行业新闻首页 » 新闻中心 » 行业新闻

电动汽车入网技术(V2G)科研正当时

2017-11-29 14:16:16 点击数:

先讲一个小故事

某电动汽车研究达人,有一次做制动回馈研究,一个小时给电网发了几十度的电。缴电费的时候,对电网工作人员说,“我用你们电网的电,这个电表给我计费,现在我给电网发电,你们不给我钱,电表还给我计费,这不太科学吧?兄弟,电费给便宜点?” 
    虽然只是开玩笑,但说这话时那是理直气壮的。就像杀人偿命、欠债还钱一样的道理,你给我电,我给你钱;我给你电,你给我钱 —— 这应该就是常人对电网的最朴素的认知模型了。
    没想到电网工作人员大吃一惊,“你们私自发电并入电网了???你们发电入网,还想要钱,没向你们额外收费就不错了!!” 
    初听这个故事我感觉,这工作人员真是岂有此理啊!后来才明白,私自发电并网,电网在负荷转移层面是占了便宜,但在负荷调节层面是吃了大亏,在旋转备用层面是没有帮助的。而负荷转移(Load shifting)、负荷调节(Regulation)、旋转备用(Spinning reverse)就是V2G的最主要的三种形式。

通俗地说,所谓V2G,就是车(Vehicle)与电网(Grid)以多种形式增强了互动,从而实现了对双方都好的、更加紧密互动的状态。


展开介绍一下V2G主要的形式:负荷转移

虽然电价是固定的,但短期内发电成本却是边际成本递增的(原因不在此处展开)。因此,电网希望全社会的用电需求是稳定的,最好是常数。可哪有这么好的事情啊,夏天开空调、春秋不开空调,这是季节波动;下班回家看电视做饭加充电用电多,12点后关灯睡觉为爱鼓掌用电少,这是日内波动。

减少波动无非就是两种措施:高峰时尽量少用电、甚至给电网充电(削峰),低谷时鼓励用电(填谷),特别是那些具备储能功能的电器。这在电网叫需求侧管理(DSM,demand side managemand,与最近常说的供给侧改革是两码事……)。

需求侧管理在研究领域很火,但一直很难办,为啥呢?因为一般家庭里都没有储能功能的电器啊。当然,你可能不服,你说你家有储能电器:比如笔记本电池、智能手机、电动自行车,还有手机充电宝……好吧,这么说也没错,不过这里想强调的重点是:电动汽车才是超大的储能功能的电器

有多大呢?
    如果一个城市10%的汽车换成电动汽车,而且这些车都是晚上8点充电的话,有可能使峰值负荷增加20%!(如下图所示。数据只保证大概不离谱)对电网的冲击,意味着需要更大的发电固定资产投资,这时常也是电动汽车反对派常用的论据。

 


这下好了,电动汽车一来,电网要瘫痪,咋办?如果V2G的负荷转移玩得好,从上图的蓝色区域移到黄色区域,不就好了吗?
    如果玩得再好一些,在晚上8点我不仅不用电,还给你电网充电,这样就减少了峰值负荷,让电网舒坦,减少了大量的发电固定资产投资,不是更好吗?当然,这个“玩得再好一点”很困难,面临很多难以逾越的难题,比如锂电池寿命,比如并电入网

如何对于电动汽车入网的特点进行仿真研究,如何在前期对控制策略进行实时测试,是目前V2G科研工作中亟待解决的关键问题。

目前的汽车充电桩只能给汽车充电,不支持给电网馈电。如果要实现V2G技术的推广和运用,充放电策略的开发和测试是其研究的关键技术。 

 

有相关的研究吗?

有,挺多。在这推荐几篇好的:

  1. <Achieving controllability of electric load>, CallawayD S, Hiskens I A. Proceedings of IEEE, 2011, 99(1):184-199
    推荐理由:IEEE年度好文。通俗易懂,入木三分。

  2. <Vehicle-to-grid power fundamentals: calculatingcapacity and net revenue>Kempton W, Tomic J. Journal of Power Sources, 2005,144(1):268-279
    推荐理由:提出V2G概念的文章。

  3. 《一种电动车入网的实时仿真及测试平台》                          

    推荐理由:其实也就一般吧,目前某国内知名整车厂刚刚交付验收了一套,怕大家不知道,目前市场上还有这种操作啦…(捂脸害羞)