陸海,周曉,龔康,周奧波,張立暉,李媛媛
(1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院,昆明 650000; 2.華中科技大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院,武漢430074; 3.湖北電網(wǎng)宜昌供電公司,湖北 宜昌 443008)
隨著生產(chǎn)、生活用電需求的提高,不斷刷新紀(jì)錄的負(fù)荷高峰給電網(wǎng)的發(fā)電與輸電帶來了巨大的挑戰(zhàn)。尤其是在夏日等負(fù)荷高峰期,保障電力供應(yīng)已成為一個(gè)備受關(guān)注的課題[1]。但是,增加系統(tǒng)備用容量和建設(shè)輸電網(wǎng)絡(luò)將增加電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)成本。目前,光伏等分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨于成熟,將分布式能源接入到配電網(wǎng)中可緩解配電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的依賴,改善配網(wǎng)的負(fù)荷特性[2]。但是,光伏等發(fā)電方式受天氣影響,具有固有的時(shí)間特性。因此,為了消納分布式發(fā)電,一般需要配置一定的儲(chǔ)能裝置來改善分布式發(fā)電的功率特性[3],這就使得發(fā)展分布式發(fā)電的成本增加,限制了分布式發(fā)電配電網(wǎng)的發(fā)展。
電動(dòng)汽車作為一種新型環(huán)保交通工具,在當(dāng)下環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的背景下,得到了越來越多的關(guān)注,德國(guó)等國(guó)家已明確制定了電動(dòng)汽車取代以化石燃料為動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車的規(guī)劃[4-5]。在這種背景下,研究電動(dòng)汽車的需求側(cè)響應(yīng)具有重要意義。一方面,電動(dòng)汽車充電作為一種新的負(fù)荷,其無序充電會(huì)加重配電網(wǎng)應(yīng)對(duì)負(fù)荷高峰的負(fù)擔(dān)[6];另一方面,電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)(vehicle to grid,V2G)有希望緩解分布式發(fā)電對(duì)建設(shè)儲(chǔ)能電站的需求,從而提高分布式能源在配網(wǎng)中的滲透率[7]。
目前,電動(dòng)汽車參與V2G的研究已經(jīng)取得了一定的成果。文獻(xiàn)[8]考慮了用戶起始充放電時(shí)刻的Poisson分布特性,基于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論提出了電動(dòng)汽車放電需求函數(shù)。而日本的學(xué)者則提出了綜合考慮電動(dòng)汽車自身狀態(tài)、配電網(wǎng)的功率需求和價(jià)格信息的智能V2G控制策略[9]。國(guó)內(nèi)的一些學(xué)者則對(duì)電動(dòng)汽車參與V2G的優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究[10-11]。另外還有一些學(xué)者則對(duì)電動(dòng)汽車放電的定價(jià)電動(dòng)汽車電池?fù)p耗和放電成本問題進(jìn)行了研究[12]。這些研究主要是考慮配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性,而較少關(guān)注電動(dòng)汽車主的收益。保證電動(dòng)汽車主的利益,調(diào)動(dòng)電動(dòng)汽車主參與需求側(cè)響應(yīng)的積極性才是V2G成功應(yīng)用的關(guān)鍵。
文章研究V2G在含光伏的配電網(wǎng)中的經(jīng)濟(jì)性。首先分析了含光伏的新型配電網(wǎng)的負(fù)荷特性,并結(jié)合電動(dòng)汽車的駕駛需求,規(guī)劃了電動(dòng)汽車充放電時(shí)間段;然后對(duì)電動(dòng)汽車的響應(yīng)特性和充放電分布規(guī)律進(jìn)行了建模;最后以IEEE13節(jié)點(diǎn)模型,對(duì)不同滲透率和不同電價(jià)差下,配電網(wǎng)以及電動(dòng)汽車主的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。
典型的新型配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。隨著以光伏為主的新能源大量接入配電網(wǎng),配電網(wǎng)不再是被動(dòng)接收電力的、完全依賴大電網(wǎng)的脆弱系統(tǒng)。但是,光伏的出力情況隨當(dāng)天日照強(qiáng)度的變化而變化,在時(shí)間上與配電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷特性呈現(xiàn)一定的錯(cuò)位。以我國(guó)中部地區(qū)為例,光伏一般主要工作在7:00~18:00,輸出功率的高峰一般在12:00左右[13]。而用電負(fù)荷一般則呈現(xiàn)出上午和晚上兩個(gè)用電高峰。因此,光伏發(fā)出的功率在配電網(wǎng)內(nèi)未得到充分的利用,也未能解決負(fù)荷用電高峰的問題。目前,一般采用的方案是在配電網(wǎng)內(nèi)配置大量的儲(chǔ)能電站來達(dá)到充分利用新能源、補(bǔ)償負(fù)荷高峰的目的[14]。
圖1 含光伏的配電網(wǎng)示意圖Fig.1 Schematic digarm of the distribution network with PV
文獻(xiàn)[15]對(duì)北京私家車的出行規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),如圖2所示。從圖中可以看到,電動(dòng)汽車的出行時(shí)間較為集中,有早晚兩個(gè)出行高峰。私家車出行出發(fā)的早高峰點(diǎn)在07:00左右,晚高峰點(diǎn)在17:00左右,而其他時(shí)間都停放在住宅區(qū)或辦公區(qū)的停車場(chǎng)內(nèi)。與公共用車相比,私家車的閑置時(shí)間較長(zhǎng),而且電池的使用量較小,具有較大的利用空間。
圖2 電動(dòng)汽車出行的規(guī)律圖Fig.2 Distribution of EV driving time
通過引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充放電改善含光伏的新型配電網(wǎng)的功率特性:一方面,減少光伏并網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求,提高微電網(wǎng)的整體經(jīng)濟(jì)效益;另一方面,削弱配電網(wǎng)內(nèi)的用電負(fù)荷高峰,減小配電網(wǎng)的供電壓力。配電網(wǎng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)收集電動(dòng)汽車的信息,分析負(fù)荷和光伏發(fā)電數(shù)據(jù),利用基于價(jià)格的需求響應(yīng)方法來促使電動(dòng)汽車在光伏輸出的高峰期和負(fù)荷低谷期充電,而在負(fù)荷高峰期進(jìn)行放電。
這里分別對(duì)光伏功率不同的兩種工況討論了電動(dòng)汽車參與V2G的工作模式。圖3為天氣晴朗光伏輸出功率較大時(shí)V2G的工作模式。當(dāng)光伏輸出功率較大時(shí),電動(dòng)汽車在上午放電,在下午充電,這樣配電網(wǎng)的上午的負(fù)荷高峰則被消除,光伏在配電網(wǎng)被消納,凈負(fù)荷的波動(dòng)較小。電動(dòng)汽車在傍晚放電,深夜充電,雖然不能完全消除負(fù)荷高峰,但是在一定程度上控制了配電網(wǎng)的最大凈負(fù)荷。
圖3 光伏功率較小時(shí)電動(dòng)汽車V2G的效果圖Fig.3 Schematic diagram of V2G with small PV power
圖4為白天天氣不佳、光伏輸出的功率較小時(shí)V2G的工作模式。此時(shí),V2G主要的工作任務(wù)控制凈負(fù)荷的最大值,白天的凈負(fù)荷水平則有一定的上升。
圖4 光伏功率較大時(shí)電動(dòng)汽車V2G的效果圖Fig.4 Schematic diagram of V2G with large PV power
電動(dòng)汽車參與V2G會(huì)使電動(dòng)汽車不停的充放電,這不可避免的會(huì)給電動(dòng)汽車的電池帶來一定的損耗,影響電動(dòng)汽車主對(duì)電動(dòng)汽車的使用,是電動(dòng)汽車參與V2G的主要障礙之一。電動(dòng)汽車充放電帶來的損耗與電池的充放電次數(shù)、充放電深度、充放電的SOC區(qū)間以及環(huán)境溫度等眾多因素相關(guān)。為了研究充放電對(duì)電池產(chǎn)生的損耗,學(xué)者們提出了很多方法,如雨流計(jì)數(shù)法、等效循環(huán)壽命法等等??紤]到V2G過程中電池充放電過程復(fù)雜,這里使用等效循環(huán)壽命法來計(jì)算電池在V2G過程中的損耗。
等效循環(huán)壽命法是通過某次放電過程中電池的放電深度來決定該過程對(duì)電池的損耗。電池的放電深度定義為:
DDOD=SoC1-SoC2
(1)
放電深度決定了電池的循環(huán)壽命,放電深度越大,電池課循環(huán)使用的次數(shù)越小,放電深度與循環(huán)壽命的關(guān)系稱為電池的放電特性曲線,即:
L=L(DDOD)
(2)
式中L為電池在某個(gè)DDOD下的循環(huán)壽命。圖5為某型號(hào)鋰電池的放電特性曲線,這里采用五階函數(shù)對(duì)其進(jìn)行擬合,作為仿真中所用電池的放電特性曲線。
那么,對(duì)于某次放電深度為DDOD的放電過程,其放電成本KDOD為:
(3)
式中Cbat為電池購(gòu)置成本。電動(dòng)汽車在V2G過程中的損耗就可以通過分段計(jì)算各個(gè)充放電周期的損耗來獲得。
圖5 某型號(hào)鋰電池的放電特性曲線Fig.5 Discharge characteristic curve of a lithium battery
電價(jià)是目前常用的需求側(cè)響應(yīng)的激勵(lì)手段,為簡(jiǎn)單起見,文中探討了基于分時(shí)電價(jià)的電價(jià)策略。分時(shí)電價(jià)是指在電網(wǎng)負(fù)荷的高峰期實(shí)行較高的電價(jià),而在電網(wǎng)負(fù)荷的低谷期實(shí)行較低的電價(jià)。
電動(dòng)汽車主對(duì)于峰谷電價(jià)差的響應(yīng)程度涉及到電動(dòng)汽車價(jià)格、車主的消費(fèi)水平等各方面因素,難以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述,因此這里采用圖6所示的基于消費(fèi)者心理學(xué)建立的用戶反應(yīng)(基于多智能體的用戶分時(shí)電價(jià)響應(yīng)模型)模型,圖中λ為電動(dòng)汽車的參與V2G的比例。該模型將電動(dòng)汽車主對(duì)電價(jià)差的響應(yīng)程度分為3個(gè)階段。第一階段,當(dāng)電價(jià)差較小時(shí),參與V2G的電動(dòng)汽車較少;第二階段,當(dāng)電價(jià)差逐漸拉大,參與V2G的電動(dòng)汽車逐漸變多。第三階段,當(dāng)峰谷電價(jià)差上升到一定程度后,響應(yīng)的電動(dòng)汽車將不再增加[16]。
圖6 電動(dòng)汽車主參與V2G的響應(yīng)特性Fig.6 Response characteristics of owner participation of electric vehicle in V2G
設(shè)在k時(shí)刻電動(dòng)汽車電池的剩余電量為EESS,k,則有以下關(guān)系:
EESS,k=EESS,k-1-PESS,kΔtη
(4)
式中PESS,k為k時(shí)刻電動(dòng)汽車電池的輸出功率,MW;η為電池充放電效率。其中η為:
(5)
電動(dòng)汽車V2G需要在配電網(wǎng)的調(diào)度下才能完成。電動(dòng)汽車的優(yōu)化調(diào)度需要考慮同時(shí)配電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的功率需求和對(duì)各臺(tái)參與V2G的電動(dòng)汽車的充放電功率分配,需要優(yōu)化的變量較多,一次優(yōu)化難以尋找到全局最優(yōu)解,因此,這里設(shè)計(jì)了分層的優(yōu)化策略。
2.4.1 配網(wǎng)層優(yōu)化調(diào)度
上層的優(yōu)化由配電網(wǎng)的調(diào)度中心完成,由配電網(wǎng)調(diào)度中心對(duì)次日光伏的發(fā)電功率、電動(dòng)汽車的可用功率和容量進(jìn)行預(yù)測(cè)以及負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),初步優(yōu)化出配網(wǎng)內(nèi)各電動(dòng)汽車充電站的總充放電功率以及分時(shí)電價(jià)的實(shí)施時(shí)段。次日,以15 min為一個(gè)優(yōu)化時(shí)間段,更新天氣以及停入充電站的電動(dòng)汽車的數(shù)據(jù),修正初步的優(yōu)化結(jié)果,得到各電動(dòng)汽車充電站充放電的功率指令。
(1)目標(biāo)函數(shù)
文中的優(yōu)化目標(biāo)是盡量的消除配電網(wǎng)的負(fù)荷高峰,消納配電網(wǎng)內(nèi)的光伏,使主網(wǎng)輸送到配電網(wǎng)的功率盡量平滑,因此,這里將配電網(wǎng)凈負(fù)荷的方差設(shè)為目標(biāo)函數(shù),即:
(6)
式中Psub,t為考慮V2G后t時(shí)段的凈負(fù)荷;m為一天內(nèi)調(diào)度時(shí)段的個(gè)數(shù)。
(2)約束條件
(a)功率約束
首先,配電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的功率、光伏輸出的功率、電動(dòng)汽車充放電的功率和主網(wǎng)向配電網(wǎng)輸入的功率需要達(dá)到平衡,即:
(7)
式中Pload,i是i時(shí)刻負(fù)荷的功率;PPV是i時(shí)刻光伏發(fā)出的功率;Psta,j,i是i時(shí)刻第j個(gè)電動(dòng)汽車充電站的功率。
(b)電池約束
其次,需要滿足電動(dòng)汽車電池SoC的約束。為了使電池不會(huì)過度充電和放電,電池的SoC必須在一定范圍內(nèi),這里設(shè)定合理的SoC范圍為[0.2,0.9];另外,為了滿足電動(dòng)汽車的行駛需求,出站時(shí),電池的SoC達(dá)到一定水平。但是調(diào)度中心在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)對(duì)各電動(dòng)汽車電池的SoC是不可見的,可見的數(shù)據(jù)是由各電動(dòng)汽車充電站實(shí)時(shí)計(jì)算并上傳的電池總?cè)萘恳约皟?chǔ)存的電量,因此電池SoC的約束需要轉(zhuǎn)化為整個(gè)充電站可用容量的約束,即:
Ej,i+1,min≤Ej,i+Psta,j,i·ΔT≤Ej,i+1,max
(8)
式中Ej,i為i時(shí)刻第j個(gè)電動(dòng)汽車充電站存儲(chǔ)的電量;ΔT為仿真的時(shí)間步長(zhǎng);Ej,i+1,min、Ej,i+1,max分別為i+1時(shí)刻第j個(gè)電動(dòng)汽車充電站允許存儲(chǔ)的最小、最大電量。
(c)節(jié)點(diǎn)變壓器約束
最后,為了避免出現(xiàn)單一充電站功率過大的情況,考慮配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況,加入了配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)變壓器的約束,即:
PT,k,i≤Sk,i,max
(9)
由于最佳調(diào)度方案的求解是一個(gè)多變量、非線性的復(fù)雜問題,文中采用遺傳算法對(duì)該問題進(jìn)行求解。
2.4.2 電動(dòng)汽車充電站的優(yōu)化調(diào)度
總的系統(tǒng)優(yōu)化流程如圖7所示。在每個(gè)15 min調(diào)度點(diǎn),各電動(dòng)汽車充電站更新目前站內(nèi)停放的電動(dòng)汽車數(shù)目、電池的型號(hào)參數(shù)以及各電動(dòng)汽車的SoC,并上傳到配電網(wǎng)的調(diào)度中心,并等待配網(wǎng)調(diào)度中心下達(dá)最優(yōu)調(diào)度方案。當(dāng)調(diào)度計(jì)劃下達(dá)給各電動(dòng)汽車站后,由電動(dòng)汽車站為站內(nèi)的各臺(tái)電動(dòng)汽車規(guī)劃充放電計(jì)劃。在規(guī)劃電動(dòng)汽車的充放電時(shí),應(yīng)注意充分利用站內(nèi)的電動(dòng)汽車,盡量使得電動(dòng)汽車都能參與配電網(wǎng)的調(diào)度。這樣,一方面使參與到V2G的電動(dòng)汽車主都能有一定收益,另一方面,可以避免部分電動(dòng)汽車因放電深度過深和連續(xù)工作太長(zhǎng)而縮短使用壽命。因此在分配充放電功率時(shí)應(yīng)按下面兩條原則執(zhí)行:充電時(shí),優(yōu)先選擇SoC最小的電動(dòng)汽車進(jìn)行充電;放電時(shí),優(yōu)先選擇SoC最大的電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。
圖7 電動(dòng)汽車參與V2G的優(yōu)化調(diào)度流程Fig.7 Optimal scheduling process of V2G
電動(dòng)汽車參與V2G涉及到電動(dòng)汽車主與配電網(wǎng)兩方面的利益,首先電動(dòng)汽車主的收益要能夠補(bǔ)償電動(dòng)汽車電池的損耗、吸引電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng),同時(shí)也要控制配電網(wǎng)的成本。只有保證配電網(wǎng)和電動(dòng)汽車車主兩者的利益,電動(dòng)汽車參與V2G才具有應(yīng)用的可能性。因此電動(dòng)汽車需求側(cè)響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性分析應(yīng)該從配電網(wǎng)側(cè)和電動(dòng)汽車車主兩個(gè)角度進(jìn)行分析。
配電網(wǎng)是電動(dòng)汽車參與V2G引導(dǎo)者與光伏電站、電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)者,但同時(shí)也是V2G的受益者。電動(dòng)汽車的需求側(cè)響應(yīng)可以使配電網(wǎng)內(nèi)的新能源得到充分的利用,減少系統(tǒng)的火力發(fā)電,減少對(duì)環(huán)境的污染,另外,還可以減少系統(tǒng)的發(fā)電備用,改善配電網(wǎng)的可調(diào)度性。配電網(wǎng)的成本主要包括建設(shè)光伏電站、電動(dòng)汽車充電站的成本和向主網(wǎng)購(gòu)電的成本,而受益則包括對(duì)用戶售電的收益、減緩配電網(wǎng)擴(kuò)容的成本。故,配電網(wǎng)的成本CSub可以表示為:
CSub=Csel-Csta-Cpub
式中Csel為配電網(wǎng)售電收益;Csta為建設(shè)太陽(yáng)能電站和充電站的日均成本;Cpub為配電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)的懲罰性收費(fèi);rs,t為t時(shí)段售電電價(jià);rb,t為t時(shí)段購(gòu)電電價(jià);Pload,t為t時(shí)段配電網(wǎng)的負(fù)荷;Psub,t為t時(shí)段配電網(wǎng)的凈負(fù)荷;z為光伏電站和電動(dòng)汽車充電站使用年限;rp為修建光伏的電站單位功率的成本;rq為修建電動(dòng)汽車充電站單位功率的成本;ir為貼現(xiàn)率;Cmain為日均維護(hù)成本;rT為升級(jí)單位功率的配電網(wǎng)設(shè)備的成本;ΔPpccmax為引入V2G和光伏前后配網(wǎng)主變壓器上的最大功率差值。
用戶的V2G收益由充放電價(jià)格差帶來的收益和汽車電池?fù)p耗成本組成??杀硎緸椋?/p>
CHEV=Ccha-Cbat-Cint
(10)
式中CHEV為電動(dòng)汽車主的收益;Ccha為充放電價(jià)格差帶來的收益;Cbat為電池?fù)p耗的成本;Cint為繳納的充電站使用費(fèi);n為電動(dòng)汽車的數(shù)量;m為一天內(nèi)調(diào)度時(shí)段的個(gè)數(shù);q(t)為t時(shí)段電動(dòng)汽車車主參與V2G放電時(shí)的電價(jià);r(t)為t時(shí)段電動(dòng)汽車車主給汽車充電的價(jià)格;Δt為每個(gè)時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度;Pdis(t)和Pch(t)分別為t時(shí)段電動(dòng)汽車的放電和充電的功率;p(i)為第i輛電動(dòng)汽車的充放電周期數(shù);KDOD,i,k為第i輛電動(dòng)汽車第k個(gè)充放電周期參與V2G的電池?fù)p耗補(bǔ)償成本;Kint為電動(dòng)汽車使用充電站的費(fèi)用。
為了分析電動(dòng)汽車參與V2G改善新型配電網(wǎng)功率特性的有效性及經(jīng)濟(jì)性,在修改后的IEEE13節(jié)點(diǎn)配網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行仿真[17],如圖8所示。該配電網(wǎng)的最大負(fù)荷為3 000 kW,最小負(fù)荷為600 kW,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都配置了一定比例的光伏系統(tǒng)。
圖8 修改后的IEEE13節(jié)點(diǎn)模型Fig.8 Modified IEEE13 node model
假設(shè)該配電網(wǎng)中有表1中的第一類電動(dòng)汽車50輛,第二類電動(dòng)汽車150輛。在不同價(jià)格差和不同光伏滲透率的場(chǎng)景下進(jìn)行了仿真。
圖9為不同電價(jià)差下,配電網(wǎng)的波動(dòng)性指標(biāo)和配電網(wǎng)收益??梢钥吹?,隨著電價(jià)差的增加,參加V2G的電動(dòng)汽車數(shù)目增加,配電網(wǎng)的調(diào)度能力增強(qiáng),配電網(wǎng)的波動(dòng)性指標(biāo)在下降,配電網(wǎng)的負(fù)荷高峰在一定程度上被消減。在電價(jià)差較小的時(shí)候,配電網(wǎng)的收益隨著負(fù)荷高峰的消除在不斷增加;而當(dāng)電價(jià)差較大的時(shí)候,由于負(fù)荷的轉(zhuǎn)移,支付給電動(dòng)汽車的費(fèi)用上升,使得配電網(wǎng)的收益減少。
表1 兩種典型電動(dòng)汽車的參數(shù)Tab.1 Parameters of two typical electric vehicles
圖10為配電網(wǎng)內(nèi)光伏滲透率不同時(shí),配電網(wǎng)的波動(dòng)性指標(biāo)和配電網(wǎng)收益??梢钥吹?,當(dāng)光伏滲透率在一定范圍內(nèi)時(shí),隨著滲透率的增加,配電網(wǎng)的負(fù)荷高峰被削弱,負(fù)荷波動(dòng)性的指標(biāo)減小,配網(wǎng)的收益增加。但是,由于配電網(wǎng)內(nèi)電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能容量有限,當(dāng)滲透率太大時(shí),會(huì)在中午時(shí)產(chǎn)生光伏過剩的問題,使波動(dòng)性指標(biāo)變大。而且,滲透率過大會(huì)增加配電網(wǎng)的建設(shè)成本,使配電網(wǎng)的收益減少。
圖9 不同電價(jià)差下配電網(wǎng)的特性Fig.9 Characteristics of distribution network under different price difference
圖10 不同光伏滲透率下配電網(wǎng)的特性Fig.10 Characteristics of distribution network under different permeability of PV
圖11和圖12分別為電價(jià)差和光伏滲透率不同時(shí)的電動(dòng)汽車主平均收益??梢钥吹?,隨著電價(jià)差的增加,電動(dòng)汽車主的收益不斷增加,但當(dāng)電價(jià)差增加到一定程度時(shí),參加V2G的電動(dòng)汽車數(shù)目過大,電動(dòng)汽車的放電深度降低,電動(dòng)汽車主收益的增幅減緩。當(dāng)光伏滲透率較低的時(shí)候,電動(dòng)汽車參加白天的削峰填谷的程度比較低,收益較少;當(dāng)光伏滲透率增加一定程度后,當(dāng)電價(jià)差一定時(shí),電動(dòng)汽車主的收益基本保持不變。
圖11 不同電價(jià)差下電動(dòng)汽車主的平均收益Fig.11 The average earnings of electric vehicles under different electricity price difference
圖12 不同光伏滲透率下電動(dòng)汽車主的平均收益Fig.12 The average earnings of electric vehicles under different permeability of PV
圖11和圖12分別為電價(jià)差和光伏滲透率不同時(shí)的電動(dòng)汽車主平均收益。可以看到,隨著電價(jià)差的增加,電動(dòng)汽車主的收益不斷增加,但當(dāng)電價(jià)差增加到一定程度時(shí),參加V2G的電動(dòng)汽車數(shù)目過大,電動(dòng)汽車的放電深度降低,電動(dòng)汽車主收益的增幅減緩。當(dāng)光伏滲透率較低的時(shí)候,電動(dòng)汽車參加白天的削峰填谷的程度比較低,收益較少;當(dāng)光伏滲透率增加一定程度后,當(dāng)電價(jià)差一定時(shí),電動(dòng)汽車主的收益基本保持不變。
綜合考慮配電網(wǎng)的負(fù)荷特性、光伏的功率特性以及電動(dòng)汽車的出行規(guī)律,研究了電動(dòng)汽車在含光伏的配電網(wǎng)中進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng)的可行性。然后結(jié)合IEEE13節(jié)點(diǎn)模型,分別分析了配電網(wǎng)和電動(dòng)汽車主的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)果表明,電動(dòng)汽車在含光伏的配電網(wǎng)中的參與V2G,一方面可以改善配電網(wǎng)的負(fù)荷特性,另一方面還可以使電動(dòng)汽車主得到一定的收益,對(duì)電動(dòng)汽車主參加需求側(cè)響應(yīng)有一定吸引力。