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摘要：新能源汽车是中国汽车行业一个发展的主要方向，中国经济重要的增长点。建设和推广电动汽车充电设施是落实国家能源战略、发展低碳经济、响应节能减排政策的重大举措。文章通过研究现有光伏充电站的发展状况、相关技术，详细分析了光伏发电系统在充电站中的发展前景，对今后电动汽车充电站建设提供了借鉴。
关键词：新能源；光伏发电；电动车充电站
引言
随着能源危机与全球变暖等问题正引起越来越多的关注，新能源汽车已经成为全球汽车工业的发展方向。纯电动车以其绿色环保、节能和经济性等优点，在环保和节能上具有不可比拟的优势，成为解决人类巨大能源和环境压力的有效途径，是21世纪汽车的发展方向。充电站是给电动汽车提供持续动能的场所。根据节约用地的原则和出行方便的使用特点，如果将充电站接入太阳能光伏发电系统，有利于缓解电网的承受能力，实现智能供电。由此可见，对未来智能电网、能源互联网来说，研究电动汽车光伏充电技术意义非凡。
1 光伏发电系统
1.1 光伏发电工作原理
光伏发电是指利用太阳能电池的光伏效应，将太阳光能直接转化为电能的一种技术．通常光伏系统由太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、直流配电柜、逆变器和交流配电柜等设备组成，其中太阳能电池方阵和逆变器是光伏系统转换电能的核心要件。
2光伏充电站的应用
2.1光伏充电站典型结构设计
一完整的充电站需要光伏发电区、配电室、中央监控室、充电区、更换电池区和电池维护间等六个部分组成。主要由太阳能电池单元、电网、智能控制器、蓄电池、充电站、负载组成。如下图所示，充电站按照功能可以划分为四个子模块：光伏发电系统、配电系统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。
图4 典型光伏充电站示意图
2.2光伏充电站的建设现状
2.2.1国外电动车光伏充电站现状
从国外情况看，发达国家光伏充电站技术发展非常快。美洲以美国为例，2011年可持续能源公司（BE）宣布在纽约建成第一座电动汽车光伏充电站，充电站所产电能可以满足一个小家庭的需要，同时其电池存储力还能满足全天候的即时使用需求。2013年发明、设计及制造而成世界首个全自动、可移动的独立光伏发电充电站，日光伏发电量约为16千瓦时，可存储于一个22千瓦时的车载电池储能装置之中。欧洲以英国为例，2011年建设了世界上第一个全国性高速公路电动汽车光伏充电站网络后一直没有停滞加速的步伐。目前，免费使用的光伏充电站已在30个高速路服务区正式“上岗”。即使在亚洲，2016年韩国政府宣布，2017年将在境内各大商场，火车站等公共场所新建240座电动汽车光伏快充充电站，一季度已建成100座，数量等于目前韩国所有超级充电站数量总和，而去年同期韩国在这一方面的基础设施还是零起步。
2.2.2 国内电动车光伏充电站现状
我国从2009年起步建设，国内最早为的湖北襄阳光伏充电站，目前国内规模最大的北京高安屯电动汽车充换电站。根据工信部数据，中国汽车充电站数量从2010年76个增至2016年的5600个，期间年复合增长率为104.8%。在保持数量上涨的形势下，技术也在不断更新。2016年上海市在公交充电站中，利用CMS主动柔性智能充电技术为核心，建立了电气技术层、智能充电层、云平台层三层结构，通过群管群控+云平台控制的充电模式，一个站点既可以对某台纯电动公交车集中充电，也可以实现对120台大巴车同时充电。
2.2.3我国未来光伏充电站市场前景
2016年10月，中国汽车工程学会编制了《节能与新能源汽车技术路线图》，确定了我国新能源汽车发展的总体思路：“十三五”期间即2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。同时要建设覆盖全国的充电设施，来支撑电动汽车的大规模发展。预计到2030年新能源汽车将超过8000万辆，相应的充电设备也要配置在8000万个。
3 光伏充电站应用的技术研究
3.1光伏充电站能量管理研究
充电站的发展，其核心问题是储能。即在充换电站运行时，如何实现高效率的能源管理算法，如何通过能量管理装置来实现电能的调度。今后要以实现充换电站运营费用最低，购电费用最低；实现储能的长寿命为目标，设计出了多目标的光伏发电储能优化方案，通过储能实现电动汽车均衡电网。
3.2光伏充电站标准管理研究
研究并网光伏发电系统的技术参数和控制特性及承受大电网扰动能力的技术要求与标准，研究光伏发电系统并网的规模、接入电压等级、无功配置和电能质量等方面的技术标准，研究大电网接纳光伏发电系统应具备的条件等技术标准与规范。健全光伏发电接入公共电网的技术标准与规范，将有利于引导与规范光伏发电等新能源分布式发电系统有序接人大电网，确保这些新型发电系统及其控制设备不会对大电网的安全稳定运行造成危害。
4未来光伏充电站规模化应用的建议
建设光伏充电站的目的是为了降低充电负荷对电网的影响，今后的应用中要把握住两个考核指标：一是建设充电站前后，充电负荷占电网最大负荷峰值的比值。二是负荷总量，即总能量、总电量需求的比值。谋求科学合理地加快停车场、居民活动集中区等公共场所建立的公用光伏充电设施，让电动汽车在工作区充电，可以采用光伏充电的方式，而在住宅区则可以采用夜晚用电低谷期的充电方式，两者相互补充，对充电设施的整体建设具有积极的指导意义。
电动汽车和分布式电源是国家两大新兴产业战略。未来，在微电网环境下，积极研究电动汽车充电设施与光伏发电的有机集成，是提升新能源汽车整体运行的经济效益和环境效益的有效途径。
参考文献：
[1]肖大鹏，光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].通讯世界，2014，08.
[2]韦永兰，张力夫，高速公路光伏充电站的可行性评价[J].有色冶金节能，2014，04，02
[3]冯巍.电动汽车充电站10kW光伏发电系统[J].电气技术，2010，10：94-96
论文作者:钱堃,宋毅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签：充电站论文; 光伏论文; 电网论文; 电动汽车论文; 新能源论文; 系统论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第21期论文;