电动汽车与智能电网.ppt

电动汽车与智能电网 电动汽车是汽车产业的最终发展方向,智能电网是经济和技术发展的必然趋势,将电动汽车和智能电网结合的V2G,既解决了电动汽车大规模发展带来的充电压力问题,又可将电动汽车作为移动的、分布式储能单元接入电网,用于削峰填谷、应急安保,旋转备用等,在提高电网供电灵活性、可靠性和能源利用效率的同时,延缓电网建设投资。目前V2G的研究及应用尚处于起步阶段,其发展与电动汽车、储能、分布式电源等相关技术发展密切相关。 策略的考虑涉及电网侧、车辆侧、用户侧,电网侧需考虑电网实时负荷、电价、调度中心指令;车辆侧需要考虑电池能量状态、输入输出功率、可用时间等;用户侧主要是考虑用户的行驶习惯、行使里程及特殊需求等。以充放电容量、电网负荷、电价等为基础数据,使用适当的充放电策略控制算法,得到辖区内电网所需要的能量信息和车辆电池可提供的能量信息,进行策略分配和发出调度指令。 电动汽车与可再生能源 充分考虑电动汽车的发展, 并把电动汽车的智能充电设施与可再生能源的大规模开发利用有机结合起来。电动汽车充电设施是未来电网中主要的负荷之一。据估计, 我国现有汽车保有量约5000万辆, 到2020 年, 我国汽车保有量将达到1.5 亿辆。如果按照2050 年我国汽车保有量达到4 亿辆计算,其中一半采用电动汽车, 每辆汽车的充电功率按照10kW计算( 充电4 小时可以达到40kWh, 可跑240公里) , 平均每天有四分之一的汽车需要充电, 则总充电功率达到5 亿千瓦。如果按照可再生能源( 主要是太阳能和风能) 的年有效利用小时数2000 小时计算( 折合平均每天约6 小时) , 且把电动汽车充电总功率折合为6 小时充电功率, 则总充电功率到达约313 亿千瓦。如果考虑全国范围内的大型可再生能源基地之间的资源互补性, 则313 亿千瓦的功率具有相当大的调节能力。 电动汽车对电网的调节 世界各国供电系统都存在负荷平衡问题，峰谷差甚至在1:0.5以下。利用夜间对电动汽车充电，现有电网容量己经能适应若干年电动汽车发展电能需求，不但有利于电动汽车的能量补充，也有利于电网的峰谷平衡，有效地降低电网高峰负荷，相应降低峰谷差，提高电网负荷率，提高发输配电设备利用率，一般减少10%的峰荷，可提高电网负荷率9个百分点，而总发电量只减少1%，可使电力工业经济状态好转。 电动汽车充电机 电动汽车充电机有多种分类方式，有随车型和固定型、慢充和快充、接触 和感应式等不同制式、不同功率的机型，还有通用型和专用型之分。 按照电动汽车是否与充电机和公共电网接触，可分为接触式和感应式。其中，接触式充电机是通过金属导体将电动汽车与充电机和公共电网连接，以达到能量传输的目的。这种能量传递方式结构简单，能量传递效率高且造价低。感应式充电的工作原理是让充电模块与电池所在的受电模块的通过变压器耦合，从而实现电力传输。感应式充电不要求充电机与电动汽车之间有导体相连，使得电动汽车的充电通用性较好，而且更为安全。 按是否安装在车上，充电机可分为车载式（即随车型）和固定式。固定式充电机一般为固定在充电站内的大型充电机，其性质如同燃油汽车的加油站，主要以大功率、快速充电为主。而车载充电机安装在车辆内部，可以在包括住宅、停车场、车库、乃至路边等任何有电源供应的地方随时充电，但功率相对较小。 目前国内使用较多的充电机为固定式的通用型充电机，其充电效果不好。主要问题是：充电时间长、充电效率低和充不满；同时，充电控制系统的故障也不少，多数充电机与电池不匹配。 常用充电方式 1.恒压限流充电 恒压限流充电方式的充电曲线如图所示。在充电过程中，对电池施以恒定的充电电压，则充电过程中电流将逐渐减小。当充电电流减小到某一数值时，认为电池已经充满，此时停止充电。 常用充电方式 2.恒流限压充电 恒流限压充电方式的充电曲线如图所示。在充电过程中，对电池施以定的充电电流，则充电过程中电池电压将逐渐升高。当电池电压升高到某一数时，认为电池已经充满，此时停止充电。 常用充电方式 3.恒流－恒压充电 恒流－恒压充电方式的充电曲线如图所示，它是恒流限压和恒压限流充电方法的综合。在充电的开始阶段先采用恒流限压充电法，当电池电压达到一定值以后，再采用恒压限流的充电方法。 常用充电方式 4.脉冲电流充电 脉冲电流充电方式的充电波形如图所示。在充电过程中，充电机对电池施以周期性脉冲电流进行充电。一个脉冲周期分为脉冲充电时间和间歇时间，在脉冲充电时间内，充电机用较大的电流值对电池进行充电，之后的间歇时间内停止充电，从而减小电池在充电过程中的极化现象。 充电机工作原理 充电机的工作原理是由整流电路对输入三相交流电进行整流，再经滤波电路后，为高频DC一DC功率变换电路提供直流输入，功率变换电路的输出经过输出滤波电路后，