电动汽车与风电并网运行的可行性研究

广东工业大学 黄 强 钟其源 简俊威 莫 超

电动汽车与风电并网运行的可行性研究

广东工业大学 黄 强 钟其源 简俊威 莫 超

随着能源危机的加剧以及人们环保意识的提升，新能源发电由于良好的环境效益以及低成本而逐渐受到欢迎。但新能源发电由于易受环境与天气的影响而具有间歇性，大规模随机并网将破坏电力系统的稳定性。为此，本文将研究电动汽车与风电并网运行的可行性。

能源危机；电动汽车；风电

1.风电与电动汽车协同调度理论分析

在全球能源危机和环境污染的双重压力下，具有清洁、无污染的清洁能源得到大力发展。风力发电由于具有低成本、无污染、可再生等特点，且相较于其他清洁能源来说技术最为成熟，因而受到国内外专家学者的广泛关注。近年来，风能资源丰富的发达国家均出台各项鼓励风电发展的新政策，例如美国推出新的能源政策法案、风电生产税减免法案等来推进风电的发展[1]。

由于风力发电具有的间歇性与波动性，在大规模并网时将会冲击电力系统，影响电网的安全稳定运行。此时就迫切需要电池电能储存系统进行补偿，以平抑新能源出力的波动性，保证电网负荷的稳定性。针对该问题，电动汽车的V2G概念被提出，其核心思想是利用大量闲置电动汽车的储能系统作为电力网和新能源的缓冲，如图1所示。即电动汽车通过储能系统接入到大电网，实现与大电网之间能量的双向流动。在负荷低谷时，电动汽车从电网吸收电能；在负荷峰谷时，作为分布式储能设备为电网提供电。电动汽车车主可通过该方式在电价较低时进行充电，在电价较高时向电网馈电，实现车主自身的利益最大化。

图1 V2G示意图

国家“十二五”专项规划将重点扶持纯电动、燃料电池车、插电式混动车发展[2]，并计划在2020年建立完整的电动车产业体系，实现累计产销量超过500万辆的目标。研究发现，大部分电动汽车一天中有96%的时间处于停泊状态[3]，可以利用闲置电动汽车的电源特性有效地补偿由风电出力不确定性所引起的负荷不合理波动，优化负荷峰谷差，平抑可再生能源功率波动对电网的冲击。因此风电机组与电动汽车之间潜在的协同关系使得电力系统的多能源协调互补调度成为可能。

尽管电动汽车可接入电网并作为新能源系统的缓冲，但是当大规模的电动汽车随意，无序地接入电网中进行充放电时，会使得电网在负荷高峰时产生新的负荷高峰，严重影响电力系统的稳定运行，影响供电可靠性。此外，电动汽车作为交通工具，要满足车主的基本出行需求，因此在向电网反向送电时，要保证自身行驶所需的电量。综上所述，应该对电动汽车与风电的协同优化调度进行研究。

2.电动汽车与风电协同优化调度策略

短期风速概率特性多采用风速预测值和误差预测的正态分布来估算某一时段或某一天的风电机组出力值。

由于电动汽车的种类繁多以及采用不同的供电模式，这就决定了电动汽车有不同的V2G实现方法。

（1）集中式的V2G实现方法

此方法是将某一区域内的电动汽车集中起来，根据电网需求统一进行充放电。

（2）自治式的V2G实现方法

此方法是车主根据汽车自身的状态、电网充放电价格等因素随机自主地进行充放电。

（3）于微网的V2G实现方法

此方法是将电动汽车的储能设备集成到微网中，直接为微网服务。

（4）基于更换电池组的V2G实现方法

此方法主要是将电动汽车更换的醋能系统集中起来，存放在电池更换站中，然后由电池更换站按照电网的需求统一接入电网。

3.结语

针对风电与电动汽车规模化应用这一背景，本文研究了风电与电动汽车协同优化调度的可行性，为实际工程应用提供了科学理论的支持，具有一定的指导作用。

[1]熊威,任征东,梅林,等．国外风电发展机制研究及对我国的启示[J]．电力需求侧管理,2016,18(5)：60-64．

[2]中华人民共和国科技部．电动汽车科技发展“十二五”专项规划[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