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电动汽车电网互动模式及储能价值

导读: 电动车与电力系统的互动的方式主要包括四类影响因素,包括规模即电动汽车本身的数量规模、动力电池技术、还有不同电动汽车与电网互动的模式以及最后一种就是布局。

四大因素影响电动汽车与电网互动

电动车与电力系统的互动的方式主要包括四类影响因素,包括规模即电动汽车本身的数量规模、动力电池技术(主要体现在进步之后也会直接影响到储能的能力)、还有不同电动汽车与电网互动的模式(包括充放电、有序充电,或者退役电池做储能的方式)以及最后一种就是布局(因为电动汽车不同的电力分布也会影响到它与系统互动的效果。)

首先是车辆数的情况。我们这里采用的一个总量的数据是中国汽车工程学会做的《节能与新能源汽车发展路线图》,他预测2030年全国电动汽车总的保有量达到8千万辆以上,我们就此对这个总量进行了拆分,左边这张表里面不同的车型后面的百分比就是我们认为它到2030年之后电动汽车技术在这类车型中的渗透率情况。右边这张图是我们对2030年之前各类电动汽车车型数量规模的预测,到2030年仍然是电动乘用车的保有量是明显占据绝对的主体。

电动汽车电网互动模式及储能价值

我们也对2030年电动汽车储能规模进行了判断,如果我们直接以功率来衡量储能的能力,我们认为8千万辆电动汽车所能带来的理论的储能规模大约就是7.3亿千瓦,就是说电动汽车的装机规模功率来讲可以起到非常好的对大规模新能源消纳的促进作用。另外7.3亿千瓦,到去年为止全国的抽水蓄能装机大概2500万千瓦左右,就是说电动汽车的数量规模差不多就是目前全国抽水蓄能规模的接近30倍。

从电量角度来讲,我们仍然是以2030年20亿千瓦的风电光伏的装机来看,它日均发电量大约就是接近100亿千瓦时,我们假设把所有的这部分电存到电动汽车8千万辆里面,电动汽车所带来的理论的触电能力大约就是55亿千瓦时,从这点对比来看,电动汽车是非常合适来实现系统因为新能源介入变大以后所产能的日内小时级的调峰的需求。

第二,动力电池技术的进步。国内外很多的研究机构对此有很多的判断。技术路线大致是相似的,动力电池的技术仍然是采用锂电池技术,从目前的三元材料的锂电池逐步过渡到到高碳材料等等。包括锂硫、锂空气都是这样的情况,这是各个研究机构总的判断的总结。

第三,电动汽车与电网模式及互动的效果。这是一个宏观的总体的分析,实际的互动效果还取决于电动汽车本身用户是否能够跟随电网的调度指令以及是否有这个积极性响应,因此我们具体分析中还是针对一个案例,就是京津塘案例做了一个具体的案例分析,包括三种电动汽车的互动模式,有序充电,单纯的一种充电的引导的方式,改变它的充电时间。第二类,电池的梯次利用,退役之后电池还是存在很大的储能效果,同时可以实现充电和放电双向的调节能力。最后就是V2G,实际上是有序充电和电池梯次利用的结合,比如它的充电需求和放电的量实际上之差就是车辆满足道路出行用能的需求。结合这三方面的协同分析之后,我们还是采用了电动汽车这样的互动模型,REEV模型,来看互动效果。

以下就是针对这个案例,京津塘地区2030年的一些假设,包括各类机组的占比容量的情况,它的一些技术参数等。我们直接看一下结果(下图),这里对比的是两种情况,左边是电动汽车无序充电,右边是有序充电的情况。在无序充电下,凌晨和午间都会有非常明显的弃风和弃光的压力,电动汽车起到的作用就是将搬来的充电负荷高峰傍晚时段,挪到了凌晨时段,起到了削峰填谷的作用。这样转移之后直接带来一个效果,系统原始负荷的高峰傍晚时段的高峰得到削减,使得火电处理得到明显下降,由于火电有最低处理的限制,一旦高峰时段处理下降之后,全天时段都会有下降,从而给凌晨和午间留下了更多的发电空间,就减少了弃风和弃光。

电动汽车电网互动模式及储能价值

这张图是我们对不同充电基础设施情景下对电动汽车系统价值的分析,左边这张图是以有序充电来看,电动汽车减少弃风弃光的效果,蓝色和红色部分分别是弃风弃光一天之内波动的情况,电动汽车采取有序充电之后,就把更多的傍晚时间充电负荷转移到了凌晨,更多的帮助和消纳凌晨时段可能弃掉的峰电。右边这张图释放了白天充电的时间,因为左边这这张图并没有对白天公共地点的充电没有设置很大的空间,右边这张图假设充电基础设施不受限制,用户可以自由在白天不同的充电基础设施选择他的充电地点之后,右边这张图可以更明显的看到,在左边这张图基础上有更多的傍晚时段的充电负荷转移到了日间时段,就是说帮助消纳了白天午间时段太阳能发电的效果。

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