基于V2G未來充電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

梁志遠(yuǎn) 王丹丹 劉釗

摘要：伴隨著能源危機以及環(huán)境污染問題的突出，能源可持續(xù)發(fā)展需要日趨強烈，這也使得電動汽車技術(shù)應(yīng)運而生，并且逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)階段研究的主要課題之一?，F(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，電動汽車的數(shù)量也在迅猛的增加，充電樁也逐步的增多。汽車作為現(xiàn)階段社會工業(yè)化的主要產(chǎn)物，石油的消耗量十分巨大，電動汽車在剎車的過程當(dāng)中所蘊含的能量可以回收并再次利用，電動汽車有著較多的優(yōu)勢，其能夠使電網(wǎng)的負(fù)荷降低，從而節(jié)約多種能源，有效的降低環(huán)境污染，未來的經(jīng)濟發(fā)展方向主要就是低碳環(huán)保經(jīng)濟，因此其是現(xiàn)階段最有發(fā)展前途的一種類型的汽車。

關(guān)鍵詞：V2G技術(shù);充電網(wǎng)絡(luò);電動汽車;發(fā)展

引言

電動汽車具備用電間歇性以及隨機性的特征，在大范圍地接入電網(wǎng)過程當(dāng)中，會形成較大的功率波動以及沖擊。為了解決這一問題而提出的電動汽車入網(wǎng)技術(shù)V2G，是近幾年當(dāng)中迅猛發(fā)展的一個研究課題。在V2G的架構(gòu)之下，電動汽車具備了源、荷雙重屬性，解決了傳統(tǒng)電源和電網(wǎng)之間雙向通信、單項輸能的制約，憑借著雙向通信、雙向輸能的特征，同時匯集電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)，達(dá)成了提升可再生能源的消納等綜合性的優(yōu)勢?；诖?，本文研究主題是V2G未來充電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，在收集了大量的文獻資料的基礎(chǔ)之上，分析了前人的研究成果，融合了自身創(chuàng)新性的見解和看法，對V2G的內(nèi)涵進行了剖析，并且對V2G這一項技術(shù)的可行性進行了研究，以期通過本文的研究能夠豐富V2G的理論研究，旨在為后續(xù)的研究提供理論經(jīng)典。

一、V2G 的內(nèi)涵

那現(xiàn)階段，可再生能源系統(tǒng)，例如太陽能等，正在被大量的引入到電力系統(tǒng)當(dāng)中，因為可再生能源自然的不連續(xù)性會導(dǎo)致發(fā)電的波動，急需要其他的能源實施補償，采取平滑可再生的能源的自然變更性，依次保障電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定并且防治反向功率流引發(fā)的電壓上升。其主要的內(nèi)涵界定就是針對以上問題所提出的，剔除掉的中心思想就是采用較多的電動汽車的儲存能源，作為電網(wǎng)亦或是可再生能源的緩沖，如圖一所示。這當(dāng)中，如果電網(wǎng)負(fù)荷超出標(biāo)準(zhǔn)值時，電動車內(nèi)部儲存的能源就會進行補充電量。如果電網(wǎng)的負(fù)荷低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時，可以將剩余的電量進行儲存，有效的節(jié)約了資源，降低了浪費行為的產(chǎn)生。采取這一種形式，電動汽車用戶能夠在電價較低時，從電網(wǎng)進行購買電，而電網(wǎng)電價較高時可以向電網(wǎng)售電，以此獲得一定的經(jīng)濟收益。

現(xiàn)階段，電動汽車已然逐步的被投放進市場當(dāng)中，由于這一種類型的汽車內(nèi)部配有較大容量的電池，能夠考量使其在停車的過程當(dāng)中為電網(wǎng)提供能量的緩沖，由于大部分汽車每一天大約有22個小時是處于靜止的狀態(tài)，在這些汽車的數(shù)量足夠大時，其能量是相當(dāng)巨大的，所以將其作為電網(wǎng)以及可再生能源系統(tǒng)的緩沖。

二、V2G 的可行性分析

在現(xiàn)如今，由于電動汽車被投放進市場，并且也隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，V2G逐漸受到了人們的關(guān)注，但是，電動車作為實際負(fù)載，在運行的過程當(dāng)中還是會導(dǎo)致增加電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，這就需要加強基礎(chǔ)設(shè)施資金成本的投入。因此對于這一問題，逐步出現(xiàn)了較多的V2G可行性的研究資料。

在2005年，美國分析并研究了V2G的基礎(chǔ)性問題，通過研究能夠看出，V2G的工程原理和經(jīng)濟收益是引發(fā)注重的，并且也指出了穩(wěn)定電網(wǎng)和支持大范圍可再生能源這一實際性的問題。

2019年，德國Dick Uwe等專家學(xué)者在文章當(dāng)中指出了德國電力工程協(xié)會的研究成果，在文章當(dāng)中主要注重的是V2G在移動存儲當(dāng)中的影響因素。電動汽車和掌控系統(tǒng)互相融合形成的移動儲存系統(tǒng)可以部分的替代儲存系統(tǒng)。與此同時，對于這一項內(nèi)容的分析和研究，除了基礎(chǔ)性的理論研究之外，還呈現(xiàn)出了較多的設(shè)計以及實驗。

通過對V2G的分析和研究可以看出，使用電動車電池作為電量的儲能源是具備極大的可行性的，無論是從工程層面進行分析，還是從經(jīng)濟收益層面進行，優(yōu)勢以及成效都是極為突出的。還可以為電動車車主獲取額外的經(jīng)濟收入。除此之外，還可以強化電網(wǎng)穩(wěn)定性以及可靠性。V2G成功有效的降低對新發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施的投入，還能夠形成能量的儲存緩沖，進而非可再生能源提供幫助。

三、V2G 的實現(xiàn)方法

（一）集中式V2G實現(xiàn)方法

這一種實現(xiàn)方法主要是將在一個區(qū)域內(nèi)部的電動汽車實施集中管理，依據(jù)電網(wǎng)的需求，對這一區(qū)域內(nèi)部的所有電動車的能量實施整合。并且有特定的管理方法來掌控每一臺電動汽車的充電以及放電的過程。這一種實現(xiàn)方法，可以將智能的充電器構(gòu)建在地面上，這無疑是有效的減少了資金成本投入。除此之外，因為這一種方式所采用的統(tǒng)一的整合以及集中的管理，能夠達(dá)成整體性的最優(yōu)化配置。例如，采取現(xiàn)階段最為先進的計算方式，能夠計算出每一臺電動汽車的最為完善的充電方式，以此來保障成本的最低投入以及電力的最優(yōu)化配置。

（二）自治式V2G實現(xiàn)方法

自治式的V2G電動車通常情況下會停放在各個區(qū)域當(dāng)中，不能實施集中且完善的管理，所以，一般情況下采用車載式的智能充電器，其能夠依照電網(wǎng)發(fā)布的有功、無功的需求，以及價格的詳細(xì)信息，亦或是依照電網(wǎng)輸出接口的電器特點，融合汽車自身的實際情況自動的達(dá)成V2G是運轉(zhuǎn)。這一種方式的V2G通常情況下是采取車載的智能充電器，在充電的過程當(dāng)中便捷并且易于使用，并不會受到時間和空間的制約?？墒敲恳慌_電動車都作為獨立的結(jié)點被分散到各個區(qū)域當(dāng)中，因為不會受到集中式的管理，所以電動車的充電以及放電具備著較大的隨意性，無疑會增加電動汽車的資金成本投入。

（三）基于微網(wǎng)V2G實現(xiàn)方法

微網(wǎng)則是一種由負(fù)荷和微型電源共同協(xié)作而形成的一種系統(tǒng)，其主要的工作方式是能夠協(xié)同的為汽車提供電能和熱量，電源通常是由電力電子的零部件，對能量實施轉(zhuǎn)變，并且還能夠提供必要性的控制和管理。微網(wǎng)和外部大電網(wǎng)實時比較和分析，其和外部大電網(wǎng)有著明顯的差異性，能夠看出其主要呈現(xiàn)出一種單一的受控單元。親可以同時的滿足電動汽車用戶對電能品質(zhì)以及供電的安全等等的需求。這一種實現(xiàn)方式主要是將電動汽車的儲能設(shè)施集成到微網(wǎng)當(dāng)中，和文章上述所講述的兩種實現(xiàn)方式有著明顯的差異性，這一種實現(xiàn)方法的作用對象并不是大電網(wǎng)，其主要作用的對象是微網(wǎng)，直接服務(wù)于微網(wǎng)，為了微網(wǎng)內(nèi)部的分布電源提供幫扶。

結(jié)語

綜上所述，V2G無論是從工程層面上，亦或是經(jīng)濟利益層面上，其帶來的成效是顯著的。這將其實現(xiàn)方法劃分為三個種類，有助于依照不同對象擇優(yōu)選擇實現(xiàn)的方式。裝置的集成化、高成效以及較低的資金成本投入等優(yōu)勢，是其重要的發(fā)展方向，在未來也畢智能電網(wǎng)有效的結(jié)合，并且向著智能化和信息化的方向進行發(fā)展。

參考文獻

[1]成紹桂，邵麟港，湯佩文，陳曦，黃祖朋，趙小羽.基于電動汽車V2G的雙向功率變換器電路拓?fù)浞治鯷J].時代汽車，2020（12）：55-56+75.

[2]張玉朋，崔克剛.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的V2G技術(shù)綜述[J].電工技術(shù)，2020（05）：135-137.

[3]何藹.車聯(lián)網(wǎng)V2X技術(shù)現(xiàn)狀、比對及發(fā)展展望[J].汽車實用技術(shù)，2020（03）：30-33+64.

[4]萬雄，彭憶強，鄧鵬毅，楊麗蓉，毛攀.電動汽車V2G關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].汽車實用技術(shù)，2020（02）：9-12.

[5]張杰，吳成明，李桐，楊逸，尚錦萍.基于V2G的電動汽車充放電優(yōu)化管理研究[J].電工材料，2019（06）：58-61.

[6]譚雅瑋，劉益壯，侯林伶，王倩，李唯佳.基于v2g的電動汽車雙電力接口充電樁[J].科技資訊，2019，17（32）：33+35.