Notre solution intégrée de système photovoltaïque, de stockage d'énergie et de recharge vise à répondre intelligemment à l'angoisse liée à l'autonomie des véhicules électriques en combinantbornes de recharge pour véhicules électriquesCe système énergétique intégré combine les technologies photovoltaïques et de stockage d'énergie par batteries. Il favorise la mobilité propre grâce aux véhicules électriques, en utilisant l'énergie photovoltaïque comme source d'énergie nouvelle, tout en contribuant à réduire la pression sur le réseau électrique due aux fortes demandes. Il complète la chaîne de valeur de l'industrie des batteries par une utilisation progressive, garantissant ainsi le développement harmonieux du secteur. La mise en place de ce système énergétique intégré stimule l'électrification et le développement intelligent de l'industrie, permettant la conversion d'énergies propres, comme l'énergie solaire, en énergie électrique grâce au photovoltaïque et son stockage dans des batteries. Les bornes de recharge pour véhicules électriques transfèrent ensuite cette énergie des batteries aux véhicules, résolvant ainsi le problème de la recharge.
I. Topologie du système de micro-réseau photovoltaïque-stockage-charge
Comme le montre le schéma ci-dessus, la topologie du système de micro-réseau intégré photovoltaïque, de stockage d'énergie et de recharge comprend les principaux équipements décrits ci-dessous :
1. Convertisseur de stockage d'énergie hors réseau : Le côté CA d'un convertisseur de 250 kW est connecté en parallèle à un bus CA de 380 V, et le côté CC est connecté en parallèle à quatre convertisseurs CC/CC bidirectionnels de 50 kW, permettant un flux d'énergie bidirectionnel, c'est-à-dire la charge et la décharge de la batterie.
2. Convertisseurs CC/CC bidirectionnels : Le côté haute tension de quatre convertisseurs CC/CC de 50 kW est connecté à la borne CC du convertisseur, et le côté basse tension est connecté à la batterie. Chaque convertisseur CC/CC est connecté à une batterie.
3. Système de batteries de puissance : Seize cellules de 3,6 V/100 Ah (1P16S) constituent un module de batterie (57,6 V/100 Ah, capacité nominale de 5,76 kWh). Douze modules de batterie sont connectés en série pour former un ensemble de batteries (691,2 V/100 Ah, capacité nominale de 69,12 kWh). Cet ensemble est connecté à la borne basse tension du convertisseur CC/CC bidirectionnel. Le système de batteries comprend quatre ensembles de batteries d’une capacité nominale de 276,48 kWh.
4. Module MPPT : Le côté haute tension du module MPPT est connecté en parallèle au bus CC 750 V, tandis que le côté basse tension est connecté au champ photovoltaïque. Ce dernier est composé de six chaînes, chacune contenant 18 modules de 275 Wc connectés en série, soit un total de 108 modules photovoltaïques et une puissance totale de 29,7 kWc.
5. Bornes de recharge : Le système comprend trois bornes de 60 kWstations de recharge pour véhicules électriques en courant continu(Le nombre et la puissance des bornes de recharge peuvent être ajustés en fonction du trafic et de la demande énergétique quotidienne). La partie CA des bornes est raccordée au réseau électrique et peut être alimentée par des panneaux photovoltaïques, un système de stockage d'énergie ou le réseau électrique.
6. EMS et MGCC : Ces systèmes effectuent des fonctions telles que le contrôle de la charge et de la décharge du système de stockage d'énergie et la surveillance des informations SOC de la batterie selon les instructions du centre de répartition de niveau supérieur.
II. Caractéristiques des systèmes énergétiques intégrés photovoltaïques, de stockage et de charge
1. Le système adopte une architecture de contrôle à trois niveaux : le niveau supérieur est le système de gestion de l’énergie, le niveau intermédiaire est le système de contrôle central et le niveau inférieur est la couche des équipements. Le système intègre des dispositifs de conversion de quantité, ainsi que des dispositifs de surveillance et de protection de la charge, ce qui en fait un système autonome capable d’autorégulation, de protection et de gestion.
2. La stratégie de gestion de l'énergie du système de stockage est ajustée en fonction des prix de l'électricité (périodes de pointe, de creux et d'étalement des pointes) du réseau et de l'état de charge (ou tension aux bornes) des batteries. Le système reçoit les instructions du système de gestion de l'énergie (SGE) pour une gestion intelligente de la charge et de la décharge.
3. Le système intègre des fonctions complètes de communication, de surveillance, de gestion, de contrôle, d'alerte précoce et de protection, garantissant un fonctionnement continu et sûr sur le long terme. Son état de fonctionnement peut être suivi depuis un ordinateur hôte et il offre de puissantes capacités d'analyse de données.
4. Le système de gestion de batterie (BMS) communique avec le système de gestion de l'énergie (EMS), téléchargeant les informations du bloc-batterie et, en coopération avec l'EMS et le PCS, réalisant des fonctions de surveillance et de protection du bloc-batterie.
Le projet utilise un convertisseur de stockage d'énergie de type tour (PCS) intégrant des dispositifs de commutation réseau et hors réseau ainsi que des armoires de distribution. Il permet une commutation instantanée entre les modes réseau et hors réseau, prend en charge deux modes de charge : courant constant et puissance constante, et accepte une programmation en temps réel depuis l'ordinateur hôte.
III. Contrôle et gestion du système de stockage et de charge photovoltaïque
Le système de contrôle adopte une architecture à trois niveaux : le système de gestion de l’énergie (EMS) constitue la couche de planification supérieure, le contrôleur système la couche de coordination intermédiaire, et les convertisseurs CC-CC et les bornes de charge la couche d’équipement.
Le système EMS et le contrôleur système sont des composants clés qui fonctionnent ensemble pour gérer et programmer le système photovoltaïque de stockage et de charge :
1. Fonctions EMS
1) Les stratégies de contrôle de la répartition de l'énergie peuvent être ajustées de manière flexible et les modes de charge et de décharge du stockage d'énergie ainsi que les commandes de puissance peuvent être définis en fonction des prix de l'électricité pendant les périodes de pointe, de creux et de plateau du réseau local.
2) Le système EMS effectue une télémétrie en temps réel et une surveillance de sécurité par signalisation à distance des principaux équipements du système, y compris, mais sans s'y limiter, les PCS, les BMS, les onduleurs photovoltaïques et les bornes de recharge, et gère les événements d'alarme signalés par l'équipement et le stockage des données historiques de manière unifiée.
3) Le système EMS peut télécharger les données de prédiction du système et les résultats d'analyse de calcul vers le centre de répartition de niveau supérieur ou le serveur de communication distant via Ethernet ou communication 4G, et recevoir des instructions de répartition en temps réel, répondant à la régulation de fréquence AGC, à l'écrêtement des pointes et à d'autres répartitions pour répondre aux besoins du système électrique.
4) Le EMS assure le contrôle de liaison avec les systèmes de surveillance environnementale et de protection contre l'incendie : en veillant à ce que tous les équipements soient arrêtés avant qu'un incendie ne se produise, en émettant des alarmes sonores et visuelles et en téléchargeant les événements d'alarme vers le système dorsal.
2. Fonctions du contrôleur système :
1) Le contrôleur de coordination du système reçoit du système de gestion de l'énergie (EMS) les stratégies de planification : modes de charge/décharge et commandes de gestion de la puissance. En fonction de l'état de charge (SOC) de la batterie de stockage d'énergie, de son état de charge/décharge, de la production d'énergie photovoltaïque et de l'utilisation des bornes de recharge, il ajuste la gestion du bus de manière flexible. En gérant la charge et la décharge du convertisseur CC-CC, il assure le contrôle de la charge/décharge de la batterie de stockage d'énergie, optimisant ainsi l'utilisation du système de stockage d'énergie.
2) Combiner le mode de charge/décharge CC-CC et leborne de recharge pour véhicules électriquesEn fonction de l'état de charge, il est nécessaire d'ajuster la limitation de puissance de l'onduleur photovoltaïque et la production d'énergie du module PV. Il est également nécessaire d'ajuster le mode de fonctionnement du module PV et de gérer le bus système.
3. Couche d'équipement – Fonctions CC-CC :
1) Actionneur de puissance, réalisant la conversion mutuelle entre l'énergie solaire et le stockage d'énergie électrochimique.
2) Le convertisseur CC-CC obtient l'état du BMS et, combiné aux commandes de planification du contrôleur système, effectue un contrôle du cluster CC pour assurer la cohérence de la batterie.
3) Il peut assurer l'autogestion, le contrôle et la protection selon des objectifs prédéterminés.
