电动汽车与电网互动技术
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2001
“863” 电动汽车重大专项
2009
“十城千辆”电动汽车示范应用工程。 上海/深圳等5城市: 购买电动汽车补贴 预期数量：为1000万 全球最大的电动汽车市场之一
2010
2020
电动汽车的发展——大量电动汽车接入电网
电动汽车对电网的影响——大量电动汽车接入 电动汽车对电网的影响 大量电动汽车接入
电网 方面
旋转备用：作为分布式储能单元（风电、 旋转备用：作为分布式储能单元（风电、太阳 能发电等）。 能发电等）。 电压支持：高负荷时放电抑制电压的下降等。 电压支持：高负荷时放电抑制电压的下降等。
V2G互动手段
充电方式
充电时间
充电地点
常规充电 快速充电 更换电池组
夜间 白天 峰荷时段 谷荷时段
电动汽车提供V2G 的功率（15kW） 每天的收益为： r=13.5美元
买/卖的市场电价 （0.01美元/kWh） 调度的电能占在线容量 电能的比例（取0.10）
某年的收益为： r=4928美元
（五）经济效益
4.提供调频调压服务的成本
产生电能的成本 （0.21美元/kWh） 年投资成本 （取304美元）
居住地点 办公地点 充电站
V2G互动的实现方式
？
强制，被动 激励，主动
Logo
二、 V2G的商业模式
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 电动汽车上增加额外的储能装置 增加了成本和汽车重量 成本由电网公司承担。与电力公司 直接拥有储能装置相比无经济优势 利用电动汽车现有储能装置 不用另外增加设备 研究控制策略： 同时满足汽车行驶和电网需求
1. 电力市场情况 调频调压服务市场包括两部分的价格： 1）合同的在线容量价格 （取0.04美元/kWh） 2）调度的电能价格 （取0.01美元/kWh）
（五）经济效益
2.提供调频调压服务的收益
合同的在线容量价格 （0.04美元/kWh） 接入电网的在线 时间（23h/天）
r = ( pcapPtplug ) + ( pelPtplugRd − c )
Logo
电动汽车与电网互动技术
华南理工大学电力学院 报告人： 报告人：康龙云 教授 2010-11-19
电动汽车与电网互动
V2G 概述
V2G 商业模式
V2G 关键技术
案例分析
www.themegallery.com Company Logo
Logo
一、电动汽车与电网互动概述
智能电网的特点
自愈 信息 畅通 用户 互动
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
不同电价政策下的互动效果
2 互动激励措施 峰谷电价 实时电价 辅助服务补偿办法
3
互动控制策略
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施 单台电动汽车优化
3
互动控制策略
代理商调节容量预测 代理商优化调度策略
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施 考虑V2G的电网安全 经济评估 考虑V2G的电网规划 考虑V2G的机组组合 考虑V2G的经济调度
3
互动控制策略
4
电网规划运行
Logo 四、案例分析
（一）情景描述
电动汽车通过代理商参与V2G
上班途中(8:00—8:30) 回家途中(18:00—18:30)
李先生的家 （18:30—8:00） 李先生上班的大楼 （8:30—18:00）
可靠
智能电网
高效
V2G很好的体现了这一特点！ V2G很好的体现了这一特点！ 很好的体现了这一特点
V2G基本概念
V
2
to
电能
vehicle
G
grid
电能
实现在受控状态下电动汽车的能量与电网之间的双向互动和交换。
V2G的概念（Vehicle to Grid）
电动汽车的发展 美 国
350 300 250
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力
经济评估
从经济角度考虑V2G的可行性 的可行性 从经济角度考虑
成本
？
收益
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 单一电价机制 面对两个电价：购电价，售电价 二者价差不大，互动效益有限 参与电网互动的意愿不大 峰谷电价-实时电价-调峰调频电价 不同时段电价相差大，辅助服务高价 互动效益明显 参与电网互动的意愿大
8:00AM
~
下降
中
未接入
8:30AM 8:30AM
图1 电动汽车并网例子分析
~
代理商智能 调度
（﹥60%） ）
18:00PM 18:00PM
~
午间 峰荷
先充 后放
下降
中
未接入
18:30PM 18:30PM
~
代理商智能 调度
（﹥40%） ）
21:00PM 21:00PM
~
晚间 峰荷 夜间 谷荷
放电
8:00AM
挑战
• 供给能力 • 电网安全可靠性 • 电能质量 电动汽车
机遇
• 增加售电量 • 削峰填谷 • 应急电源 • 分布式电源单元 • 辅助服务 电动汽车对电网的影响 取决于电网与电动汽车 之间的互动方式与水平
良好互动下V2G可以取得的效果
效 用户 方面 果
节省费用：单位电能比单位汽油便宜，行驶相 节省费用：单位电能比单位汽油便宜， 同距离，电动汽车花费少。 同距离，电动汽车花费少。 获得收益：给电网供电时，可获得电价补偿。 获得收益：给电网供电时，可获得电价补偿。 移峰填谷：谷荷充电，峰荷放电。 移峰填谷：谷荷充电，峰荷放电。
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 车辆管理 对电动汽车的行驶、充放电进行统 一的安排、管理 行驶时间规律：公共汽车 智能控制 通过车载仪表自动控制 开发相应的自动控制程序 有电动汽车代理机构 提供相应服务
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力
c = (cenPtplugRd − c ) + cac
购电成本 电池退化的成本
c en =
能量的转化效率
c
pe
η
+ cd
conv
每天的成本为： c= 6.5美元
该年的年成本为： c=2374美元
5.经济效益分析
年收益：r=4928美元 年成本：c=2374美元
结论：因为收益大于成本，所以李先生 参与V2G的选择是明智的。
。。。
+ + + ~ ~ + +
。。。
办公楼 停车场
C2
+ ~ห้องสมุดไป่ตู้-
Cn
日电价预测
。。
20 ~ 21 充电
-
~
+
放电
调频
（四）电网对各个代理商的优化
汽车代理1 汽车代理2 电网 机组组合 经济调度
…
…
汽车代理3 3
常规机组1 常规机组2
…
常规机组3
汽车代 理作为 一特殊 类型的 发电机
（五）经济效益
签订V2G 合同 注册的V2G代理商
签订V2G 合同
RAV4 EV
注册的V2G代理商
（二）李先生家的电动汽车一天内参与V2G 的情况分析
V2G例子分析
时间 EV 状态
准备 上班 上班 用车 公司 停驶 下班 用车 小区 停驶 小区 停驶
SOC
电网 负荷
中
V2G状 状 态
充电
8:00AM
80%及以上 及以上
利用电动汽车现有储能装置
峰谷电价-实时电价-辅助服务电价
智能控制
V2G的商业模式
代理商1 电力市 场 代理商2
…
代理商3
资金流 电能流
电力零售公司 汽车制造商 电池制造商 代理商 电池经销商 电话运营商 独立代理商
Logo
三、V2G关键技术
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施
3
互动控制策略
140亿美元：支持电动汽车的研发 250亿美元：电动汽车的基金 2012年：政府购车中50%是电动汽车。
英 国
200 150 100 50 0 2015 2020
纯电动汽车 混合电动汽车
法 国
1997年：2000辆 2009年：1万辆，200座公用充电站 优惠政策：购买第一年企业可免税
V2G在中国的发展 在中国的发展
代理商智能 调度
充电
图2 日负荷曲线
（三）停车场优化问题
接入电 网时间 C1 离开时电池充 电状态（SOC） 电状态（SOC） 70% 9AM~18PM 60% 10AM~22PM 80% 8AM~13PM 车主预期 离开时间 车 8 9 10 11 12 13 14
。。。
C1
C2 … Cn
+ + ~ + +
“863” 电动汽车重大专项
2009
“十城千辆”电动汽车示范应用工程。 上海/深圳等5城市: 购买电动汽车补贴 预期数量：为1000万 全球最大的电动汽车市场之一
2010
2020
电动汽车的发展——大量电动汽车接入电网
电动汽车对电网的影响——大量电动汽车接入 电动汽车对电网的影响 大量电动汽车接入
电网 方面
旋转备用：作为分布式储能单元（风电、 旋转备用：作为分布式储能单元（风电、太阳 能发电等）。 能发电等）。 电压支持：高负荷时放电抑制电压的下降等。 电压支持：高负荷时放电抑制电压的下降等。
V2G互动手段
充电方式
充电时间
充电地点
常规充电 快速充电 更换电池组
夜间 白天 峰荷时段 谷荷时段
电动汽车提供V2G 的功率（15kW） 每天的收益为： r=13.5美元
买/卖的市场电价 （0.01美元/kWh） 调度的电能占在线容量 电能的比例（取0.10）
某年的收益为： r=4928美元
（五）经济效益
4.提供调频调压服务的成本
产生电能的成本 （0.21美元/kWh） 年投资成本 （取304美元）
居住地点 办公地点 充电站
V2G互动的实现方式
？
强制，被动 激励，主动
Logo
二、 V2G的商业模式
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 电动汽车上增加额外的储能装置 增加了成本和汽车重量 成本由电网公司承担。与电力公司 直接拥有储能装置相比无经济优势 利用电动汽车现有储能装置 不用另外增加设备 研究控制策略： 同时满足汽车行驶和电网需求
1. 电力市场情况 调频调压服务市场包括两部分的价格： 1）合同的在线容量价格 （取0.04美元/kWh） 2）调度的电能价格 （取0.01美元/kWh）
（五）经济效益
2.提供调频调压服务的收益
合同的在线容量价格 （0.04美元/kWh） 接入电网的在线 时间（23h/天）
r = ( pcapPtplug ) + ( pelPtplugRd − c )
Logo
电动汽车与电网互动技术
华南理工大学电力学院 报告人： 报告人：康龙云 教授 2010-11-19
电动汽车与电网互动
V2G 概述
V2G 商业模式
V2G 关键技术
案例分析
www.themegallery.com Company Logo
Logo
一、电动汽车与电网互动概述
智能电网的特点
自愈 信息 畅通 用户 互动
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
不同电价政策下的互动效果
2 互动激励措施 峰谷电价 实时电价 辅助服务补偿办法
3
互动控制策略
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施 单台电动汽车优化
3
互动控制策略
代理商调节容量预测 代理商优化调度策略
4
电网规划运行
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施 考虑V2G的电网安全 经济评估 考虑V2G的电网规划 考虑V2G的机组组合 考虑V2G的经济调度
3
互动控制策略
4
电网规划运行
Logo 四、案例分析
（一）情景描述
电动汽车通过代理商参与V2G
上班途中(8:00—8:30) 回家途中(18:00—18:30)
李先生的家 （18:30—8:00） 李先生上班的大楼 （8:30—18:00）
可靠
智能电网
高效
V2G很好的体现了这一特点！ V2G很好的体现了这一特点！ 很好的体现了这一特点
V2G基本概念
V
2
to
电能
vehicle
G
grid
电能
实现在受控状态下电动汽车的能量与电网之间的双向互动和交换。
V2G的概念（Vehicle to Grid）
电动汽车的发展 美 国
350 300 250
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力
经济评估
从经济角度考虑V2G的可行性 的可行性 从经济角度考虑
成本
？
收益
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 单一电价机制 面对两个电价：购电价，售电价 二者价差不大，互动效益有限 参与电网互动的意愿不大 峰谷电价-实时电价-调峰调频电价 不同时段电价相差大，辅助服务高价 互动效益明显 参与电网互动的意愿大
8:00AM
~
下降
中
未接入
8:30AM 8:30AM
图1 电动汽车并网例子分析
~
代理商智能 调度
（﹥60%） ）
18:00PM 18:00PM
~
午间 峰荷
先充 后放
下降
中
未接入
18:30PM 18:30PM
~
代理商智能 调度
（﹥40%） ）
21:00PM 21:00PM
~
晚间 峰荷 夜间 谷荷
放电
8:00AM
挑战
• 供给能力 • 电网安全可靠性 • 电能质量 电动汽车
机遇
• 增加售电量 • 削峰填谷 • 应急电源 • 分布式电源单元 • 辅助服务 电动汽车对电网的影响 取决于电网与电动汽车 之间的互动方式与水平
良好互动下V2G可以取得的效果
效 用户 方面 果
节省费用：单位电能比单位汽油便宜，行驶相 节省费用：单位电能比单位汽油便宜， 同距离，电动汽车花费少。 同距离，电动汽车花费少。 获得收益：给电网供电时，可获得电价补偿。 获得收益：给电网供电时，可获得电价补偿。 移峰填谷：谷荷充电，峰荷放电。 移峰填谷：谷荷充电，峰荷放电。
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力 车辆管理 对电动汽车的行驶、充放电进行统 一的安排、管理 行驶时间规律：公共汽车 智能控制 通过车载仪表自动控制 开发相应的自动控制程序 有电动汽车代理机构 提供相应服务
V2G条件
电动汽车 足够的车载储能 满足驾驶需求 有参与电网调节的 意愿 有与电网良性互动 的能力
c = (cenPtplugRd − c ) + cac
购电成本 电池退化的成本
c en =
能量的转化效率
c
pe
η
+ cd
conv
每天的成本为： c= 6.5美元
该年的年成本为： c=2374美元
5.经济效益分析
年收益：r=4928美元 年成本：c=2374美元
结论：因为收益大于成本，所以李先生 参与V2G的选择是明智的。
。。。
+ + + ~ ~ + +
。。。
办公楼 停车场
C2
+ ~ห้องสมุดไป่ตู้-
Cn
日电价预测
。。
20 ~ 21 充电
-
~
+
放电
调频
（四）电网对各个代理商的优化
汽车代理1 汽车代理2 电网 机组组合 经济调度
…
…
汽车代理3 3
常规机组1 常规机组2
…
常规机组3
汽车代 理作为 一特殊 类型的 发电机
（五）经济效益
签订V2G 合同 注册的V2G代理商
签订V2G 合同
RAV4 EV
注册的V2G代理商
（二）李先生家的电动汽车一天内参与V2G 的情况分析
V2G例子分析
时间 EV 状态
准备 上班 上班 用车 公司 停驶 下班 用车 小区 停驶 小区 停驶
SOC
电网 负荷
中
V2G状 状 态
充电
8:00AM
80%及以上 及以上
利用电动汽车现有储能装置
峰谷电价-实时电价-辅助服务电价
智能控制
V2G的商业模式
代理商1 电力市 场 代理商2
…
代理商3
资金流 电能流
电力零售公司 汽车制造商 电池制造商 代理商 电池经销商 电话运营商 独立代理商
Logo
三、V2G关键技术
V2G关键技术
1 互动技术装备
2
互动激励措施
3
互动控制策略
140亿美元：支持电动汽车的研发 250亿美元：电动汽车的基金 2012年：政府购车中50%是电动汽车。
英 国
200 150 100 50 0 2015 2020
纯电动汽车 混合电动汽车
法 国
1997年：2000辆 2009年：1万辆，200座公用充电站 优惠政策：购买第一年企业可免税
V2G在中国的发展 在中国的发展
代理商智能 调度
充电
图2 日负荷曲线
（三）停车场优化问题
接入电 网时间 C1 离开时电池充 电状态（SOC） 电状态（SOC） 70% 9AM~18PM 60% 10AM~22PM 80% 8AM~13PM 车主预期 离开时间 车 8 9 10 11 12 13 14
。。。
C1
C2 … Cn
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