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电动车辆入网技术:用电动车支撑电网

2015-04-14 00:34
Timeless落尘
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   随着电网操控的智能化,以及电动车辆进入普及阶段,通过电动车辆与电网之间信息的交流,利用电动车辆的蓄电功能来解决大规模电网的固有问题成为了可能。

  这里所利用的技术称为电动车辆入网技术。

  一、电网的软肋

  在巨大的输电电网的表象之下,电网的调控是一项非常脆弱的工作。

  简单来说,一个正常运行的电网,其各项参数几乎是稳定的。在一个特定的电网中,入网的所有的发电机的转速应该相同,生产出的电力应该等同于用户需要的电力。发电和供电就像一台天平,必须尽量接近平衡状态。用专业术语来讲,需要随时对电网进行调峰,以保证电网的平衡。

  但是,作为电网中数量巨大的用户其用电量瞬息万变,和电网的容量相比呈现出接近于圆滑的曲线变化,而电网中数量有限的发电厂,无论是机组入列还是解列,都呈现出阶梯状变化。这种变化会对电网本身产生一定的冲击,严重时会产生电网失步震荡。

  当这种失步震荡强烈到一定程度,有可能引起电厂跳闸。而跳闸又导致供电缺口增大,造成更剧烈的振荡,如同一连串的多米诺骨牌坍塌,供电损失节节攀升,停电范围迅速加大,最终有可能大到调度都无法掌控程度。

  2003年在美国和加拿大发生的大面积停电事故,就是出于个别电厂出事故而引起失步震荡所导致。2015年4月7日美国发生的大规模停电,可能也是源于电厂的小规模火灾而导致的失步震荡。

  另一方面,主流的主流发电形式(火电、水电、核电),其启动或停止,都是一件非常耗时耗力的工作。比如说火电厂是由锅炉、汽轮机和发电机组成一个机组,锅炉产生蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。从锅炉加热升压到汽轮机转速达到额定,最后发电机组正常运转符合入网的电压频率要求,是一个漫长的过程。其逆过程(停止发电)也相当费事。所以,相对于电网中瞬息万变的变化状态,电网统辖的各发电单元的对应是很迟缓的。甚至在某些极端的场合,发电单元的停止甚至需要电网的支持,否则会发生重大事故。

  大家熟悉的日本福岛核电站事故就是这样:大地震发生时,福岛核电站虽然立刻停止发电,解列停机,可核电站停止后的冷却过程也需要电力!而恰恰由于地震,供应核电站电力的铁塔倒塌,致使这部分电力无法供应;地震之后的海啸又摧毁了核电站其余的供电方式,因而反应堆内部热量无法散发。产生大量的水蒸气,引发爆炸并导致核反应堆过热融化,进而发生了自切尔诺贝利以来最严重的核电站事故。

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