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电动汽车与电网互联技术的关键技术问题 摘要：为了有效应对能源危机和环境污染问题，适应智能电网的发展要求，及早研究和有效解决电动汽车和电网的互联技术问题将是一个重要的内容。本文重点关注电动汽车与电网互联的关键技术和研究思路，对关键技术问题进行归纳总结，并给出了具体的研究方法和研究内容。 关键词：电动汽车；电网；互联技术；关键技术问题 The key technology issues about interconnection of Electric vehicles and power grid Abstract：Early research and effective solution to the interconnection of electric vehicles and power grid will be an important technical content In order to effectively deal with energy crisis and environmental pollution problems, and to meet the requirements of the smart grid. This article focuses on the key technologies breakthrough and research ideas of interconnection of electric vehicles and power grid. The key technical issues were summarized. It gives a specific research methods and research contents. Keywords：electric vehicle; power grid; interconnection technology; key technology issues 1、引言 随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾的日益激化，节能降耗，减少对化石燃料的依赖，已成为我国经济持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，它以电代油，能够降低碳排放、噪声低，是解决交通、能源和环境问题的重要手段。 如何推动电动汽车的产业化、市场化和实用化，已成为当前的研究热点。研究与发展电动汽车与电网的互联技术，就是基于这一背景而生，本文将系统梳理这一技术问题，并给出其关键技术问题和研究内容。 2、国内外研究现状 电动汽车既是电能的使用者，也可以被当作电能存储装置使用。由大量的电动汽车及充放电设备构成的电动汽车接入网络（Vehicle to Grid, V2G）可以通过在用电低谷时段充电，而在用电高峰时段放电的方式实现对负荷削峰填谷，同时减弱可再生能源的间歇性对系统运行所带来的负面影响。 目前，电动汽车与电网的互联技术主要集中在以下三个方面：电动汽车供电模式对电网运营的影响与对策；电动汽车规模化充电对电网安全及电能质量影响与对策，包括可能带来的社会、经济效益、所隐含的技术风险及有效规避措施等；电动汽车大规模接入技术及装备方面的内容。研究方法主要有理论分析、建模仿真，研究基本停留在理论探索阶段。 3、主要研究内容 当电动汽车大规模投放市场后，电动汽车及其充放电设备作为一类特殊类型的负荷，对电网的影响不可忽视。主要有： 3.1 电动汽车供电模式对电网运营的影响与对策 电动汽车负荷具有时间与空间上的分布特征，并有望实现能量回馈的V2G(Vehicle to Grid,即车辆到电网)功能。V2G描述了车载电池作为一个分布式储能单元,在电网负荷非高峰时段自动充电,在不影响自身续驶里程要求的前提下,在负荷高峰时段将部分能量回馈电网。数量庞大的电动汽车通过智能电网平台实现规模化应用,用于电网储能和控制负荷、停电时的备用电源、削峰填谷等。此外，V2G模式也要求电网运营引入电力市场机制，以实现电能双向流动的价格杠杆作用。这种双向、间歇的供电模式对电网运营和能源安全供应带来的影响以及应对策略有待研究。 3.2 电动汽车规模化充电对电网安全及电能质量的影响与对策 电动汽车大规模应用后，必然会出现同时有大量电动汽车接入电网进行充电的问题，若没有网络化、智能化的协调充电控制策略，这种大规模充电能量将会对电网造成极大的冲击，甚至危及电网的安全运行，因此必须研究网络化、智能化的电动汽车协调充电控制策略，以保证电网运行安全性；此外，电动汽车充电机为非线性负荷，大型充电站有很多这类充电机，所产生的谐波等电能质量问题对电网造成危害，需要对此类电能质量问题进行评估并提出相应的解决方案。 3.3 电动汽车大规模接入技术及装备 电动汽车可以通过两种方式接入电网，即集中式的大型充电站和家庭式的小型充电器。这不仅需要通过电力流而且需要通过信息流将电动汽车与智能电网相连，还需要相应的装备予以硬件支持。总之，未来电动汽车的接入技术必将是以智能电网为基础的大规模“智能接入”，这一接入方式有待进一步研究。 4、电动汽车与电网互联技术的关键研究问题及解决思路 4.1 电动汽车充放电行为的统计分析 研究电动汽车充放电行为的模型。主要是给出研究电动汽车充放电行为不确定性的一种方法，并进一步找到这种行为的拟合规律，符合什么样的概率密度函数的分布，给出随机性的分布规律。 4.2 随机系统的最优化方法 主要研究计及电动汽车接入的电力系统调度模型、算法。当系统中存在大量不确定因素时（如电动汽车充放电，可再生能源机组出力，负荷），拟基于一定的电动汽车模型，结合随机规划的方法求解不确定环境下系统的最优调度方案。 4.3 大量电动汽车充放电对电力系统运行的影响 基于上述模型与算法，通过仿真研究电动汽车接入对电网安全性、经济性和社会的影响。 可以考虑从经济方面、安全稳定方面、电能质量、运行调度方面来说明影响。基于以上研究思路，表1归纳得出电动汽车与电网互联技术的若干关键技术问题。 表1 电动汽车与电网互联技术的研究工作若干关键节点 电动汽车与电网互联技术的研究是一个系统而深入的过程，本文的归纳总结只是对这一技术问题的一个初始认识。开展广泛而有针对性的相关文献资料的研读，特别是要关注国外的一些最新研究动态和成果，为这一技术问题的理论研究和应用提供更有价值的参考。 参考文献： [1]Christophe Guille, George Gross. A conceptual framework for the vehicle-to-grid (v2g) implementation[J]. Journal of Energy policy, 2009, 37: 4379-4390. [2]万沛霖.电动汽车关键技术[M].北京:北京理工大学出版社,1998. [3]赵俊华，文福拴，薛禹胜，董朝阳，辛建波,计及电动汽车和风电出力不确定性的随机经济调度.电力系统自动化，2010，34（17）：22-29. 本文来源：https://www.dywdw.cn/781649b81837f111f18583d049649b6648d7092a.html
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2022-12-21
