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充放储一体化电站设计

发布日期：2025-12-08 17:07 31

充放储一体化电站是集成电动汽车充电站、电池更换站与储能电站功能的电网基础设施，由调度中心、多用途变流装置、充放储电池更换系统和梯次电池储能系统构成，支持与电网双向能量交互，可实现有序能量管理及削峰填谷。该设施通过并联式功率调节系统控制，具备充电、半放电、换电、放电四种运行模式，并采用分层控制结构进行能量调度。

全球范围内，法国电力公司2008年建成200座公共充电站，美国Better Place公司2009年启动加州充电网络建设。中国2011年底建成314座充电站及1.6万个充电桩，其中国家电网规划2015年前建设1700座充电站。储能技术方面，美国阿拉斯加电网2004年投运26.7MW镍镉电池系统，中国2011年建成首座5MW锂电池储能站。2020年《新能源汽车产业发展规划》明确鼓励"光储充放"多功能综合一体站建设，2023年工信部提出加快"光储充放"一体化试点应用。

随着环境和能源问题的日益严峻，电动汽车(Electric Vehicle, EV)和可再生能源发电(Renewable Energy Generation, REG)应运而生。电动汽车具有节能环保的优势，可以避免传统燃油汽车环境污染严重、石油消耗量大的缺点^[2]，可再生能源发电则可有效缓解当前电力需求紧张的局面，实现能源战略的可持续发展[[3],[4]。发展电动汽车必须建设与之配套的充电站，而可再生能源技术的可靠运用则离不开储能技术的发展，同时二者的发展还推动了各自产业链的发展，对国民工业有着重要意义。

电动汽车充电站的建设动力来源于电动汽车行业的蓬勃发展，从世界范围来看，日本和美国的电动汽车技术发展速度最快。从上世纪90年代中后期开始日本政府和企业对燃料电池汽车行业投入了巨额资金，随着铿电池性能的提高和价格的不断下降，日本政府开始着力发展电动汽车，各汽车公司也及时调整了方向。在美国，奥巴马总统制定了2015年以前让100万辆电动车上路的目标，政府的鼓励措施让各电动汽车生产商积极参与市场竞争。随着国内汽车工业的飞速发展，国家相继将新能源和新能源汽车列入战略性新兴产业加以重点扶持，电动汽车己进入快速发展时期。根据《电动汽车科技发展“十二五’，专项规划》，2015年我国电动汽车保有量将达到100万辆，2020年将达到500万辆，同时电动汽车充电站等相应基础设施的规划和建设也将相应启动。

储能技术的发展是高可靠性供电和新能源发电技术运用的必然趋势，它作为电网运行“采发输配用储”六大环节中的重要组成部分，受到各国能源、电力、交通等部门的高度重视。在配置大规模高效储能装置后，可以保证区域关键负荷的不间断供电，为电能质量要求高的国家重要部门和企业提供备用电源;其次，储能装置可以提高系统运行的稳定性，有效实现需求侧管理及电网负荷的“削峰填谷”，提升电力设备的利用率，降低旋转设备容量和供电成本;此外，储能技术的运用还可以解决发电与用电的时差矛盾，调节电能品质，消除光伏、风力等间歇式可再生能源发电直接并网时对电网冲击，进而促进可再生能源的发展。可以预计，随着城市电网峰谷差日益扩大，且不断增加的分布式间歇性可再生能源对电网安全影响日趋明显，储能系统作为输电网与配电网之间的纽带，在未来智能电网( Smart Grids, SG架构中将承担越来越重要的角色。

将电动汽车充电站与电力储能电站以及常规变电站的功能相结合，可构建新型的充放储一体化电站，它融合了三者的优势，具有占地面积小、功能多样化、运营成本优等诸多技术优势[}lo},}ll}。随着光伏、风力等新能源发电技术的快速发展，分布式能源向电网的渗透率日益增高，多能源输入的配网系统己经成为一种趋势，将新能源输入充放储一体化电站，可以有效地提高其运行的经济性能。正是由于充放储一体化电站功能的多样化，作为储能电池与电网接口的电力电子变换装置在其中占据着重要地位，合适的功率调节系统(Power Conditioning System, PCS)能大幅提升充放储一体化电站的运营效率和经济性能。