智能电网中电动汽车与可再生能源综合应用模式研究

发表时间:2021/5/6   来源:《中国电业》2021年1月3期   作者:张海宁
[导读] 对比于传统燃油车技术,电动汽车技术无疑在环保性以及经济性等方面有着重要的运用优势。
        张海宁
        国网天津市电力公司武清供电分公司营销部客户服务中心
        摘要:对比于传统燃油车技术,电动汽车技术无疑在环保性以及经济性等方面有着重要的运用优势。近年来,全球电动车产业也取得了较好的发展,更是被认为是未来汽车行业的发展主流。智能电网是电动车行业发展的重要基础,故此次就智能电网环境下的电动汽车与可再生能源综合应用策略展开探究。
关键词:智能电网;电动汽车;可再生能源;
        引言随着全球能源危机以及生态环境问题等逐步加剧,汽车产业为石油以及CO2排放的重要产业,因此有必要对其进行革命性的升级改良[1]。而大力推动新能源汽车建设和发展,被我国视作为七大战略新兴产业之一[2]。大力发展电动汽车,降低汽车尾气排放以及推动节能减排等为未来该产业的发展主要方向。电动汽车对于用电需求较高。但是我国目前大部分的电能依旧来源于燃煤发电,实际过程所带来的碳排放依旧比较高。此外我国也在不断的寻求降低对于传统化石资源等的诉求。因此提升可再生能源在现代电力系统中的全面应用,无疑是未来降低电动车产业间接导致碳排放过量的重要办法。由此可见,此次探究有着一定的现实意义[3]。
1.综合应用模式
        电动汽车基础充电和换点装置为电动汽车和电网实现高度交互,合理接纳可再生能源的关键渠道,同时也为系统性的集成应用模式的科学载体。基于可再生能源的低能量密度以及紧凑型城市的容积率较大等特质,该类能源的系统性应用具体表现为城市层面分散、社区正面高度集中以及终端使用者用能的全新局面。结合电动汽车的充电诉求特质以及可再生能源等的时域分布特性,依次就城市、社区、用户等层面给出了两种电动汽车充换电设备和可再生能源的系统性应用形式。
1.1城市集中充换电设备
        综合和再生能源城市层面的分散布局的特性,结合城市科学性的设置电动汽车同此类能源的系统性集成使用的集中充换电平台,涵盖两类典型机制:首先,大型一体化形式的换点平台。可以在城市的郊区等位置设置大体量的充换电一体化电站,就动力电池予以高度集中式的管控,综合统一配置以及梯次应用等形式,完成电动车辆和动力电池彼此之间的解耦,继而完成自V2G至B2G形式的转化;其次,中小规模充电平台。于城市中心地带搭建中小规模的充电平台,利用智能化的电网技术实现对车辆的高速充电支持,以此来尽可能的满足城市空间内车子的充电使用诉求,可再生能源聚合形式涵盖了单一光伏供能、风光互补供能等形式。
1.2社区分散充电设备
        对于可再生能源社区层面集中分布以及使用者差异化的用电诉求,自社区、用户方面科学布局电动汽车以及可再生能源系统性应用的分散充电桩涵盖三种典型形式,首先,光伏供电小区充电桩,其主要应用建筑体光伏直流微网完成供能,光电供能不够,协同市政完成电力供给;其次,风力发电供电社区充电桩,对于风能基础较为完善的小区,充电桩能够应用交流微网系统完成供能,支持车辆普通以及高速充电等诉求。风力发电不充分的情况下,结合市政电能供电;最后,风光互补供电小区充电桩。对于风光资源能源基础较为充足的社区,充电设备可以基于交直流混合微电网的形式完成供电使用,风力发电能量不够情况下,可以和市政电网进行交互完成供电。
2.综合应用关键技术分析
2.1智能充电技术
        智能充电技术主要综合电网的电量的供给情况而转换车辆的充电周期和效率。

相关学者给出了可供家庭应用的独立形式的太阳电动汽车充电技术形式,就家居环境下的光伏充电系统予以分析,通过对于光能发电以及电能消费等前提下,给出了几类充电管控拓扑架构,继而实现电动汽车最优化充电的效果。也有学者基于案例分析,客观的评估了电动汽车和电网交互在平衡可再生能源发电间断性层面的潜能,得出结论即电动汽车的智能化充电能够较好的优化可再生能源的发电以及电网内的波动情况。
        由此不难发现,就智能充电技术而言,核心涵盖了充电策略的分析和可再生能源等于配电网内的波动情况的优化两个层面。由此,电动汽车的智能化充电技术的确能够较好的提升对于可再生能源等的利用,大大减小波动情况,但是目前已然运用的充电技术大多数面向小范围的封闭体系,普适性等方面有待验证。
2.2协同调度技术
        对于智能电网而言,大体量的EVs以及RESs发电的联入,势必会导致电网从传统的由上至下的集中式管控转换为分布式管控,汽车的充电过程为随机性质的和可再生能源的间歇性,也是电网建设需要考量的重要内容。故而需要就RES发电以及EV之间的协同调度等进行分析考量。
        电动汽车协同调度和综合应用体系运动管控等问题为密切联系的。为更好的协调大体量的电动汽车联入等问题,分层分区的调度理念由此而来,其核心理念即将电力系统依据电压成绩划分为多个层面。把配电系统划定成多个小区域,从配电系统调度单视作单一实体加入输电系统调度之中。故而分析关键即为配电体系各个区域电动汽车最优化的调度管控方面。分析配电网一段的电动汽车和可再生能源的综合应用系统的协同调动内容诉求综合分析电动汽车、火电技术、可再生能源以及虚拟发电等并存现象,引入至社区中汽车时空分布特性,结合低碳节能等层面给出配电网一段的协同调度策略,研究各个调度策略的运用系统效能情况。
2.3能量管控技术
        能量管控技术涵盖了可再生能源的充换电平台的运行可靠、经济以及安全等内容,于支持基础的充电诉求的情况下,且还是运用系统内的可再生能源等完成发电,提增可再生能源以及电动汽车等的系统性应用的全局效益。目前的充电设备和可再生能源股的协同管控策略并不全面,诉求自技术层面内涵层面逐步的分析主从管控、对等管控和分层管控等多类管控策略的综合应用的适应性。对于各个典型的应用形式,综合可在何时能能源的功率输出特质、充放电设备管控机制,建立对应的仿真架构,分析可再生能源的就地消纳机制,研究其实施消纳的与有效性,论证交互通讯情况下的规模化电动汽车调频、调压等支持的效益。对于该方面有学者给出了一类可控V2G的能量管控体系,可以按照最为理想的策略降低太阳能等的间歇性问题,提高太阳能供应单位以及电动车辆拥有者等的效益。此外给定一类混合整数线性设计的策略,于公共充电站应用能量存储模块调整光伏的低压馈电电压,分析能量存储适度的尺寸对整个系统进行优化。结果反馈给出的架构以及管控策略能够切实调整改善低压馈电电压。纵观目前已有的能量管控技术,基本都可以实现相对理想的匹配符合以及可再生能源发电的功率浮动管控,切实提增电网的等效负荷率,减少可再生能源发电的间歇性给电网带来的影响,维护生态环境的同时,降低了供电成本,降低了使用者的使用成本。
3.结束语
        电动汽车充电设备和可再生能源系统综合应用能够切实提升供电可靠度以及灵活性,减少能耗等。作为未来汽车行业的发展主流,随着电动汽车的不断普及。对于电力行业更应当认识到这一现状,并对应性的制定完善的可持续发展战略,提升对于可再生能源等的运用关注。
参考文献
[1] 刘坚, 胡泽春. 电动汽车作为电力系统储能应用潜力研究[J]. 中国能源, 2013, 35(7):32-37.
[2] 龚长武, 张有兵, 翁国庆. 插电式电动汽车入网体系框架研究[J]. 机电工程, 2012, 29(008):961-965.
[3] by zhang. 国际能源署智能电网实施协议中国联络办公室在上海交通大学设立(2012-8-27)[J].
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