2014年10月28日下午，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)第14期儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)公益沙龍?jiān)诒本├ヌ┘魏叹频昱e行。華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院劉念副教授做主題報(bào)告，以下為報(bào)告文字實(shí)錄：
劉念：
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，下午好。今天非常高興在這里跟大家一起探討新能源汽車充電設(shè)施方面的基礎(chǔ)性問(wèn)題。這也是源自本人過(guò)去多年的研究成果。
今天報(bào)告的重點(diǎn)是關(guān)于電動(dòng)汽車光伏充/換電站系統(tǒng)的優(yōu)化配置與運(yùn)行。報(bào)告主要分為四個(gè)部分：首先是研究背景；第二是電動(dòng)汽車光伏充/換電站的優(yōu)化配置；第三是電動(dòng)汽車光伏充/換電站的優(yōu)化運(yùn)行；第四是研究成果和下一步計(jì)劃。
研究背景
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是現(xiàn)在社會(huì)非常關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，而電動(dòng)汽車本身也已經(jīng)納入了我國(guó)的發(fā)展規(guī)劃。結(jié)合這兩大背景，如何將分布式光伏和電動(dòng)汽車充電設(shè)施有機(jī)整合到一起，通過(guò)優(yōu)化配置和運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效，變得非常重要。在微電網(wǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)集成，不僅可提高電動(dòng)汽車的清潔能源利用率，還能協(xié)助解決可再生能源并網(wǎng)的間歇性問(wèn)題，降低對(duì)配電網(wǎng)的影響。從2010年開(kāi)始，我們就著手研究電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)，包括規(guī)劃、運(yùn)行和控制的相關(guān)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用問(wèn)題。
電動(dòng)汽車光伏充/換電站的優(yōu)化配置
近年來(lái)，含光伏的電動(dòng)汽車充電站已經(jīng)不是新鮮的概念，國(guó)內(nèi)外都建設(shè)了很多示范工程，我們也對(duì)此進(jìn)行了廣泛的調(diào)研。針對(duì)光伏與電動(dòng)汽車充電設(shè)施的集成問(wèn)題，我認(rèn)為存在四種典型模式：第一是在居民小區(qū)或商業(yè)樓宇的層面，存在豐富的可用充電車位，可以將屋頂光伏、光伏車棚和電動(dòng)汽車分散充電樁組合成微電網(wǎng)，這將是未來(lái)智能電網(wǎng)環(huán)境下光伏充電系統(tǒng)的重要發(fā)展方向；第二是對(duì)于商業(yè)運(yùn)營(yíng)的充電站，利用站內(nèi)頂棚及相關(guān)建筑的可用光伏資源，形成光伏充電站系統(tǒng)；第三是針對(duì)商業(yè)運(yùn)營(yíng)的換電站，也可以利用相關(guān)的光伏資源，形成光伏換電站系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)的換電站多由國(guó)家電網(wǎng)公司投資建設(shè)，服務(wù)的電動(dòng)汽車類型含電動(dòng)公交、環(huán)衛(wèi)、出租車等；第四種是針對(duì)大規(guī)模的集中式充電站，通過(guò)換電網(wǎng)絡(luò)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行配送，這種類型的充電站可以與光伏電站在中壓配電網(wǎng)的層面進(jìn)行集成。
光伏充電站是未來(lái)潛力較大的應(yīng)用形式，我們?cè)谘芯窟^(guò)程中，考慮系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本、光伏能源的就地消納利用率等因素，提出了一系列針對(duì)光伏充電站的優(yōu)化配置模型，可結(jié)合具體工程需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能及充電設(shè)施的合理配置。
從目前的動(dòng)力電池情況來(lái)看，換電站的建設(shè)成本是非常高的。對(duì)于光伏換電站系統(tǒng)，我們也對(duì)其配置問(wèn)題展開(kāi)了充分的研究。在建立優(yōu)化配置模型的基礎(chǔ)上，研究光伏利用率和系統(tǒng)成本的關(guān)系。當(dāng)充電電能中光伏發(fā)電的利用比例在40%以下時(shí)，配置方案的成本相對(duì)還好接受；但如果希望光伏發(fā)電的利用率遠(yuǎn)大于40%，則需要投入更多的資金，配置更充足的動(dòng)力電池。
另外，有關(guān)動(dòng)力電池梯次利用的問(wèn)題也需要重點(diǎn)關(guān)注。當(dāng)動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，容量保持率下降到70%以下就必須淘汰下來(lái)。這部分電池通過(guò)測(cè)試、重組，還可以用作光伏充/換電站的儲(chǔ)能電池。通過(guò)這種方式可有效提升光伏利用率，并降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。
電動(dòng)汽車光伏充/換電站的優(yōu)化運(yùn)行
對(duì)于不同區(qū)域的電動(dòng)汽車充電設(shè)施，充電需求特性是存在差異的，因此運(yùn)行方式也需要具體對(duì)象具體分析。
對(duì)于居民小區(qū)的分散充電樁，一般情況下光伏是在白天發(fā)電，而電動(dòng)汽車恰恰是晚上用電，如果要利用光伏為電動(dòng)汽車充電，就需要有儲(chǔ)能系統(tǒng)的配合。對(duì)此我們提出了一種優(yōu)化調(diào)度方法，一方面是降低用戶的充電電費(fèi)，另一方面是盡可能提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。
對(duì)于商業(yè)樓宇的充電站，用戶大多是在樓宇中工作的，白天有很長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)將電動(dòng)汽車存放于樓宇停車位上。在這種情況下，正好與光伏的發(fā)電特性相匹配。一般意義上，這些電動(dòng)汽車用戶會(huì)分為兩類，一類是有剛性需求的，這些人對(duì)充電價(jià)格無(wú)所謂，會(huì)要求充電站按最快速度完成充電；另一類用戶停車時(shí)間較長(zhǎng)，自己通過(guò)充電樁可預(yù)設(shè)離開(kāi)時(shí)間，要求在離開(kāi)時(shí)完成充電即可，這部分具有柔性需求的用戶就可以形成可調(diào)控負(fù)荷，納入到充電站調(diào)度環(huán)節(jié)中。通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行策略，充電站的整體運(yùn)行效益會(huì)有效提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電的就地消納利用。
研究成果和下一步計(jì)劃
我們的研究工作主要來(lái)源于國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃及國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。近年來(lái)，在本領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊上發(fā)表論文十余篇，申請(qǐng)發(fā)明專利多項(xiàng)，形成較為豐富的理論成果。
未來(lái)將進(jìn)一步完善光伏充/換電站的優(yōu)化配置方法，研發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)軟件平臺(tái)，形成定制化的咨詢服務(wù)模式，為電動(dòng)汽車充電設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
在運(yùn)行方面，我們希望能夠研發(fā)低成本的光伏充/換電站能量管理系統(tǒng)裝置，并進(jìn)行推廣應(yīng)用，有效提高電動(dòng)汽車充電設(shè)施的運(yùn)行效益。
時(shí)間有限，我的報(bào)告就做到這里。謝謝大家。
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