摘 要：光儲充電站一體化融合 “光伏＋儲能＋充電樁”，契合綠色發展理念。本文深入剖析其系統構成，包括光伏發電、儲能、充電樁及能源管理系統，結合行業趨勢提出協同發展策略，如構建良好格局、強化產業協同、搭建信息化平臺等；同時對微電網能量系統設計從架構、運行控制及優化目標等方面展開探討，旨在推動該領域綜合效益提升，助力能源與交通領域可持續發展。
關鍵詞：光儲充一體化；協同發展；微電網；能量系統
一、引言
在全球積極應對氣候變化、大力推進可持續能源發展的大背景下，傳統能源體系向清潔能源體系轉型的需求愈發迫切。隨著電動汽車保有量的迅猛增長，對充電基礎設施的需求急劇增加，同時，光伏等可再生能源技術的日益成熟，為能源結構調整提供了新的契機。光儲充一體化系統，作為 “光伏＋儲能＋充電樁” 有機融合的創新模式，既能充分利用太陽能這一清潔能源，又能有效解決光伏發電的間歇性和波動性問題，還能滿足電動汽車的充電需求，成為推動能源革命和智能交通發展的關鍵力量。微電網作為一種將分布式能源、儲能系統、負荷等有機整合的小型電力系統，為光儲充一體化系統的高效運行提供了理想的平臺。深入研究光儲充一體化協同發展策略及微電網能量系統設計，對于提高能源利用效率、降低能源成本、減少環境污染、促進能源與交通領域的協同發展具有重要的現實意義和深遠的戰略意義。
二、光儲充電站一體化系統構成
2.1 光伏發電系統
光伏發電系統是光儲充電站一體化系統的核心組成部分，由太陽能電池板、逆變器以及交直流電纜等部分組成。光伏發電系統的工作原理是太陽能電池板吸收太陽能并產生直流電，逆變器將直流電轉換為交流電，并通過配電系統將其供給各負載以及充電設施，進一步實現清潔能源的*效利用，為光儲充電站的可持續運行提供穩定的電能保障。
2.2 儲能系統
儲能系統是用于儲存光儲充電站一體化系統電能的重要部分，在需要時進行供電，有助于解決光伏發電系統的不穩定性等問題，提高能源利用效率，實現對電能的有效管理。儲能系統由儲能逆變器以及儲能電池組等部分組成，首先，儲能逆變器主要用于交流電網電能與儲能電池電能之間的能量雙向傳遞，通過控制實現對儲能系統充放電的管理，更好地滿足電能相應需求。儲能電池組是光儲充電站一體化系統中儲能系統的重要組成部分，用于存儲光伏發電系統產生的電能，以供給充電設施使用。采取模塊化設計方法，對多個電池進行并聯組成電池組，借助電池管理單元，實現對電池電流、溫度以及電壓等相關參數的監測，以確保儲能電池組的穩定運行。
2.3 充電樁系統
充電樁是用于給新能源電動汽車提供能源補給的裝置。充電樁系統主要包括充電樁、充電控制器、通信模塊以及安全保護裝置等。①充電樁是實現為電動汽車充電功能的設備，涉及充電接口、充電線纜、充電插座等。充電樁通過設計不同的充電標準、功率等級等相關參與，用于支持不同類型的電動汽車充電需求。目前較為常見的是交流充電樁、直流快速充電樁。②充電控制器是充電樁系統的核心部件，負責對電動汽車的充電過程進行控制，具有充電功率調節、充電模式選擇、充電計量、充電安全保護等功能。③通信模塊用于實現充電樁系統與后臺管理系統進行數據交互，以達到對充電樁的遠程監控與管理、充電服務接入、數據采集與分析等功能 [3] 。
2.4 能量管理系統EMS
能量管理系統是整個光儲充電站一體化系統的執行*樞機構，負責對光儲充電站內各種系統進行監控、調度，加強電能的優化管理，以實現能源的*效利用，促進電能的合理分配。能量管理系統通常具有能源監測與調度、負荷管理、故障診斷與分析等功能。①能源監測是能量管理系統通過實時監測光儲充電站內各系統電能的產生、消耗以及儲存情況，提供數據支持，并且對系統狀態進行實時反饋。同時調度會根據不同的電能需求以及供應的實際情況，對太陽能發電、儲能系統以及充電設備進行智能調度，更好地優化電能配置，以*大限度地提高電能利用率。②負荷管理是根據用戶需求以及電網負荷情況，合理分配調節充電設備的功率輸出，以平衡電網負荷。
三、光儲充電站一體化協同發展策略
3.1、政策支持與引導
政府應出臺一系列針對光儲充一體化產業的扶持政策，如財政補貼、稅收優惠、貸款貼息等，降低企業的投資成本和運營風險，提高企業參與的積極性。例如，對建設光儲充一體化項目的企業給予一定比例的建設資金補貼，對運營過程中的增值稅、所得稅等給予減免優惠 。同時，制定明確的產業發展規劃和技術標準，引導產業朝著規范化、標準化方向發展。明確不同規模、不同應用場景下光儲充一體化系統的設計規范、建設標準、安全要求等，為企業的項目建設和運營提供清晰的指導，避免市場的無序競爭 。
3.2、技術研發合作
建立產業技術研發合作機制，通過聯合研發項目、共建研發平臺等方式，促進企業與研究機構之間的深度合作。例如，多家企業和科研機構共同承擔國家或地方的重大科技專項，開展光儲充一體化系統關鍵技術的研發 。組織行業技術交流會議，為企業和科研人員提供交流平臺，分享最新研究成果和技術經驗，促進技術創新和共享。會議可以邀請國內外知名專家學者進行技術報告和研討，拓寬行業技術視野，推動技術創新的國際化合作 。
3.3、建設新能源汽車充電智能管控平臺
建設新能源汽車充電智能管控平臺，實現對光儲充電站及其相關設備的遠程監控、管理和控制。在平臺上集成各類傳感器和監測設備，實時獲取車輛運行情況、充電設備狀態、電能供需情況、充電樁使用情況等數據，并將這些數據反饋到平臺進行實時監控 。運營人員通過平臺可以隨時了解充電設備的運行狀況，及時發現并處理設備故障、異常充電等情況，提高設備的穩定性和可靠性。例如，當充電樁出現故障時，平臺能夠及時發出警報，并提供故障診斷信息，幫助維修人員快速定位和解決問題 。
四、系統結構
4.1概述
Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的**經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，*天候進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電樁運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。
微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
典型微電網能量管理系統組網方式
4.2. 實時監測
微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。
圖2系統主界面
4.3. 光伏界面
本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。
圖2 光伏系統界面
4.4. 儲能界面
本界面主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖3 儲能系統界面
4.5. 發電預測
系統應可以通過歷史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃，便于用戶對該系統新能源發電的集中管控。
圖4 光伏預測界面
五、結論
光儲充電站一體化系統通過將光伏發電、儲能系統以及充電系統相結合，實現電能的*效利用，促進電能的穩定供應，提高電力系統的可靠性，推動清潔能源的可持續發展。因此，在光儲充電站一體化協同發展中，需要通過構建系統發展良好格局、加強產業協同發展、能源轉型與交通的協同、加強微電網技術的應用、構建信息化管理平臺、建設新能源汽
車充電智能管控平臺等策略，構建光儲充電站一體化協同發展模式，確保系統的*效性，實現能源的可持續利用，促進環境保護的落實，共同推動光儲充電站一體化協同發展的進程。