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光储充一体化充电站在配电网中的应用

研究

摘要：光伏发电和储能技术的结合早已被广泛应用，光储一体化可以解决光

伏发电的随机性和间歇性的影响。因此，按照蓄光充一体化模式，建设蓄光充一

体化充电站，既能就地消纳清洁能源，减少对化石燃料的需求，又能减少光伏发

电和汽车充电站与配电网直接连接带来的不利影响，同时可根据需要与配电网灵

活互动，实现灵活、经济、维护检修简单，实现当地能源生产和用能负荷的基本

平衡。

关键词：光储充一体化；配电网；建设模式；

现代社会经济的快速发展带来了诸多问题，其中环境污染和能源危机问题日

益严峻，分布式能源和电动汽车的出现在一定程度上缓解了上述问题，并得到社

会的普遍认可。但是大量的分布式能源，尤其是光伏发电并入配电网，具有很强

的随机性，对配电网的电能质量、潮流和谐波等产生显著的影响，而电动汽车充

电站也会对配电网造成一定的冲击。

一、光储充一体化电站系统概述

光储充一体化电站包括光伏发电系统、储能系统、能量管理三个部分。其中，

光伏发电系统包含太阳能电池阵列、光伏逆变器等设备。储能系统包含电池、电

池管理模块、双向交流器等设备。能量管理系统为电站运行中枢，包括功率监测、

源网投退设备、通信接口、计算控制模块等设备。

二、光储充一体化充电站设计

1.技术原理。光伏发电接入配电网，首先改变了配电网的潮流分布，甚至改

变潮流方向，这种改变影响了配电网的电压。并且，光伏发电系统中的逆变器是

产生谐波污染的主要来源，其向配电网注入的谐波会引起沿线电压畸变。电动汽

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车充电站对配电网带来的影响主要有两个方面，一是电动汽车充电时间叠加或负

荷高峰时段充电会加剧配电网的负担；二是由于充电设施属于非线性负载，充电

时产生大量的谐波，其影响与光伏发电相同。目前解决光伏发电、电动汽车充电

站对配电网影响的常见措施是同步建设储能系统。储能系统起到以下几种作用。

（1）电力调峰。储能系统可以根据实际情况调节光伏发电及电动汽车充电需求，

减少配电网压力，在充电站负荷高峰期时释放电能为电动汽车供电，同时存储光

伏发电富余的电量，提高电网功率峰值输出能力和供电可靠性。（2）改善电能

质量。储能系统可以改善光伏发电的供电特性，减少电动汽车充电时配电网的负

荷波动。同时还可以稳定电压、改善相角以及有源滤波等。（3）孤岛运行。当

配电网停电时，储能系统可以以孤岛方式运行，提高供电可靠性。

2.设计思路。根据现有建设案例，选取某配电台区建设试点项目，在该配电

台区建设光储充一体化电站。光储充一体化充电站主要由电网、电动汽车充电站、

储能系统、光伏发电系统和能量管理系统组成，光储充一体化电站在阳光照射下，

光伏发电系统为汽车充电站负荷供电，同时为储能系统充电，富余电量上网。在

用电高峰时段，储能系统放电，起到削峰填谷作用。当电网停电时，光储充一体

充电站离网运行，保证供电可靠性。

三、光储充一体化充电站建设关键技术

1.光储充一体化电站一次接线方案。试点项目光伏系统为分布式光伏发电系

统，并网容量不高，为使得光伏发电就近消纳，将充电桩输入端与光伏逆变器交

流侧于配电箱内并网连接，同时配电箱内装设光伏发电计量电表、光伏上网计量

电表和充电桩计量电表。配电箱通过电缆与配电房低压柜并网。储能电池簇通过

双向变流器后配套STS切换开关并入配电房低压柜。储能系统正常情况下并网运

行，电网停电时可离网运行，主要作用为备用电源，兼顾削峰填谷功能。

2.光伏发电系统的建设方案。太阳能电池是将太阳辐射能直接转