寧宇

摘要：為解決環(huán)境及能源問題，近年來電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展迅速，隨著其不斷的普及，必將成為重要的民用用電側(cè)用戶，電力需求的不斷增加，電力系統(tǒng)峰谷差大的情況將進(jìn)一步加劇?；谝陨?，本文對(duì)通過建立蓄能式充電站平抑電網(wǎng)峰谷的可行性進(jìn)行探究與展望。

關(guān)鍵詞：蓄能式充電站；平抑峰谷；探究；展望

1、國內(nèi)充電汽車政策及發(fā)展趨勢(shì)；

十八大首次把“美麗中國”作為生態(tài)文明建設(shè)的宏偉目標(biāo)，把生態(tài)文明建設(shè)擺上了中國特色社會(huì)主義五位一體總體布局的戰(zhàn)略位置。生態(tài)環(huán)境問題得到了前所未有的重視，也到了刻不容緩的地步。電動(dòng)汽車的普及已迎來了歷史機(jī)遇期，發(fā)達(dá)國家已相繼提出了本國燃油車禁售時(shí)間表。2019年海南省已邁出我國燃油車禁售第一步，將從2019年3月1日開始，逐步實(shí)施禁售燃油車的決策，預(yù)計(jì)將在2030年前禁止燃油汽車上路行駛。隨著電動(dòng)汽車的快速普及，電動(dòng)汽車充電站將在短期內(nèi)進(jìn)行大量建設(shè)。

1.1、國內(nèi)充電站發(fā)展預(yù)期：

依據(jù)《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020 年）》預(yù)測(cè)，到2020年，我國新增集中式充換電站超過 1.2 萬座，分散式充電樁超過480萬個(gè)，以滿足全國 500 萬輛電動(dòng)汽車充電需求。

1.2、電網(wǎng)狀況：

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對(duì)電力需求不斷增加，電網(wǎng)的電力負(fù)荷峰谷差逐漸加大，運(yùn)行中必須采取調(diào)峰措施，以保證電力系統(tǒng)的平衡。以福建電網(wǎng)為例，電網(wǎng)峰值為24000MWe，谷值為14000MWe左右。峰谷電量差為10000MWe，占電網(wǎng)滿負(fù)荷42%左右。

1.3、目前調(diào)峰手段及蓄電池儲(chǔ)能電站（Battery Energy Storage System，BESS）的優(yōu)勢(shì)：

傳統(tǒng)的調(diào)峰方法一般有火電調(diào)峰、燃?xì)廨啓C(jī)組調(diào)峰和水電調(diào)峰，以上調(diào)峰方法均為從發(fā)電側(cè)進(jìn)行調(diào)峰，通過調(diào)整全網(wǎng)的發(fā)電機(jī)出力來跟隨電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)，對(duì)發(fā)電機(jī)組調(diào)峰容量提出了較高的要求，而且機(jī)組的頻繁啟停也造成了燃料資源浪費(fèi)?，F(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)中，利用抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并實(shí)用化，但由于受建設(shè)環(huán)境、地理位置制約，有很大局限性，難以得到大范圍應(yīng)用。

蓄電池儲(chǔ)能電站具有儲(chǔ)能密度大、安裝建設(shè)靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以方便地應(yīng)用，有效平抑電網(wǎng)負(fù)荷的波動(dòng)。下圖為《采用區(qū)間控制的蓄電池儲(chǔ)能電站調(diào)峰運(yùn)行控制策略》仿真結(jié)果，可有效的對(duì)日負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷。蓄電池儲(chǔ)能電站作為平抑電網(wǎng)負(fù)荷的手段已投入商業(yè)運(yùn)行。

2、蓄能式充電站的建立思路：

蓄電池儲(chǔ)能電站有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、儲(chǔ)能密度大、安裝建設(shè)靈活等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)蓄電池具有可拆分性強(qiáng)的特性，蓄能式充電站等同于將蓄電池儲(chǔ)能電站進(jìn)行分散化、小型化、模塊化管理，將電池組分散至城市內(nèi)的各個(gè)充電站。依托于當(dāng)前的通訊及控制技術(shù)，技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)。

2.1、蓄能式充電站的成本控制優(yōu)勢(shì)：

當(dāng)前充電站的收費(fèi)方式為充電電費(fèi)和充電服務(wù)費(fèi)兩部分組成。以福建電網(wǎng)為例，一般工商業(yè)及其他用電平段電價(jià)（1～10kV）為0.72元/kWh。尖峰電價(jià)在平段電價(jià)的基礎(chǔ)上上浮70%，高峰、低谷電價(jià)分別在平段電價(jià)的基礎(chǔ)上上浮和下浮50%。谷時(shí)電價(jià)0.36元/kWh，峰時(shí)電價(jià)1.08元/ kWh，蓄電池儲(chǔ)能成本在0.18元/kWh，如進(jìn)行谷時(shí)蓄電，蓄電成本為0.54元/ kWh，比峰時(shí)電價(jià)每kWh可節(jié)省0.54元，比無蓄能充電站有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。

由于采用蓄能充電的方式，蓄電池存儲(chǔ)電能不再送回至電網(wǎng)而直接為下游負(fù)荷供電。采用此種方式相比于蓄能式儲(chǔ)能電站將不再產(chǎn)生電能上網(wǎng)的線損。同時(shí)由于采用此種方式，可以有效平抑局部的用電負(fù)荷，對(duì)基礎(chǔ)電網(wǎng)的建設(shè)要求也將降低（如變壓器容量，線纜容量）。

2.2、可有效平抑電網(wǎng)峰谷差：

2019年福建省預(yù)計(jì)推廣5萬輛新能源汽車。以單臺(tái)汽車蓄電池容量為40kWh計(jì)算，全部充電一次預(yù)計(jì)在200萬kWh。如采用慢充方式，按平均8h充電時(shí)間計(jì)算，功率在250MWe，占谷時(shí)發(fā)電量1.7%，占峰時(shí)電量1%。如采用快充模式，按照1h充電時(shí)間計(jì)算短時(shí)最高負(fù)荷將達(dá)到2000MWe，將占谷時(shí)發(fā)電量14.2%，占峰時(shí)發(fā)電量8.3%。如采用蓄能型充電站模式，由于已經(jīng)完成電能儲(chǔ)備，電網(wǎng)負(fù)荷將不再受充電方式影響。在谷時(shí)進(jìn)行蓄電，按平均8h蓄電時(shí)間計(jì)算，功率在250MWe，占谷時(shí)發(fā)電量1.7%，占峰時(shí)電量1%。將有效平抑電網(wǎng)負(fù)荷。

3、發(fā)展前景：

如能普及蓄能式充電站，車載化將是其未來重要的發(fā)展方向，采用定點(diǎn)蓄電分散售電的模式，電能的銷售將有望告別線路的限制，省去大規(guī)?；ㄒ约袄吓f基建的改造成本，以下為幾個(gè)重要的發(fā)展方向。

（1）隨著純電動(dòng)車的普及，純電動(dòng)車的道路救援將是我們需要面對(duì)的一個(gè)問題，可移動(dòng)式充電站便可實(shí)現(xiàn)道路救援功能，待蓄能電站實(shí)現(xiàn)車載化后，可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)車隨時(shí)、隨地的全天候充電服務(wù)；

（2）隨著純電動(dòng)車的普及，必然對(duì)電力設(shè)施的基礎(chǔ)建設(shè)提出了更高的要求，尤其是老舊城區(qū)，由于設(shè)計(jì)初期未考慮電動(dòng)汽車的普及，很難短時(shí)間提高電力設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，各類用戶充電設(shè)施的改造也將是一項(xiàng)巨大的投入。車載式蓄能充電站將可有效解決上述問題，路邊車位，商場(chǎng)、小區(qū)停車場(chǎng)都將成為充電站?？捎行Ь徑獬潆娬竟┬璨黄ヅ涞膯栴}；

（3）蓄能式充電站還可接入小型的發(fā)電裝置，如配合光伏發(fā)電一同使用。對(duì)于不易接入電網(wǎng)的發(fā)電設(shè)施，可使用蓄能式充電站進(jìn)行電能接收，以實(shí)現(xiàn)提高電網(wǎng)電能品質(zhì)，降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本的目的。

4、結(jié)語

隨著蓄電池科技的突破，儲(chǔ)能成本也將隨之下降。大規(guī)模電動(dòng)汽車的普及，民用電用電量必然將出現(xiàn)大幅度提高，電網(wǎng)將面臨更大的挑戰(zhàn)。居民用電量的增加及階梯電價(jià)的實(shí)行，居民在家充電將變得不再經(jīng)濟(jì)。以上矛盾均可通過蓄能式充電站進(jìn)行解決，因此蓄能式充電站可作為未來充電站的重要發(fā)展方向。

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（作者單位：福建福清核電有限公司）