统的充电放电计划，发送控制指令控制切换能量转换系统的运行状态，从而控制一体化站与电网之间的能量流动。
③操作和注意事项。采用自动化系统，站内繁多的状态信息数据通过局域网传输到主机，主要包括电气设备、保护装置、测控单元等，这些装置与主机实现实时通信。同时，主机通过通信网络将本站调度信息数据实时上传至上级电网调度中心。
3.变流装置
①装置说明。多用途变流装置是连接电网和一体化站的能量通道，已通过多组整流/逆变器以及直流变换器实现交流电网与站内直流系统之间的能量转换。采用nc/nc-nc/ac拓扑结构的变流装置具有适应性强、控制独立等优点，能满足一体化站的运行控制需求，便于对电池系统进行灵活充放电控制与管理以及并网控制。
②运行流程。变流装置接收来自调度中心的指令，根据指令控制变流装置的运行模式:充电站充电/梯次站充电;充电站充电/梯次站不动作;充电站充电/梯次站放电;充电站不动作/梯次站充电;充电站不动作/梯次站不动作;充电站不动作/梯次站放电;充电站放电/梯次站不动作;充电站放电/梯次站放电。
4.电池充换系统
①装置说明。电池充换系统是一体化站对电动汽车用户的服务窗口，同时具有电池更换系统和快慢充电装置，适应不同需求。电池充换系统包括充电区、换电池区以及电池维护区3个模块。充电区:配备快速和慢充电装置，并能对电池系统的储备电池按照充电计划进行合理的充放电控制;换电池区:可为电动汽车用户提供快速更换电池服务;电池维护区:位于图3中的电池特性检测室以及梯次利用电池成组区间。电池维护区对电池进行维护，包括电池性能检测以及电池维修等，并进行梯次分组后将可作为动力的电池组送入充换站，动力性能较差的电池送入梯次电池储能站。
②运行流程。充电区为抵达一体化站的电动汽车提供常规充电和快速充电方式，对时间要求较高的用户可至换电区快速更换电池。电池维护区中电池特性检测室对用户更换下来的电池进行测试，将动力性能良好的电池送入电池充换系统，组成储能站并网运行，同时，将丧失动力性能的电池送入梯次电池成组车间进行分组后送入梯次电池系统组成储能站并网运行。此外，对于损坏的电池进行维修后分类送入充电站和梯次站。
5.梯次电池储能系统
①装置说明。梯次电池储能系统对电池维护区的退役电池进行再利用，开发电池的剩余使用价值，构成电池储能系统与电网进行灵活可控的能量互动，提高经济效益以及增强电网运行可靠性。
②运行流程。梯次电池储能系统实时掌握将电池维护区中梯次利用电池成组车间的电池情况，当站内电池容量缺额时从成组车间获取梯次电池加入储能系统，并定期检测储能电池状态，将储能性能失效的电池移除。
6.站内配电系统
①装置说明。站内配电系统是一体化站正常运行的基础，为一体化站内各设备装置提供电源，同时提供一体化站内的照明、温控等系统的供电。
②运行流程。正常情况下配电系统由电网供电，为站内设备提供电源;当一体化站进入孤岛自治运行时，配电系统由充电站和梯次站供电，维持一体化站设备的正常运转。
7.一体化站异常及事故处理
①电网进入紧急状态。当一体化站接入的上级电网进入紧急状态时，电网各运行指标己经严重越限，一体化站调度中心控制一体化改变运行模式，进入保护运行模式，为电网提供紧急支持服务。该模式下一体化站暂停电动汽车充换电服务，2个电池储能站均并网运行，根据调度中心指令对电网进行全功率充/放电。
②电网进入崩溃状态以及恢复状态。当一体化站接入的上级电网进入崩溃状态以及恢复状态时，电网紧急控制措施己无法将其调整至正常运行状态，此时一体化站若维持并网运行，将由于接入点电压电流等严重偏离额定值而严重损坏一体化站站内设备，因此，一体化站调度中心控制一体化站脱离电网运行，进入孤岛自治运行模式，不再与电网进行功率支持。
论文作者:张巍,曲军,李彦君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
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