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电动汽车与智能电网从V2G到B2G的全新结合模式

导读: 随着石油资源的枯竭以及可再生能源技术的迅猛发展,发展新能源汽车,尤其是纯电动汽车已经是大势所趋。

  随着石油资源的枯竭以及可再生能源技术的迅猛发展,发展新能源汽车,尤其是纯电动汽车已经是大势所趋。作为未来电网中比重庞大的负荷,同时又兼具大规模能量存储能力的电动汽车动力电池,在实现智能电网的过程中,势必要扮演一个举足轻重的角色。

  电动汽车及其动力电池对于智能电网扮演着2种不同的角色,电动汽车的动力服务作为一项庞大的负荷,将可能占据整个电网负荷的极大比重,其运行对于电网安全会产生重大影响;而另一方面,电动汽车的动力电池作为一种储能装置,其能量存储的总量对于电网来说又是一种保障和优化电网运行的积极资源。因此,如何让电动汽车及其动力电池在这2种角色之间平稳自由的转换,成为智能电网与电动汽车相结合的关键问题之一。具体体现为怎样合理安排电动汽车这种负荷以及怎样优化动力电池这种储能装置的运行。当电动汽车作为负荷时,可以通过技术手段和经济手段合理安排充电时间,实现有序充电管理,达到移峰填谷的效果,提高系统运行效率,减少对电网安全的影响;当动力电池作为储能装置时,可以将其作为系统的备用容量,或者峰荷时向电网提供电量,优化电网运行,提高系统的安全可靠性。在这种背景下,V2G(vehicletogrid)的概念应运而生。顾名思义,V2G是指与电网相连接的电动汽车(Vehicle)作为一种分布式负荷和电源,可以向电网(Grid)释放存储在其动力电池内的电能,从而为优化电网运行和安全提供积极支持。在这一概念的驱动下,学术界进行了大量以V2G为基础,对运行模式、充放电技术以及与可再生能源发电相结合实现有序充电管理等问题进行了深入的研究。

  然而,从V2G命名本身强调车辆(Vehicle)来看,就可以发现在传统思维中,一直将车辆与电池作为一个整体来看待,将充放电的主体始终默认为车辆。在这种思维方式下,人们将一些电动汽车本身的属性也默认成了动力电池的属性。电动汽车分属于千百万不同的用户,其具有明显的移动、分散以及相应的与电网连接的时间和地点的不确定性。由于电动汽车的产权分属于不同用户,电动汽车接入电网及其充放电的操作权限也相应的归属于不同用户,造成了分布式决策的局面。同时,车辆作为人们日常生活的工具,其连接入电网的位置势必广泛分布于配电网,而其作为分布式电源向电网输送电能必然造成配电网潮流的复杂变化,为配电网的运行带来诸多不确定的冲击和影响。将这些车辆的属性等同看成电池的属性,造成了V2G实施中面临的一系列困难和障碍,很多研究一直延续这种思维方式,试图从这些束缚中寻找突破。

  实际上,如果大胆的突破原有的思维模式,在电动汽车与动力电池之间进行解耦,就会发现那些对于电动汽车的诸多束缚对于动力电池其实并不存在。在摆脱这些束缚之后,通过建立大型集中储能充电站,可以实现动力电池直接向电网输送电能。因此,在V2G的基础上,可以扩展出一种新的概念,将其命名为B2G(BatterytoGrid)。B2G揭示了电动汽车动力电池与电网交互的本质,而去除了车辆属性的束缚,摆脱V2G概念的局限性。实际上,V2G是B2G的一种特例或者存在形式,V2G的本质依然是电池与电网的能量交互,只是由于V2G特殊的存在形式造成了诸多的束缚和问题。作为对V2G的扩展和升级,除了V2G之外,B2G也可以包括集中充电的动力电池与电网的能量交互。

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