摘 要：光储充电站一体化融合 “光伏＋储能＋充电桩”，契合绿色发展理念。本文深入剖析其系统构成，包括光伏发电、储能、充电桩及能源管理系统，结合行业趋势提出协同发展策略，如构建良好格局、强化产业协同、搭建信息化平台等；同时对微电网能量系统设计从架构、运行控制及优化目标等方面展开探讨，旨在推动该领域综合效益提升，助力能源与交通领域可持续发展。
关键词：光储充一体化；协同发展；微电网；能量系统 程瑜 187 0211 2087
一、引言
在全球积极应对气候变化、大力推进可持续能源发展的大背景下，传统能源体系向清洁能源体系转型的需求愈发迫切。随着电动汽车保有量的迅猛增长，对充电基础设施的需求急剧增加，同时，光伏等可再生能源技术的日益成熟，为能源结构调整提供了新的契机。光储充一体化系统，作为 “光伏＋储能＋充电桩” 有机融合的创新模式，既能充分利用太阳能这一清洁能源，又能有效解决光伏发电的间歇性和波动性问题，还能满足电动汽车的充电需求，成为推动能源革命和智能交通发展的关键力量。微电网作为一种将分布式能源、储能系统、负荷等有机整合的小型电力系统，为光储充一体化系统的高效运行提供了理想的平台。深入研究光储充一体化协同发展策略及微电网能量系统设计，对于提高能源利用效率、降低能源成本、减少环境污染、促进能源与交通领域的协同发展具有重要的现实意义和深远的战略意义。
二、光储充电站一体化系统构成
2.1 光伏发电系统
光伏发电系统是光储充电站一体化系统的核心组成部分，由太阳能电池板、逆变器以及交直流电缆等部分组成。光伏发电系统的工作原理是太阳能电池板吸收太阳能并产生直流电，逆变器将直流电转换为交流电，并通过配电系统将其供给各负载以及充电设施，进一步实现清洁能源的有效利用，为光储充电站的可持续运行提供稳定的电能保障。
2.2 储能系统
储能系统是用于储存光储充电站一体化系统电能的重要部分，在需要时进行供电，有助于解决光伏发电系统的不稳定性等问题，提高能源利用效率，实现对电能的有效管理。储能系统由储能逆变器以及储能电池组等部分组成，首先，储能逆变器主要用于交流电网电能与储能电池电能之间的能量双向传递，通过控制实现对储能系统充放电的管理，更好地满足电能相应需求。储能电池组是光储充电站一体化系统中储能系统的重要组成部分，用于存储光伏发电系统产生的电能，以供给充电设施使用。采取模块化设计方法，对多个电池进行并联组成电池组，借助电池管理单元，实现对电池电流、温度以及电压等相关参数的监测，以确保储能电池组的稳定运行。
2.3 充电桩系统
充电桩是用于给新能源电动汽车提供能源补给的装置。充电桩系统主要包括充电桩、充电控制器、通信模块以及安全保护装置等。①充电桩是实现为电动汽车充电功能的设备，涉及充电接口、充电线缆、充电插座等。充电桩通过设计不同的充电标准、功率等级等相关参与，用于支持不同类型的电动汽车充电需求。目前较为常见的是交流充电桩、直流快速充电桩。②充电控制器是充电桩系统的核心部件，负责对电动汽车的充电过程进行控制，具有充电功率调节、充电模式选择、充电计量、充电安全保护等功能。③通信模块用于实现充电桩系统与后台管理系统进行数据交互，以达到对充电桩的远程监控与管理、充电服务接入、数据采集与分析等功能 。
2.4 能量管理系统EMS
能量管理系统是整个光储充电站一体化系统的执行*枢机构，负责对光储充电站内各种系统进行监控、调度，加强电能的优化管理，以实现能源的*效利用，促进电能的合理分配。能量管理系统通常具有能源监测与调度、负荷管理、故障诊断与分析等功能。①能源监测是能量管理系统通过实时监测光储充电站内各系统电能的产生、消耗以及储存情况，提供数据支持，并且对系统状态进行实时反馈。同时调度会根据不同的电能需求以及供应的实际情况，对太阳能发电、储能系统以及充电设备进行智能调度，更好地优化电能配置，以*大限度地提高电能利用率。②负荷管理是根据用户需求以及电网负荷情况，合理分配调节充电设备的功率输出，以平衡电网负荷。
三、光储充电站一体化协同发展策略
3.1、政策支持与引导
政府应出台一系列针对光储充一体化产业的扶持政策，如财政补贴、税收优惠、贷款贴息等，降低企业的投资成本和运营风险，提高企业参与的积极性。例如，对建设光储充一体化项目的企业给予一定比例的建设资金补贴，对运营过程中的增值税、所得税等给予减免优惠 。同时，制定明确的产业发展规划和技术标准，引导产业朝着规范化、标准化方向发展。明确不同规模、不同应用场景下光储充一体化系统的设计规范、建设标准、安全要求等，为企业的项目建设和运营提供清晰的指导，避免市场的无序竞争 。
3.2、技术研发合作
建立产业技术研发合作机制，通过联合研发项目、共建研发平台等方式，促进企业与研究机构之间的深度合作。例如，多家企业和科研机构共同承担国家或地方的重大科技专项，开展光储充一体化系统关键技术的研发 。组织行业技术交流会议，为企业和科研人员提供交流平台，分享最新研究成果和技术经验，促进技术创新和共享。会议可以邀请国内外知名专家学者进行技术报告和研讨，拓宽行业技术视野，推动技术创新的国际化合作 。
3.3、建设新能源汽车充电智能管控平台
建设新能源汽车充电智能管控平台，实现对光储充电站及其相关设备的远程监控、管理和控制。在平台上集成各类传感器和监测设备，实时获取车辆运行情况、充电设备状态、电能供需情况、充电桩使用情况等数据，并将这些数据反馈到平台进行实时监控 。运营人员通过平台可以随时了解充电设备的运行状况，及时发现并处理设备故障、异常充电等情况，提高设备的稳定性和可靠性。例如，当充电桩出现故障时，平台能够及时发出警报，并提供故障诊断信息，帮助维修人员快速定位和解决问题 。
四、系统结构
4.1概述
Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。
微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。
典型微电网能量管理系统组网方式
4.2. 实时监测
微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。
图2系统主界面
4.3. 光伏界面
本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。
图2 光伏系统界面
4.4. 储能界面
本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。
图3 储能系统界面
4.5. 发电预测
系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。
图4 光伏预测界面
五、结论
光储充电站一体化系统通过将光伏发电、储能系统以及充电系统相结合，实现电能的有效利用，促进电能的稳定供应，提高电力系统的可靠性，推动清洁能源的可持续发展。因此，在光储充电站一体化协同发展中，需要通过构建系统发展良好格局、加强产业协同发展、能源转型与交通的协同、加强微电网技术的应用、构建信息化管理平台、建设新能源汽
车充电智能管控平台等策略，构建光储充电站一体化协同发展模式，确保系统的*效性，实现能源的可持续利用，促进环境保护的落实，共同推动光储充电站一体化协同发展的进程。
