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摘要:伴随着能源危机以及环境污染问题的突出,能源可持续发展需要日趋强烈,这也使得电动汽车技术应运而生,并且逐步转变为现阶段研究的主要课题之一。现阶段科学技术的持续发展,电动汽车的数量也在迅猛的增加,充电桩也逐步的增多。汽车作为现阶段社会工业化的主要产物,石油的消耗量十分巨大,电动汽车在刹车的过程当中所蕴含的能量可以回收并再次利用,电动汽车有着较多的优势,其能够使电网的负荷降低,从而节约多种能源,有效的降低环境污染,未来的经济发展方向主要就是低碳环保经济,因此其是现阶段最有发展前途的一种类型的汽车。
关键词:V2G技术;充电网络;电动汽车;发展
引言
电动汽车具备用电间歇性以及随机性的特征,在大范围地接入电网过程当中,会形成较大的功率波动以及冲击。为了解决这一问题而提出的电动汽车入网技术V2G,是近几年当中迅猛发展的一个研究课题。在V2G的架构之下,电动汽车具备了源、荷双重属性,解决了传统电源和电网之间双向通信、单项输能的制约,凭借着双向通信、双向输能的特征,同时汇集电网侧与用户侧,达成了提升可再生能源的消纳等综合性的优势。基于此,本文研究主题是V2G未来充电网络的发展趋势,在收集了大量的文献资料的基础之上,分析了前人的研究成果,融合了自身创新性的见解和看法,对V2G的内涵进行了剖析,并且对V2G这一项技术的可行性进行了研究,以期通过本文的研究能够丰富V2G的理论研究,旨在为后续的研究提供理论经典。
一、V2G 的内涵
那现阶段,可再生能源系统,例如太阳能等,正在被大量的引入到电力系统当中,因为可再生能源自然的不连续性会导致发电的波动,急需要其他的能源实施补偿,采取平滑可再生的能源的自然变更性,依次保障电网频率的稳定并且防治反向功率流引发的电压上升。其主要的内涵界定就是针对以上问题所提出的,剔除掉的中心思想就是采用较多的电动汽车的储存能源,作为电网亦或是可再生能源的缓冲,如图一所示。这当中,如果电网负荷超出标准值时,电动车内部储存的能源就会进行补充电量。如果电网的负荷低于标准数值时,可以将剩余的电量进行储存,有效的节约了资源,降低了浪费行为的产生。采取这一种形式,电动汽车用户能够在电价较低时,从电网进行购买电,而电网电价较高时可以向电网售电,以此获得一定的经济收益。
现阶段,电动汽车已然逐步的被投放进市场当中,由于这一种类型的汽车内部配有较大容量的电池,能够考量使其在停车的过程当中为电网提供能量的缓冲,由于大部分汽车每一天大约有22个小时是处于静止的状态,在这些汽车的数量足够大时,其能量是相当巨大的,所以将其作为电网以及可再生能源系统的缓冲。
二、V2G 的可行性分析
在现如今,由于电动汽车被投放进市场,并且也随着技术的进一步发展,V2G逐渐受到了人们的关注,但是,电动车作为实际负载,在运行的过程当中还是会导致增加电网的负担,这就需要加强基础设施资金成本的投入。因此对于这一问题,逐步出现了较多的V2G可行性的研究资料。
在2005年,美国分析并研究了V2G的基础性问题,通过研究能够看出,V2G的工程原理和经济收益是引发注重的,并且也指出了稳定电网和支持大范围可再生能源这一实际性的问题。
2019年,德国Dick Uwe等专家学者在文章当中指出了德国电力工程协会的研究成果,在文章当中主要注重的是V2G在移动存储当中的影响因素。电动汽车和掌控系统互相融合形成的移动储存系统可以部分的替代储存系统。与此同时,对于这一项内容的分析和研究,除了基础性的理论研究之外,还呈现出了较多的设计以及实验。
通过对V2G的分析和研究可以看出,使用电动车电池作为电量的储能源是具备极大的可行性的,无论是从工程层面进行分析,还是从经济收益层面进行,优势以及成效都是极为突出的。还可以为电动车车主获取额外的经济收入。除此之外,还可以强化电网稳定性以及可靠性。V2G成功有效的降低对新发电基础设施的投入,还能够形成能量的储存缓冲,进而非可再生能源提供帮助。
三、V2G 的实现方法
(一)集中式V2G实现方法
这一种实现方法主要是将在一个区域内部的电动汽车实施集中管理,依据电网的需求,对这一区域内部的所有电动车的能量实施整合。并且有特定的管理方法来掌控每一台电动汽车的充电以及放电的过程。这一种实现方法,可以将智能的充电器构建在地面上,这无疑是有效的减少了资金成本投入。除此之外,因为这一种方式所采用的统一的整合以及集中的管理,能够达成整体性的最优化配置。例如,采取现阶段最为先进的计算方式,能够计算出每一台电动汽车的最为完善的充电方式,以此来保障成本的最低投入以及电力的最优化配置。
(二)自治式V2G实现方法
自治式的V2G电动车通常情况下会停放在各个区域当中,不能实施集中且完善的管理,所以,一般情况下采用车载式的智能充电器,其能够依照电网发布的有功、无功的需求,以及价格的详细信息,亦或是依照电网输出接口的电器特点,融合汽车自身的实际情况自动的达成V2G是运转。这一种方式的V2G通常情况下是采取车载的智能充电器,在充电的过程当中便捷并且易于使用,并不会受到时间和空间的制约。可是每一台电动车都作为独立的结点被分散到各个区域当中,因为不会受到集中式的管理,所以电动车的充电以及放电具备着较大的随意性,无疑会增加电动汽车的资金成本投入。
(三)基于微网V2G实现方法
微网则是一种由負荷和微型电源共同协作而形成的一种系统,其主要的工作方式是能够协同的为汽车提供电能和热量,电源通常是由电力电子的零部件,对能量实施转变,并且还能够提供必要性的控制和管理。微网和外部大电网实时比较和分析,其和外部大电网有着明显的差异性,能够看出其主要呈现出一种单一的受控单元。亲可以同时的满足电动汽车用户对电能品质以及供电的安全等等的需求。这一种实现方式主要是将电动汽车的储能设施集成到微网当中,和文章上述所讲述的两种实现方式有着明显的差异性,这一种实现方法的作用对象并不是大电网,其主要作用的对象是微网,直接服务于微网,为了微网内部的分布电源提供帮扶。
结语
综上所述,V2G无论是从工程层面上,亦或是经济利益层面上,其带来的成效是显著的。这将其实现方法划分为三个种类,有助于依照不同对象择优选择实现的方式。装置的集成化、高成效以及较低的资金成本投入等优势,是其重要的发展方向,在未来也毕智能电网有效的结合,并且向着智能化和信息化的方向进行发展。
参考文献
[1]成绍桂,邵麟港,汤佩文,陈曦,黄祖朋,赵小羽.基于电动汽车V2G的双向功率变换器电路拓扑分析[J].时代汽车,2020(12):55-56+75.
[2]张玉朋,崔克刚.基于泛在电力物联网的V2G技术综述[J].电工技术,2020(05):135-137.
[3]何蔼.车联网V2X技术现状、比对及发展展望[J].汽车实用技术,2020(03):30-33+64.
[4]万雄,彭忆强,邓鹏毅,杨丽蓉,毛攀.电动汽车V2G关键技术研究综述[J].汽车实用技术,2020(02):9-12.
[5]张杰,吴成明,李桐,杨逸,尚锦萍.基于V2G的电动汽车充放电优化管理研究[J].电工材料,2019(06):58-61.
[6]谭雅玮,刘益壮,侯林伶,王倩,李唯佳.基于v2g的电动汽车双电力接口充电桩[J].科技资讯,2019,17(32):33+35.
关键词:V2G技术;充电网络;电动汽车;发展
引言
电动汽车具备用电间歇性以及随机性的特征,在大范围地接入电网过程当中,会形成较大的功率波动以及冲击。为了解决这一问题而提出的电动汽车入网技术V2G,是近几年当中迅猛发展的一个研究课题。在V2G的架构之下,电动汽车具备了源、荷双重属性,解决了传统电源和电网之间双向通信、单项输能的制约,凭借着双向通信、双向输能的特征,同时汇集电网侧与用户侧,达成了提升可再生能源的消纳等综合性的优势。基于此,本文研究主题是V2G未来充电网络的发展趋势,在收集了大量的文献资料的基础之上,分析了前人的研究成果,融合了自身创新性的见解和看法,对V2G的内涵进行了剖析,并且对V2G这一项技术的可行性进行了研究,以期通过本文的研究能够丰富V2G的理论研究,旨在为后续的研究提供理论经典。
一、V2G 的内涵
那现阶段,可再生能源系统,例如太阳能等,正在被大量的引入到电力系统当中,因为可再生能源自然的不连续性会导致发电的波动,急需要其他的能源实施补偿,采取平滑可再生的能源的自然变更性,依次保障电网频率的稳定并且防治反向功率流引发的电压上升。其主要的内涵界定就是针对以上问题所提出的,剔除掉的中心思想就是采用较多的电动汽车的储存能源,作为电网亦或是可再生能源的缓冲,如图一所示。这当中,如果电网负荷超出标准值时,电动车内部储存的能源就会进行补充电量。如果电网的负荷低于标准数值时,可以将剩余的电量进行储存,有效的节约了资源,降低了浪费行为的产生。采取这一种形式,电动汽车用户能够在电价较低时,从电网进行购买电,而电网电价较高时可以向电网售电,以此获得一定的经济收益。
现阶段,电动汽车已然逐步的被投放进市场当中,由于这一种类型的汽车内部配有较大容量的电池,能够考量使其在停车的过程当中为电网提供能量的缓冲,由于大部分汽车每一天大约有22个小时是处于静止的状态,在这些汽车的数量足够大时,其能量是相当巨大的,所以将其作为电网以及可再生能源系统的缓冲。
二、V2G 的可行性分析
在现如今,由于电动汽车被投放进市场,并且也随着技术的进一步发展,V2G逐渐受到了人们的关注,但是,电动车作为实际负载,在运行的过程当中还是会导致增加电网的负担,这就需要加强基础设施资金成本的投入。因此对于这一问题,逐步出现了较多的V2G可行性的研究资料。
在2005年,美国分析并研究了V2G的基础性问题,通过研究能够看出,V2G的工程原理和经济收益是引发注重的,并且也指出了稳定电网和支持大范围可再生能源这一实际性的问题。
2019年,德国Dick Uwe等专家学者在文章当中指出了德国电力工程协会的研究成果,在文章当中主要注重的是V2G在移动存储当中的影响因素。电动汽车和掌控系统互相融合形成的移动储存系统可以部分的替代储存系统。与此同时,对于这一项内容的分析和研究,除了基础性的理论研究之外,还呈现出了较多的设计以及实验。
通过对V2G的分析和研究可以看出,使用电动车电池作为电量的储能源是具备极大的可行性的,无论是从工程层面进行分析,还是从经济收益层面进行,优势以及成效都是极为突出的。还可以为电动车车主获取额外的经济收入。除此之外,还可以强化电网稳定性以及可靠性。V2G成功有效的降低对新发电基础设施的投入,还能够形成能量的储存缓冲,进而非可再生能源提供帮助。
三、V2G 的实现方法
(一)集中式V2G实现方法
这一种实现方法主要是将在一个区域内部的电动汽车实施集中管理,依据电网的需求,对这一区域内部的所有电动车的能量实施整合。并且有特定的管理方法来掌控每一台电动汽车的充电以及放电的过程。这一种实现方法,可以将智能的充电器构建在地面上,这无疑是有效的减少了资金成本投入。除此之外,因为这一种方式所采用的统一的整合以及集中的管理,能够达成整体性的最优化配置。例如,采取现阶段最为先进的计算方式,能够计算出每一台电动汽车的最为完善的充电方式,以此来保障成本的最低投入以及电力的最优化配置。
(二)自治式V2G实现方法
自治式的V2G电动车通常情况下会停放在各个区域当中,不能实施集中且完善的管理,所以,一般情况下采用车载式的智能充电器,其能够依照电网发布的有功、无功的需求,以及价格的详细信息,亦或是依照电网输出接口的电器特点,融合汽车自身的实际情况自动的达成V2G是运转。这一种方式的V2G通常情况下是采取车载的智能充电器,在充电的过程当中便捷并且易于使用,并不会受到时间和空间的制约。可是每一台电动车都作为独立的结点被分散到各个区域当中,因为不会受到集中式的管理,所以电动车的充电以及放电具备着较大的随意性,无疑会增加电动汽车的资金成本投入。
(三)基于微网V2G实现方法
微网则是一种由負荷和微型电源共同协作而形成的一种系统,其主要的工作方式是能够协同的为汽车提供电能和热量,电源通常是由电力电子的零部件,对能量实施转变,并且还能够提供必要性的控制和管理。微网和外部大电网实时比较和分析,其和外部大电网有着明显的差异性,能够看出其主要呈现出一种单一的受控单元。亲可以同时的满足电动汽车用户对电能品质以及供电的安全等等的需求。这一种实现方式主要是将电动汽车的储能设施集成到微网当中,和文章上述所讲述的两种实现方式有着明显的差异性,这一种实现方法的作用对象并不是大电网,其主要作用的对象是微网,直接服务于微网,为了微网内部的分布电源提供帮扶。
结语
综上所述,V2G无论是从工程层面上,亦或是经济利益层面上,其带来的成效是显著的。这将其实现方法划分为三个种类,有助于依照不同对象择优选择实现的方式。装置的集成化、高成效以及较低的资金成本投入等优势,是其重要的发展方向,在未来也毕智能电网有效的结合,并且向着智能化和信息化的方向进行发展。
参考文献
[1]成绍桂,邵麟港,汤佩文,陈曦,黄祖朋,赵小羽.基于电动汽车V2G的双向功率变换器电路拓扑分析[J].时代汽车,2020(12):55-56+75.
[2]张玉朋,崔克刚.基于泛在电力物联网的V2G技术综述[J].电工技术,2020(05):135-137.
[3]何蔼.车联网V2X技术现状、比对及发展展望[J].汽车实用技术,2020(03):30-33+64.
[4]万雄,彭忆强,邓鹏毅,杨丽蓉,毛攀.电动汽车V2G关键技术研究综述[J].汽车实用技术,2020(02):9-12.
[5]张杰,吴成明,李桐,杨逸,尚锦萍.基于V2G的电动汽车充放电优化管理研究[J].电工材料,2019(06):58-61.
[6]谭雅玮,刘益壮,侯林伶,王倩,李唯佳.基于v2g的电动汽车双电力接口充电桩[J].科技资讯,2019,17(32):33+35.