電動汽車與風電并網運行的可行性研究

廣東工業大學 黃 強 鐘其源 簡俊威 莫 超

電動汽車與風電并網運行的可行性研究

廣東工業大學 黃 強 鐘其源 簡俊威 莫 超

隨著能源危機的加劇以及人們環保意識的提升，新能源發電由于良好的環境效益以及低成本而逐漸受到歡迎。但新能源發電由于易受環境與天氣的影響而具有間歇性，大規模隨機并網將破壞電力系統的穩定性。為此，本文將研究電動汽車與風電并網運行的可行性。

能源危機；電動汽車；風電

1.風電與電動汽車協同調度理論分析

在全球能源危機和環境污染的雙重壓力下，具有清潔、無污染的清潔能源得到大力發展。風力發電由于具有低成本、無污染、可再生等特點，且相較于其他清潔能源來說技術最為成熟，因而受到國內外專家學者的廣泛關注。近年來，風能資源豐富的發達國家均出臺各項鼓勵風電發展的新政策，例如美國推出新的能源政策法案、風電生產稅減免法案等來推進風電的發展[1]。

由于風力發電具有的間歇性與波動性，在大規模并網時將會沖擊電力系統，影響電網的安全穩定運行。此時就迫切需要電池電能儲存系統進行補償，以平抑新能源出力的波動性，保證電網負荷的穩定性。針對該問題，電動汽車的V2G概念被提出，其核心思想是利用大量閑置電動汽車的儲能系統作為電力網和新能源的緩沖，如圖1所示。即電動汽車通過儲能系統接入到大電網，實現與大電網之間能量的雙向流動。在負荷低谷時，電動汽車從電網吸收電能；在負荷峰谷時，作為分布式儲能設備為電網提供電。電動汽車車主可通過該方式在電價較低時進行充電，在電價較高時向電網饋電，實現車主自身的利益最大化。

圖1 V2G示意圖

國家“十二五”專項規劃將重點扶持純電動、燃料電池車、插電式混動車發展[2]，并計劃在2020年建立完整的電動車產業體系，實現累計產銷量超過500萬輛的目標。研究發現，大部分電動汽車一天中有96%的時間處于停泊狀態[3]，可以利用閑置電動汽車的電源特性有效地補償由風電出力不確定性所引起的負荷不合理波動，優化負荷峰谷差，平抑可再生能源功率波動對電網的沖擊。因此風電機組與電動汽車之間潛在的協同關系使得電力系統的多能源協調互補調度成為可能。

盡管電動汽車可接入電網并作為新能源系統的緩沖，但是當大規模的電動汽車隨意，無序地接入電網中進行充放電時，會使得電網在負荷高峰時產生新的負荷高峰，嚴重影響電力系統的穩定運行，影響供電可靠性。此外，電動汽車作為交通工具，要滿足車主的基本出行需求，因此在向電網反向送電時，要保證自身行駛所需的電量。綜上所述，應該對電動汽車與風電的協同優化調度進行研究。

2.電動汽車與風電協同優化調度策略

短期風速概率特性多采用風速預測值和誤差預測的正態分布來估算某一時段或某一天的風電機組出力值。

由于電動汽車的種類繁多以及采用不同的供電模式，這就決定了電動汽車有不同的V2G實現方法。

（1）集中式的V2G實現方法

此方法是將某一區域內的電動汽車集中起來，根據電網需求統一進行充放電。

（2）自治式的V2G實現方法

此方法是車主根據汽車自身的狀態、電網充放電價格等因素隨機自主地進行充放電。

（3）于微網的V2G實現方法

此方法是將電動汽車的儲能設備集成到微網中，直接為微網服務。

（4）基于更換電池組的V2G實現方法

此方法主要是將電動汽車更換的醋能系統集中起來，存放在電池更換站中，然后由電池更換站按照電網的需求統一接入電網。

3.結語

針對風電與電動汽車規?；瘧眠@一背景，本文研究了風電與電動汽車協同優化調度的可行性，為實際工程應用提供了科學理論的支持，具有一定的指導作用。

[1]熊威,任征東,梅林,等．國外風電發展機制研究及對我國的啟示[J]．電力需求側管理,2016,18(5)：60-64．

[2]中華人民共和國科技部．電動汽車科技發展“十二五”專項規劃[EB/OL]．[2012-08-07]．http：//www．most．gov．cn/tztg/201204/t20 12042093807．htm．

[3]Kempton W,Letendre S E．Electric vehicles as a new power source for electric utilities[J]．Transportation Research Part D Transport &Environment,1997,2(3)：157-175．

With the energy crisis intensified and people’s awareness of environmental protection，new energy power generation due to good environmental benefits and low cost and gradually welcomed. But the new energy power generation due to the impact of the environment and weather and intermittent，large-scale random grid will damage the stability of the power system. To this end，this paper will study the feasibility of electric vehicles and wind power grid running.

Energy crisis；electric vehicle；wind power