电动汽车V2G模式 | 路漫漫

2020-07-03来源: 互联网关键字:V2G  电动汽车充电桩  动力电池  电力技术  LCL无线

我欲乘风破浪,踏遍黄沙海洋”这句歌词用来形容光伏和风力发电还真有点儿意思,乘风破浪的风力发电机组、踏遍黄沙荒野的光伏组件。新能源的发展在给环境带来了巨大好处之外,也使得整个电网变得更生动饱满。使得原始较为简单粗暴的发电系统及电网变得更加灵活和智能,再加上近年开始发力的储能,使得电网系统中各单元之间的互动显得更加紧密。

 

同时,电动汽车的发展也是环保大业中比较热门的一部分,之前我们有提到目前电动汽车发展的几个瓶颈:续航里程(动力电池相关)和充电问题(充电时间 / 充电设施)。最近有看到 V2G(Vehicle to grid)这个概念,车辆到电网,汽车用户可以以此来"赚钱"。其实这个概念早就被提出了,也有相应的发展,不过还得不断地灌溉才能成长。

 

新能源的发展,不管是发电侧还是用电侧,与电网之间的互动越来越密切,用户不仅可以从电网上取电,还可以将电能反馈给电网,使得整个系统更加协调。比如说户用小功率光伏发电系统,给自家供电的同时还能卖点电“贴补家用”;储能的削峰填谷、调频等功能,以及小型储能充当备用电源,使得工厂等小单元能够应对突发的停电。而新能源汽车在作为电网负载的同时,也能够充当储能装置,虽然单个汽车的容量较小,但是它却拥有着庞大的基数,从而引出了 V2G 的概念,当然除了 V2G,还有 B2G(Building to grid)等,今天我们就来简单地聊聊 V2G,车辆与电网之间的互动。


01  从系统来看 V2G


首先,我们先来看一张包括 V2G 的概念化网络结构:

 

 

 

电动汽车相对于电网而言,可以作为其正常的负荷,也可以充当储能装置向电网输送能量,从而达到削峰填谷、消纳可再生能源的角色。V2G 指电动汽车作为一种分布式负荷的同时也充当电源,可以向电网释放其储存在动力电池内的电能,来达到优化电网运行的目的。

 

电动汽车和电网之间的的互动是通过充电站来完成的,那就需要充电站能够满足 G2V 和 V2G 的要求,如下:

 

 

即充电站控制器 CSC 和 V2G 控制器的双向控制系统。但目前的充电站在规划中往往只考虑前者,欠缺考虑用户向电网的放电行为;同时充电站的规划以成本最低为基本,同时又以收益最大为目标,从而使得 V2G 模式的加入需要更为全面的考量。

 

比如基于峰、平、谷的分时计价机制,还需要用户能够依据一定的规则进行有序地向电网进行电能的输送。任何事情都需要有条不紊,乱则生变,无序的充放电行为,不但无法达到 V2G 模式优化电网运行的目的,反而会对电网造成一定的影响。

 

上文我们提到,充电桩作为电动汽车发展的一个难点,充电站也还在慢慢地普及,所以就目前而言,带有 V2G 模式的充电站规划还是处在较前期的阶段。当然,也不乏相应的试点电站,但就目前的 V2G 在系统中占比不会太多,它的路才刚刚开始。


02  从用户端来看 V2G


目前,各大车企和电池厂家都在大力推动电动汽车的发展,电动汽车的市场也在不断地扩大,电动汽车的普及率也在逐日增加。电动汽车的电能相比于传统燃油车,给用户带来了经济上的效益,但是其动力电池的局限性依旧是目前的一大难点,容量及使用寿命依旧是用户比较关注的地方。相对于电池容量来说,充电效率又是另一个较为“蛋疼”的地方,不仅与充电站的功率有关(大功率快充的必要性),还与动力电池的性能有关。

 

在平时生活中经常和出租车或者快车司机聊到,他们对于电动汽车的动力电池这块吐槽甚多,也就是里程和充电效率的“不满”,以及更换电池时的顾虑。同时,动力电池的寿命问题,本身使用年限就很短,再加入 V2G 模式之后,更加加速了动力电池的老化和降解,从而影响电动汽车的性能。这样一来,从用户角度来看,V2G 模式虽然能够带来额外的经济效应,但是对自己的爱车却有着不小的影响,相信就目前的电动汽车状况来说,大多数用户啊还是不会选择加入 V2G 模式。

 

所以,从用户端来看 V2G,依旧也还有很长的一段路要走。主要还是取决于动力电池的发展,以及相应激励政策的发布,才能使用户能够自愿的享受 V2G 模式带来的好处。

 

电动车主“对的时间躺着挣钱”的场景,还需要我们在大力发展的同时,再多美滋滋地遐想一会儿~

 


03  从电力技术来看 V2G


从 V2G 和 G2V 的模式来看,和现有的光储一体的类似,只不过光储系统可以根据特定的需求来优化相应的功能,而电动汽车本身作为底层的设备,它的需求是切合用户的使用需求,所以 V2G 和 G2V 双向功能只能通过充电站来实现。

 

下面是一个 V2G 负载模式的电力系统框架图:

 

 

由于需要考虑到 V2G 对电力系统的稳定性,所以上图集成了主频率控制和动态电网支持功能的框架图,大家可以了解一下。

 

近年来,无线能量传输技术的发展,给车辆和电网之间的充放电提供了一个新的发展方向,“无线”带来的便利可想而知,不过在目前电动力车无线充电还未普及的环境下,无线模式的 V2G 也同样还有很长的一段路要走。

 

下面是一个 LCL 无线双向电力传输的拓扑图:

 

写在最后,V2G 模式是未来发展的一个趋势,不管从技术方面还是政策方面,它还有很长的路要走,就像电动汽车一样,EV 的大力发展是 V2G 模式发展的主要前提。同样,除了 V2G 互动方式,还有其他很多模式,互动电网将是下一代全球电网的主要模式。从技术上讲,互动电网是先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术和储能技术的合成,也正是我们不断发展和创新的方向。

 

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!七月往后,我们继续前行~


关键字:V2G  电动汽车充电桩  动力电池  电力技术  LCL无线 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic502071.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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