电动汽车v2g技术及其充电机研究

《电动汽车v2g技术及其充电机研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电动汽车V2G技术及其充电机研究第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义随着社会的发展，汽车逐渐在普通家庭中普及，但是现在能源紧缺和温室效应等问题越来越突出，由于汽车数量巨大，它带来的污染问题也相当严重。电动汽车经历了100多年萧条冷落之后又重新成为发展的重点，混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）、增程式电动汽车（EREV）、纯电动汽车（PEV）越来越多的进入人们的视野。同时，在电网建设中，智能电网也是世界各国研究的热点，电动汽车作为一种可移动的分布式能量存储装置，由于数量巨大，所存储的电能也十分可观，研究表明：90%以上的电动汽车平均每天行驶时间仅为1h左右，95%的时

2、间处于闲置状态[1]，如能将处于停止状态下的电动汽车接入电网，当数量足够多时，它们对电网的影响将不容忽视。这些汽车既可以在用电低谷期从电网中吸收能量，也可以在用电高峰期将能量回馈给电网，这样将能有效的减少日用电负荷峰谷差，这就是V2G（Vehicle-to-Grid）技术[2]。总结来说V2G技术可以实现以下功能：减少由于大力发展电动汽车带来的用电压力，同时减少电网专用调峰调频电厂的建设，平衡能量需求，维持电网稳定[3]。可用于电力系统的负荷备用、检修备用、事故备用和黑启动等[4]。为用户创造收益，在用电高峰期，用户将提前充好的电能卖给电力公司，这样可以补偿购买电动汽车的成本，反过来推动电动

3、汽车的发展。太阳能、风能、潮汐能等间歇性、不稳定的电能可先通过电动汽车充电后再并网，这样可以抑制新能源并网波动，为并网提供了一种新途径[5,6]。1.2V2G技术及充电机研究现状1.2.1V2G技术研究现状电动汽车与电网互动技术（V2G）是一个群体性、规模性技术，需要有一定的政策向导，合适的国际标准和商业运行模式，它涉及到国家电力企业，电动汽车制造商和个体用户。现在总体来说V2G技术仍处于初级阶段，但是各国充电机和充/换电站的建设数目都在逐年稳步上升。对于V2G的实现形式各个机构也各有不同，下面是现阶段各国主要的V2G实现形式。电动汽车通常具有很大的灵活型，常零星地停落在各处。在夜间，用户会

4、将车停放在车库里，这时如果给车配上含V2G功能的智能双向充电机，跟据电网提供的价格、区域用电量、有功无功需求等信息，电动汽车结合自身电池状态就能实现与电网的互动。这种V2G实现形式具有灵活、方便、不受时间、地点限制等特点。但是由于其灵活性太大，不能实现统一管理，不能最大程度的配合电网进行调度，同时要求车载充电机配有一定的智能程序。目前由美国埃克西尔能源公司（xcelenergy）倡导的Hybridsplus项目[10]就是以这种方式来研究电动汽车与电网互动带来的影响的。第2章基于充换电站的V2G技术研究2.1引言如第一章所述，目前V2G的实现形式有很多种，但是每种形式都有一定的适用范围，而且

5、如果在某些场合下，如果车辆随机参与，则可能造成充放电控制混乱，不仅不能起到预想的削峰填谷作用，反而可能出现峰上加峰，对电网造成冲击。而且对电池频繁无序的深度充放电，也必然会导致电池寿命骤减，损害电动汽车用户利益，导致用户不愿参与到V2G技术的互动中去。为避免这些问题，本章研究了基于充换电站的V2G实现形式。基于充换电站式的V2G实现形式，它不是以电动汽车为单位进行，而是以充换电站中电池和充电机为单位进行，它结合集群式V2G和更换电池组V2G的优点，避免了电动汽车移动性大，接入电网时间不确定等特点[16]，方便了集中规模控制。2.2基于充换电站的V2G实现形式2.2.1用电负荷高峰与汽车充电时

6、间重叠由图2-1可以看出：一天当中用电低谷时间段为夜间0:30-7:00，用电高峰期为10:00-22:00，尖峰期出现在20:00-21:30，日用电负荷率54.87%LK，小于国际惯例80%的要求，这表明发电机利用率低。而且在电网输电能力建设上都要以用电高峰期所需容量为标准，显然在用电低谷期，会导致设备利用率低下，造成资产浪费等现象。汽车作为交通工具，其出行时间和结束时间符合一定的统计规律。图2-2为北京私家车出行和结束时间所占比例图。由图2-2可以看出：出行高峰期为早上6:00-8:00，其对日用电负荷并无影响。而结束时间聚集在晚上17:00-19:00，大部分用户在晚上回到家中，一般

7、会将电动汽车入电网充电，而由图2-1知，20:00-21:30这段时间正是一天当中用电高峰期，这样电动汽车集中充电时间与传统负荷用电高峰期产生重叠。V2G技术本来是用来减少日用电负荷波峰波谷差值，如在这个时段接入电网，一旦形成规模效应，将会给输电设备带来巨大的冲击。从这一方面讲，V2G参与权在用户手中的自治式实现形式有很大风险，而如果把充放电控制权统一集中起来，在用电低谷期，再集中投入充电，可避免峰上加峰这一