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在这里面核心,我们做一个主要是电动汽车充电负荷建模的问题,我们可能听过对电动车自然充电或者无序充电,也就是说,电动汽车接到充电设施之后开始充电,直到充电满为止,这是我们自发的充电。但是我们往往在停车这个时间段内,可能用不了那么长时间把它充满。这样的话我在这个时间,我充电汽只需要2个小时充满了,但是我停车可能停5个小时,8个小时。在这个时间段做充电功率的控制,做充电过程的控制,这就是有序控制。这个可以启提我的充电设备,也可以对我的充电功率做调解。
在进一步的情况下,皆是V2G的情况,在电网需要的时候,在我联网的时候,还能向电网配电。这边两个图我们示意,功率可调能量保持,我在走的时候电动汽车脱网的时候,SOC电池的状态,也能保持我期望的状态。在这个过程中,通过功率曲线的调解,使得我的能量曲线,只要在我(包罗)线之内,满足我的需求,同时为电网提供支撑,或者说为新能源发电提供支撑。
在单一的模型下做一个非常简单的累加,这里面技术的因素考虑到充电或者放电效率的问题。从这张片子显示我们做电动汽车的结合模型,我们有大量车结合起来的时候,这样形成很大的蓄水池,形成很大的储能资源一样。这个储能资源建模,从总功率的边界和能量的边界,我累计起来,这边是能量的边界,这边是功率的边界,到底能够提供多大的能量的上下界,在不同时间段。另外在不同的时间段功率可以控制多大,如果一旦恩能够把结合的模型做出来之后,实际上下面在用的时候,作为一个储能,或者虚拟的储能来用它。
基于这样的模型和思想我们开发一个很简单的软件,这个软件可以用于省或者区域级电网能力的评估。输入的信息主要包括车辆信息、电网信息,还有一些价格成本方面的信息,评估的过程主要是信息的抽取,边界的计算主要是这里面针对电动汽车,它的功率和能量边界的计算,最后做一些求解,这个求解我可能考虑不同场景的情况,最后是数据的输出。
最后一部分是展示的部分,展示整个系统运行的情况,电动汽车充电功率,甚至放电功率的情况,带来效果的情况,对于发电成本的降低,对于减少弃风弃光的能力上面。这块我们和发改委新能源所合作一块来做的,当时为了考虑这方面需要,我们在Excel界面下,我可以做输入和输出的展示,后来我们开发了优化计算程序。输入信息的情况,最关键的,我们对于评估电动汽车,主要是车辆的情况,车辆对于我们国家来说,公交车这块可调控的资源应该说潜力比较大的。我们考虑公交、出租、公务,再往下是私家车的情况。我们认为对于真正实施有序充电V2G来说,对于集团的车辆,公交车辆,包括我们国内往后推物流的车辆,集团的车辆这快,还是比较容易控制,这个潜力也是最大的。
再往下是结果的展示,优化的结果对于某一个优化的区域,在某一个特定发展的年份下,新能源装机容量不同情况,对于不同电动汽车发展情况下,我通过有序充电调控,相对于无序充电带来效益的情况,包括总的发电成本,弃风弃光损失的情况。
最后结果的评估。第一,我们针对京津唐电网,对于未来它有大概有700多万辆,电动汽车发展的情况下。比较远景的2030年的情况下,看它充电负荷的情况,我们做的一个结果,考虑工作日和周末的情况。规律日可能在晚高峰上出现大的充电高峰,这个高峰达到17个GW左右,也就是1700万千瓦。刚才前面宋总说到我们北京市现在的高峰负荷大概2000万左右,如果电动汽车几百万辆情况下,可能达到1700万的规模,就说无序,不调控的条件下,应该说还是比较情显著的,对电网可能还会产生比较大的影响。
我们做的这个工作可以来分析,他刚才所说的电动汽车作为储能来说,它如果有序充电甚至有序充放电,他能够达到的可调整功率的上下界,和能量上下界的情况,这里面分别对于我们考虑工作日,比如功率上界,我需要功率支撑的时候,调整到这个边缘,如果希望它的降功率的时候,甚至向电网放电的情况。功率和能量的情况。对于不同范围通过这个曲线做相应的调度。
这块是我们在国外比较看到,如果有一个典型的负荷曲线,这个负荷曲线由哪些电源提供电力的?我们这样的负荷曲线最基本的还是煤电、天然气,最上面是风电和光伏。如果是电动汽车无序充电的情况下,可以看到夜间的时候负荷比较小,比较小的时候,可能容纳的风电比较小了,产生弃风的情况。如果能够通过电动汽车充电的有序调控,把一部分的充电负荷移到凌晨来,这个时候正好和风电的(储力)相匹配,这时候用风电储力给电动汽车充电。这是进曲线展示,也就是无序和有序充电之后,进功率曲线的展示。这个进功率曲线皆是我把充电符合的减掉以后,如果是无序充电的情况下,在晚上产生一个高峰,如果通过有序充电,甚至V2G我可以把这个高峰削下来,而且可以使它夜间更加平衡,减少峰谷差。
考虑在全年之内,或者不同季节情况下,或者不同的工作日下周末的情况下,通过有序充放电带来效益。在这样情况下,电动汽车无序充电的情况下,弃风弃光差不多36亿度,如果通过有序充电,基本上把弃风弃光消除掉。弃风弃光消除基本上在冬季的时候,在冬天的时候有供热机组,不能给下压出力的情况下,我通过电动汽车来涨负荷的情况下,使消纳能力进一步提高。
以上是我简短的展示,不同的专业不一样,如果有问题的话欢迎大家跟我交流。
以上内容均来自国际储能峰会现场主题演讲速记稿。
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