電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置研究

王志民

[摘 ?要]新時期能源危機與環(huán)境污染問題較為嚴重，人們在再生能源的建設與利用上已經(jīng)開展深入的研究。主要表現(xiàn)在電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的構(gòu)建上。以光伏發(fā)電集成系統(tǒng)為主體強化電動汽車換電站質(zhì)量水平能夠?qū)崿F(xiàn)能源的有效利用，積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式，實現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)中容量配置對電動汽車換電站的使用效果具有直接的影響。要對這兩方面開展深入性的分析。本文對電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置問題進行相應的研究。

[關鍵詞]電動汽車 ?換電站 ?光伏發(fā)電 ?集成系統(tǒng) ?容量配置

中圖分類號：U491.8 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0148-01

電動汽車是新能源開發(fā)與利用的重要方面。為了能夠進一步推廣電動汽車的使用，需要完善相對應的充換電配套設施。換電站已經(jīng)成為影響電動汽車發(fā)展的重要因素。但是在換電站建設標準上還沒有得到統(tǒng)一規(guī)定。利用光伏進行發(fā)電構(gòu)建集成系統(tǒng)對完善換電站具有重要的影響。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置影響著換電站運行效果。

1.光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置動態(tài)問題

1.1 集成系統(tǒng)控制

光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置主要是以能量傳輸智能化發(fā)展為目標，采用直流微網(wǎng)進行能量傳輸控制。針對這種運行模式需要構(gòu)建相應的仿真測試。這樣將會更好地保證集成系統(tǒng)控制的合理性。電動汽車在接入能量之后，要保證集成系統(tǒng)控制可靠性，并且能夠?qū)稍偕Y源進行應用，構(gòu)建智能換電站【1】。針對電動汽車運行的特點在可再生資源的利用上要提出相應的控制方法，利用系統(tǒng)控制器通過與服務器進行局域控制連接，滿足基本的換電站運行需求。同時根據(jù)可再生能源的微網(wǎng)控制系統(tǒng)的充電要求，保證電動汽車在充換電的過程中的隨機特性受到系統(tǒng)動態(tài)限制【2】。不同的充換電狀態(tài)的電動汽車服務具有明顯的差異性特點。

1.2 集成系統(tǒng)執(zhí)行效率

電動汽車換電站與光伏發(fā)電在并網(wǎng)運行的時候需要引入儲能模塊，儲能模塊能夠消除電動汽車在充換電的過程中對于電網(wǎng)的負荷影響?？刂萍上到y(tǒng)運行的成本。電動汽車儲能微電網(wǎng)運行中，要做好經(jīng)濟調(diào)整與運行模型的構(gòu)建，這樣能夠保證微電網(wǎng)運行中的經(jīng)濟性。仿真試驗能夠更好地表達出這種變化。電動汽車在可再生資源的利用上能夠?qū)Q電站運行進行仿真處理，換電站在光伏發(fā)電的影響下儲能將會實現(xiàn)靜態(tài)變化，這樣能夠比傳統(tǒng)換電站更加具有經(jīng)濟優(yōu)勢。電動汽車在入網(wǎng)之后需要分析電網(wǎng)運行負荷，這是影響充換電的主要能源。構(gòu)建集成系統(tǒng)在基礎換電站的設計上能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電智能化及電動汽車規(guī)?；＠萌刖W(wǎng)電動汽車實現(xiàn)最大化的可再生資源的利用，降低智能電網(wǎng)運行過程中排放量。

2.光伏發(fā)電集成系統(tǒng)容量配置結(jié)構(gòu)

電動汽車換電站在光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的影響下能夠更好地開展充換電工作。作為獨立的光伏發(fā)電集成系統(tǒng)，在進行電動汽車充換電的過程中將會實現(xiàn)并網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對可再生資源進行有效的優(yōu)化配置。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)主要由儲能電池。動力系統(tǒng)。光伏陣列等構(gòu)成。對儲能電池進行充電，并且在電量充足之后，通過儲能系統(tǒng)將多余的電進行儲備。這樣能夠在電量不足的前提下，會利用多余的電能進行系統(tǒng)放電。光伏發(fā)電產(chǎn)生的系統(tǒng)輸出功率波動將有效的提升電能的利用率。電動汽車換電站將儲能電池作為主要的電力充換裝置。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)將會避免儲能電池投資浪費情況的發(fā)生，同時利用電池能量延長集成系統(tǒng)組建的使用壽命。提升資源的利用效率。避免大量電池使用之后廢棄造成環(huán)境的污染。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)在各組件運行的過程中需要協(xié)調(diào)控制效果，并且發(fā)揮直流微網(wǎng)的控制功能。同時集成系統(tǒng)作為電動汽車主要充換電裝置，會根據(jù)電動汽車的電力狀況提供相應功率值。

3.電動汽車換電站中光伏發(fā)電集成系統(tǒng)能量交換

換電站在為電動汽車進行充換電之后，可以將多余的電力作為充電負荷。光伏發(fā)電在滿足換電站充電需求的時候，能夠通過儲能電池進行系統(tǒng)放電。在整個充換電的過程中電量都不能夠超過換電站內(nèi)動力的額定量。根據(jù)動力需求對額定量進行調(diào)整。光伏發(fā)電在電動汽車動力公路需求上之間的關系，能夠確定儲能電池充電狀況。根據(jù)光伏發(fā)電的要求進行額定功率的設計，實現(xiàn)最大充電放電功率。集成系統(tǒng)為電動汽車充換電提供服務，滿足充換電的需求，并且要最大限度的發(fā)揮光伏發(fā)電的功能。在光伏發(fā)電不足的情況下電網(wǎng)會通過多余電量進行補充。集成系統(tǒng)能量交換將在換電服務要求下進行功率分配。根據(jù)最小換電量在電量儲備上能夠根據(jù)電池系統(tǒng)可換電的不同進行光伏發(fā)電輸出。不同的動態(tài)動力充電功率在換電站上都能夠得到相應的功率。

4. 光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置計算模型

光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量配置要考慮到電動汽車換電站資源利用率和循環(huán)次數(shù)之間的關系。利用模擬方法根據(jù)對動力數(shù)量進行研究分析，不同的電池都會按照相應的區(qū)間中均勻的進行能量的分配。同時也要對循環(huán)次數(shù)進行抽樣檢測，不同的抽樣值在累加上能夠根據(jù)電池積累的循環(huán)次數(shù)進行調(diào)整。電池隨機抽樣獲取到的循環(huán)次數(shù)會根據(jù)系統(tǒng)年限的增加出現(xiàn)次數(shù)遞增。當電池積累的玄幻次數(shù)小于臨界次數(shù)的時候，電池的容量能夠保持較大功率，積累循環(huán)次數(shù)與臨界循環(huán)次數(shù)在不同的利用總?cè)萘可闲枰鼡Q相應的電池。保證電池的使用在積累循環(huán)次數(shù)上進行修正。臨界容量在功率保持上需要的電池組數(shù)數(shù)量較大，年循環(huán)次數(shù)也將會越小。利用容量越小在系統(tǒng)運行的年限上也會持續(xù)的增加，并且優(yōu)勢特點也將會不明顯。

5.多級型拓撲

多機型儲能模式的構(gòu)建實現(xiàn)電壓直流輸入電網(wǎng)，并且在電網(wǎng)中產(chǎn)生交流電能。多級型儲能交流器具有隨意調(diào)整儲能電池電壓的優(yōu)勢，增加雙向變換器電壓交流。遮掩更夠保證儲能電池保持在相對較低的電壓范圍中運行。多級型拓撲結(jié)構(gòu)在能量的轉(zhuǎn)換效率上相對較低，在控制系統(tǒng)上復雜性較為明顯。多級型拓撲采用的高頻變壓器在升降壓系統(tǒng)運行的狀態(tài)下產(chǎn)生的電池組隔離效果會隨著高頻額外電壓的產(chǎn)生出現(xiàn)一定的損耗。集成系統(tǒng)總轉(zhuǎn)換率會出現(xiàn)降低，雙向變化器出現(xiàn)的正激等能夠更好地處理最大功率。變換器應用較為簡單，在中小功率場合中都能夠使用。驅(qū)動電路在多級型拓撲系統(tǒng)出能夠保持輸入一半電壓。結(jié)構(gòu)復雜功率較大產(chǎn)生的成本也相對較高。電流測壓在不同變化器損耗上相對較小，驅(qū)動更為簡單。

結(jié)束語

隨著能源危機的不斷加重，環(huán)境問題和資源浪費受到人們的關注。通過對能源結(jié)構(gòu)進行的調(diào)整分析，電動汽車在換電站的建設上具有比傳統(tǒng)燃油明顯的排放量較低的情況。有效的實現(xiàn)節(jié)能減排目的。構(gòu)建電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)將實現(xiàn)對資源的再生與利用。實現(xiàn)能源的有效利用，降低環(huán)境污染。光伏發(fā)電集成系統(tǒng)與電動汽車換電站的結(jié)合應用具有明顯的優(yōu)勢，電動汽車換電站是光伏發(fā)電集成系統(tǒng)主要能源優(yōu)勢配置的對象。根據(jù)雙方的不同特點制定能量交換模式。電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的構(gòu)建將實現(xiàn)資源的合理化應用。

參考文獻

[1]唐霄.電動汽車換電站與光伏發(fā)電集成系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置[D].華北電力大學（北京） 華北電力大學， 2013.

[2]張立靜， 婁素華， 陳艷霞，等.基于電池租賃模式的電動汽車換電站電池容量優(yōu)化[J].電網(wǎng)技術， 2016， 40（6）.