360度详解北汽擎天柱计划：3000座光储换电站技术可解决 模式是难题
发布日期：2017/11/16
根据发布消息，“擎天柱计划”是通过换电和电池再利用技术，将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合。其重要载体为分布式光储换电站，由控制舱、能量舱、回收舱、光伏、电网等组成，可实现互动式发电、供电和并离网运行，并通过云平台大数据进行多个分布式光储换电站智能管理。
1 同类换电站对比
发布会上给出了由三个集装箱式模块构成的换电站方案，光储换电站究竟由哪些系统构成，其工作运行的方式又如何呢?我们先将之与国内已经建成的同类型的换电站方案中做一个对比：
˙2011年黑龙江省电力科学研究院建成光储式电动汽车充换电实验站;
˙2011年6月，青岛薛家岛充换储放一体化电站正式运行，该方案日换电可达560次，可同时服务6辆公交车;
˙2012年3月，北京朝阳区高安屯充换电网络示范工程建成，作为电动环卫车、乘用车和公交车换电服务中心，有4条换电流水线，同时服务8辆电动汽车。
与“擎天柱”计划相比，黑龙江省电力科学研究院建设的光储式电动汽车充换电实验站，由光伏发电系统、蓄电池储能系统、电动汽车充电站、站用负荷单元组成，没有采用梯次电池作为储能结构。其工作运行系统图如下：
而青岛的薛家岛充换电一体站分两部分，其中薛家岛部分配置504块电池板，北庄部分配置816块电池板，光伏总安装容量为168kW。电网供电中断后，成“孤岛运行模式”，通过储能系统提供本地电源;电网供电恢复后，储能系统重新恢复到“并网运行模式”。和“擎天柱”计划一样，都采用了梯次储能电池，可以并离网运行，但是薛家岛换电站是一个区域中心级的充换储一体电站，还可以为周边的网点统一配送换电电池，其占地面积和光伏总安装量要远超北汽的方案。
薛家岛充换电一体站的工作运行系统图如下：
“擎天柱计划”发布的光储换电站占地仅约为150-300平方，并非区域中心级的充换电站，但仍同时具备充电站、换电站、储能电站的功能。电网、车辆、电池、功率调节系统(Power Condition System, PCS)、光伏及梯次储能系统等将其功率、数据信息上传到能量管理中心，由能量管理中心对储能电池和动力电池的功率及能量进行优化控制，并与电网进行协调与互动。
一般地，光伏电源接入的电动汽车换电站的能量分配方式有以下五种：
充换电系统主要组成包括：换电系统、充电系统、辅助系统等。
在换电系统方面，薛家岛换电站主要针对公交车换电作业，采用机械手从车辆侧面抓取电池进行换电的方式，其换电平面布置图如下所示。
3 排队仍会出现
特别是在13:00以后会出现换电高峰;夜晚至凌晨非高峰期19:30～5:30之间服从均匀分布，换下的动力电池 SOC 服从正态分布。
基于此事实，文献根据蒙特卡罗算法给出了服务数量为50台出租车的情景假设，推演了满足各时段换电需求的电池数量图。
比如仅场站建设问题就要考虑换电站建设用地、电力接入、换电站建设要求、政府规划等因素，还要考虑换电站建成后的社会示范效应及运营收支情况等。换电站前期主要投资和运营成本如下：
在场站投资较大，充换电车辆还未达规模效应的情况下，如何设计合理的商业运作模式，明确各方责任，保障各方利益，促进良性发展就成了最大的问题。北汽从联合加油站、出租车公司采用共建模式开始推动建设的方式的可行性和效能发挥水平，尚需假以时日，以观实效。
来源：第一电动网
