电动汽车与电网统一互动架构设计与探讨

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1、第３１卷第１期现代电力Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１２０１４年２月ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＦｅｂ．２０１４文章编号：１００７－２３２２（２０１４）０１－００３４－０６文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＭ７３２电动汽车与电网统一互动架构设计与探讨张乐平，张明明，林伟斌（南方电网科学研究院有限责任公司，广东广州５１００８０）ＤｅｓｉｇｎａｎｄＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆａＵｎｉｆｉｅｄＥＶ－ｇｒｉｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅＺＨＡＮＧＬｅｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＭｉｎｇｍｉｎｇ，ＬＩＮＷｅｉｂｉｎ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＳＧ，Ｇｕａｎ

2、ｇｚｈｏｕ５１００８０，Ｃｈｉｎａ）摘要：电动汽车与电网的互动为大规模电动汽车的接入提ｂｅｔｗｅｅｎＥＶａｎｄｔｈｅｇｒｉｄ．Ｉｔｉｓａｌｓｏｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｒｅ供了支持，需要对不同充电模式、场所和管理方式下电动汽ａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒＥＶ－ｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｕｎｉ－车与电网的互动方案进行设计。分析了各种充电场景下，电ｆｉｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒ网对电动汽车的控制管理方式，根据电网运行需求，提出了ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔ

3、ｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｓｃｈｅｍｅｓ．电动汽车与电网互动的主要目标，进而提出了电动汽车与电Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ网互动统一架构，包括５个层级：用户管理层、本地能量管ｃｈａｒｇｉｎｇ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ理层、集成管理层、配电网管理层及区域电网管理层。对电动汽车与电网的在不同场景下的通讯结构、各层级的控制策０引言略进行了探讨。最后，在特定互动方案下，进行了案例仿真。结果表明，通过电动汽车与电网的信息互动，电动汽车长期以来，电网通过调度发电环节以实现电力充电负荷特性发生较大程度的改变。文中指出

4、电动汽车与电系统的供需平衡。在能源和环境危机压力下，电网网的互动存在多种解决方案，本文提出的统一架构为各种方需要通过更加清洁高效的手段，维持系统的可靠运案的设计和应用提供了参考。行。间歇性可再生能源发电比例的不断提高也为电关键词：电动汽车；电网互动；有序充电；架构设计网传统的运行管理方式提出了挑战。在用户侧，可Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ（ＥＶ）ａｎｄｔｈｅ参与电网管理的设备被一些文献称为电网友好型设［１］ｇｒｉｄｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｅ－备，此类设备具有

5、互动人机界面，具备双向通讯ｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ（ＥＶｓ）．Ｓｏｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｓｔｒｕｃ－功能，在使用上可以中断或可进行功率调节，比如ｔｕｒｅｏｆＥＶ－ｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇｍｏｄｅｓ，热水器、照明、空调、水泵等。电动汽车是未来可ｌｏｃａｔｉｏｎｓａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍａｎａｇｅ－预见的理想的电网友好型设备，其规模巨大，功率ｍｅｎｔｍｏｄｅｏｆｐｏｗｅｒｇｒｉｄｔｏＥＶｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ可观，可调制，响应迅速，通

6、信和智能人机界面也ｃｈａｒｇｉｎｇｓｃｅｎａｒｉｏｓ．ＴｈｅｎｔｈｅｍａｉｎａｉｍｓｏｆＥＶ－ｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａ－已在传统车辆上得到应用。从智能电网角度看，电ｔｉｏｎａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｇｒｉｄｏｐ－动汽车是用户侧可利用的重要资源，通过电动汽车ｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄａｕｎｉｆｉｅｄＥＶ－ｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈ和电网之间的信息交互，采取一定控制策略，实施ｆｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｕｓｅｒｍａｎ－有序充（放）电，可使电力系统更

7、加清洁、高效、经ａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｌｏｃａｌｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌ，ｉｎｔｅｇｒａｔ－ｅｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍａｎａｇｅｍｅｎｔ济地运行。ｌｅｖｅｌａｎｄｔｈｅａｒｅａｇｒｉｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ通过电动汽车与电网的互动，可减少电动汽车ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇｓｃｅｎａｒｉｏｓａｎｄ充电负荷对电网的不利影响