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如何推动电动汽车与电网融合?
发布时间:2016/5/11 10:20:00 点击率:472

    近年来,我国能源结构不断加速低碳转型,并伴随着电力体制改革深化,可再生能源和新能源汽车产业也蓬勃发展。“十三五”规划纲要明确提出,分布式能源和新能源汽车将作为战略性信息产业发展。

    但不可忽视的是,大规模接入的可再生能源和新能源汽车正分别从输电侧和配电侧冲击着传统电网的结构和运行安全。

    如何将电动汽车与其他需求响应资源有机结合,帮助电网实现削峰填谷,同时接入更多的可再生能源,探索整合电动汽车、需求响应和可再生能源的综合性解决方案,成为越来越多的研究关注的热点。

    智能充电助力需求侧管理

    4月21日,在由自然资源保护协会和世界自然基金会主办的“电动汽车与电网融合”国际研讨会上,国内外专家集思广益,探讨了电动汽车充电站对电网系统的种种影响,提出诸多解决问题的方案。

    作为战略性新兴产业,大力发展电动汽车是实现低碳经济转型的重要途径。去年11月份,国家发展改革委印发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》显示,到2020年全国电动汽车的保有量要超过500万辆,建成集中充换电站1.2万座,分散充电桩480万个。

    然而随着电动汽车的规模化应用,给电网运行发展带来了新的挑战。据记者了解,当大量电动汽车在用电高峰期充电时,现有的电能容量和输电设施就会显得不足,使其他用电设备受到影响;而大量充电站的出现,则会额外增加负荷储备量,这就要增加部分装机容量和线路传递容量,使得电网的基础投入增加,资源的有效利用率相对降低。

    “在需求方面有更灵活、更多的节能措施,提高能效,然后用分时电价,鼓励消费者少用电来调整电力需求的高峰期,能够相应弥补这种需求和供电之间的差距。”面对新挑战,美国太平洋天然气与电力公司的大卫˙阿尔梅达表示,“将电动汽车充电智能化,是对需求侧进行管理非常好的手段。”为寻找更好的解决方案,大卫˙阿尔梅达所在的电力公司与宝马公司合作,对电动汽车的智能充电进行了小范围实际测验。

    任职宝马公司多年的郭平芳博士向记者详细解释实际操作内容:“比如说,24小时前通知宝马,在隔日的8点到9点之间,希望可以减少一百千瓦,那么我们就给客户发送信息,并根据愿意参与的客户数量,我们来测算大概可以达到多少千瓦的削减。欠缺部分可以从自己的电池电站补足,达成电网要求我们能够响应的一百千瓦时电量,这样才算完成需求响应的一个号召。”虽然目前大规模实施还面临着充电机、充电站不支持远程有序调控功能,缺乏合理的电价机制和商业模式等问题,但毫无疑问的是,以可控负荷的形式参与电网调控,可以规避电动汽车大规模充电对电网造成的负面影响,在一定程度上发挥着削峰填谷的作用,是一种灵活的需求响应资源。

    大卫˙阿尔梅达乐观地表示:“总的来说,是希望能够在更快的时间内对需求做出响应,并且让更多的人参与。现在只有96个宝马车主,以后我们要把他们变为一千、一万,甚至一千万,这样需求响应才有意义。”

    发展储能和电动汽车应用新模式

    “我们发展电动汽车的目的是促进可持续发展,带动可再生能源的发展。”正如郭平芳博士所言,电动汽车作为分布式储能单元,实施车电互联后,利用电动汽车充放电可以实现平抑风电、太阳能发电波动,提高可再生能源发电利用率和电网消纳新能源的能力,为电网提供无功支撑等功能。

    国际能源署预测认为,未来电力系统与目前的电力系统相比,有两个特征:一是有渗透于全网的先进电力电子通讯技术;二是分布于电力系统各个环节的储能设施,电动汽车则是分布在需求侧的重要储能资源。

    在国内某储能公司专攻研发的孟琳博士在接受记者采访时表示,充电基础设施中,储能系统可以减少充电桩对电网的电力需求,尽量减少充电站给电网带来的附加建设和改造,促进电动汽车和电网的协调发展。“这也是国家现在所大力发展的。”谈及团队的探索,孟琳自信满满。

    诚如其所言,今年2月29日,三部委联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,明确发展储能和电动汽车应用新模式,其中包括发展储能网络化管理运营模式;发展车网协同的智能充放电模式;发展新能源+电动汽车运行新模式。

    其实早在指导意见发布半年前,青海首座光储一体化电动汽车充电站就已经在海北藏族自治州海晏县西海镇建成投运。

    作为该示范项目的参与者,孟琳介绍道,该充电站集成了光伏发电、智能充电桩、储能电池等多项先进技术,突破了光伏电站无法在夜间为电动汽车充电的瓶颈。

   “我们利用储能系统来进行峰谷平衡,在夜间做一个长时间的储存,然后在高峰期来提供给充电或者其他的负荷使用,提高充电站的经济性。青海是光照资源比较丰富的区域,储能跟光伏发电结合,能够平滑光伏发电的输出,改善单独式电源的输出功率特性。”孟琳解释道。

    另据青海省科技厅相关负责人表示,该项目将环青海湖国际电动汽车挑战赛与新能源汽车的试验、示范与运营相结合,为在青海打造全国高原新能源汽车检测与示范基地的战略构想提供了有力支撑。同时,该项目还可为原子城纪念馆及周边配套设施提供新能源电力,具有良好的经济与社会效益。

    作为需求响应资源,对于电力系统来说电动汽车又是一种非常低成本的储能资源,有助于可再生能源的消纳。唯有加强与电网的融合,提高电网接纳电动汽车的能力,才能最终实现用户与电网的双赢,更好地支撑电动汽车行业的快速和健康发展。