新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行探讨

内容
（一）新能源发电的优势与面临问题分析 （二）电动汽车的发展机遇 （三）新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行 （四）全球能源互联网 （五）展望
12
（三）新能源发电、电动汽车和储能系统 的联合运行
（一）光储式电动汽车充换电站 （二）实验站孤网并网运行模式分析 （三）实例分析
13
（三）新能源发电、电动汽车和储能系统 的联合运行
并网运行模式2
交流电网
光伏阵列
并网 逆变器
充电站 及
站用负荷
双向逆变器
蓄电池组
在有阳光照射，但光伏发电系统与蓄电池组的输出能量不满足电动
汽车及站用负荷使用时。
该模式 ：电网、光伏发电系统和蓄电池组，同时为充电站及站用负
荷提供能量。
23
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
并网运行模式3
（四）全球能源互联网
2015年7月1日，国务院印发《关于积极推动"互联网+" 行动的指导意见》，提出开展"互联网+"智慧能源等11项 重点行动。
"互联网+"智慧能源： 1.推进能源生产智能化。 2.建设分布式能源网络。建设以太阳能、风能等可再 生能源为主体的多能源协调互补的能源互联网。突破分 布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术， 构建智能化电力运行监测、管理技术平台，使电力设备 和用电终端基于互联网进行双向通信和智能调控，实现 分布式电源的及时有效接入，逐步建成开放共享的能源 网络。
27
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
孤网运行模式2
充电站 及
站用负荷
双向逆变器
蓄电池组
在无日照时，由蓄电池组单一能源为电动汽车充电，为站用负荷供 电。
本运行模式的前提是蓄电池组的输出能量可以满足需求。
28
（三）光储式电动汽车充换电站 -实例分析
实例分析-并网模式下的电动客车充电实验
5
（一）新能源发电的优势与面临问题分析
新能源发电面临问题分析：
（3）对电力系统经济运行带来影响 新发电出力的不确定性加大了实现系统经济调度的难度，降 低了电力设备的可用率，增加了电力系统的供电成本。同时，为 确保供电稳定性和电能质量，系统对辅助服务的需求增加，例如 需要火电机组等进行深度调峰，影响了其单位能耗指标。 （4）对配电网产生一定影响 分散式新能源发电的接入，使得潮流不再单向由电源流向用 户侧，增大了配电系统的复杂性和不确定性。
38
（四）全球能源互联网
第一步，到2020年，实现国内电网互联，大幅提高各国的电网配置能力、 智能化水平和清洁能源比重。
第二步，到2030年，实现洲内互联，推动洲内大型能源基地开发和电网跨 国互联，实现清洁能源在洲内大规模、大范围、高效率优化配置。
第三步为洲际互联，即全球联网，到2050年，基本建成全球能源互联网， 在全球范围实现清洁能源占主导目标，全面解决世界能源安全、环境污染和温 室气体排放等问题。
实验显示，孤网运行下可以实现对电动轿车的慢速充电。
30
内容
（一）新能源发电的优势与面临问题分析 （二）电动汽车的发展机遇 （三）新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行 （四）全球能源互联网 （五）展望
31
（四）全球能源互联网
（四）全球能源互联网
构建全球能源互联网，推动能源清洁绿色发展
（四）全球能源互联网
（二）电动汽车的发展机遇
*2015年10月9日，国务院办公厅发布《国务院办公厅关于加快电动 汽车充电基础设施建设的指导意见》
建设： • 用户居住地充电设施。 • 单位内部充电设施。 • 公共服务领域充电设施。 • 城市公共充电设施。 • 城际快速充电网络。
到2020年初步形成覆盖大部分主要城市的城际快充网络，满足电 动汽车城际、省际出行需求。
并网状态下，对一台电动客车进行充电，电动汽车动力电池采用三
元电池，电池容量为400Ah, 使用直流充电充电机进行充电，采用慢充方
式，以1/8C倍率电流充电，8小时充满电量。
29
（三）光储式电动汽车充换电站 -实例分析
实例分析-孤网方式运行下的电动轿车充电实验
孤网状态下，对一台电动轿车进行充电，电动汽车动力电池采用磷酸 铁锂电池，电池容量为100Ah, 使用交流充电桩进行充电，采用慢充方式， 以1/6倍率电流充电，6小时充满电量。
100kW-直流充电机：
➢充电系统 有源滤波系统
7kW-交流充电桩
➢储能系统
15kWh-储能电池
➢供电系统：光伏发电系统+电网
18
（三）光储式电动汽车充换电站 -组成结构
光伏发电电量监控
（三）光储式电动汽车充换电站 -组成结构
光伏发电功率监控
（三）光储式电动汽车充换电站 -组成结构
环境参数监控界面
36
（四）全球能源互联网
2015年7月1日，国务院印发《关于积极推动"互联网+"行动的指导意见》，提 出开展"互联网+"智慧能源等11项重点行动。
"互联网+"智慧能源：
3.探索能源消费新模式。开展绿色电力交易服务区域试点，推 进以智能电网为配送平台，以电子商务为交易平台，融合储能设 施、物联网、智能用电设施等硬件以及碳交易、互联网金融等衍 生服务于一体的绿色能源网络发展，实现绿色电力的点到点交易 及实时配送和补贴结算。进一步加强能源生产和消费协调匹配， 推进电动汽车、港口岸电等电能替代技术的应用，推广电力需求 侧管理，提高能源利用效率。基于分布式能源网络，发展用户端 智能化用能、能源共享经济和能源自由交易，促进能源消费生态 体系建设。
26
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
孤网运行模式1
并网 逆变器
充电站 及
站用负荷
光伏阵列
双向逆变器
蓄电池组
在有阳光照射，但光伏发电系统的输出能量不满足电动汽车及站 用负荷使用时，此时蓄电池组与光伏发电系统同时为电动汽车充电， 为站用负荷供电。
本运行模式的前提是蓄电池组有能力向负荷释放能量。
风力发电、光伏发电消纳困难-弃风、弃光
6
内容
（一）新能源发电的优势与面临问题分析 （二）电动汽车的发展机遇 （三）新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行 （四）全球能源互联网 （五）展望
7
（二）电动汽车的发展机遇
• 2015年10月9日，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设 施建设的指导意见》
*新型的电动汽车充换电站 电动汽车充电换站+光伏+储能
*技术结合：电动汽车充电换站/光伏发电/储能 1.实现电动汽车、储能系统与电网互动，让用户直接
参与 2.提高光伏发电的接纳能力-减少弃光 3.平抑电动汽车充电引起的电网波动
14
（三）新能源发电、电动汽车和储能系统 的联合运行
风光互补型电动汽车充换电站
新能源发电出力具有随机性、间歇性、波动性等特点。 （1）对电网安全稳定运行带来影响 新能源发电的大规模并网，改变了瞬时平衡的电力系统的电 力供应模式，给电力系统的安全稳定运行带来了一定的影响。 （2）对系统调度管理提出更高要求 新能源发电特性决定了预测的难度大，对电力系统生产计划 和调度运行安排提出了更高的要求，需要加强储能、调峰、调频 以及电力系统智能化建设。
4.发展基于电网的通信设施和新型业务。
37
（四）全球能源互联网
2016年3月30日，以“全球能源互联网——以清洁和绿色方式满足全球电力 需求”为主题的2016′全球能源互联网大会在北京隆重举行。 国家电网公司，刘振亚董事长指出，全球能源互联网是以特高压电网为骨干网 架、全球互联的坚强智能电网，实质是“特高压电网+智能电网+清洁能源”， 特高压电网是关键，智能电网是基础，清洁能源是根本。
新能源发电、电动汽车和储能系统的联合 运行探讨
1
内容
（一）新能源发电的优势与面临问题分析 （二）电动汽车的发展机遇 （三）新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行 （四）全球能源互联网 （五）展望
2
百度文库
内容
（一）新能源发电的优势与面临问题分析 （二）电动汽车的发展机遇 （三）新能源发电、电动汽车和储能系统的联合运行 （四）全球能源互联网 （五）展望
国家能源局印发《国家能源局关于印发推 进"互联网+"智慧能源（能源互联网）工作方案 的通知》
34
（四）全球能源互联网
能源互联网是以电网为基础，连接各类发电设施、 各类用电终端及分布式能源系统的智能化、互动化的 能源网络，并融合互联网理念形成能源电力生态系统， 也就是智能电力系统或新一代电力系统。
35
（二）电动汽车的发展机遇
• 2015年10月9日，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设 施建设的指导意见》
• 工作目标：到2020年，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的 充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求；建立较 完善的标准规范和市场监管体系，形成统一开放、竞争有序的充电服 务市场；形成可持续发展的“互联网+充电基础设施”产业生态体系 ，在科技和商业创新上取得突破，培育一批具有国际竞争力的充电服 务企业。
并网运行模式4 交流电网
充电站 及
站用负荷
双向逆变器
蓄电池组
在无日照，并且蓄电池组的输出能量也无法满足需求时，此 时电网向为电动汽车充电，为站用负荷供电。
25
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
并网运行模式5
交流电网
充电站 及
站用负荷
在无日照、蓄电池组无法输出能量，由电网单一能源为电动汽车充 电，为站用负荷供电。
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
并网运行模式1
电网
光伏阵列
并网 逆变器
充电站 及
站用负荷
双向逆变器
蓄电池组
在光线充足时，光伏发电系统为电动汽车充电，为站用负荷供电。 ，多余的电力送入电网。
本运行模式：蓄电池组还有能力吸收外来的能量。
22
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析
39
（四）全球能源互联网
中国工程院院士、世界电动车协会的创办人和亚洲电动汽车之 父陈清泉：
国家电网报：《构建全球能源互联网占领第三次工业革命制高 点》
全球范围内能源优化配置越来越迫切 能源是影响全球与地方可持续发展的核心问题之一。全球可持 续发展目标的实现离不开能源结构的优化配置，必须使能源消费 从以煤、石油、天然气为主，逐渐向风能、太阳能等清洁能源转 变。 当前，全球重大挑战包含气候变化、能源革命、信息安全、 快速城镇化、人口老龄化等，而其中气候变化和能源可持续问题 是重中之重，对其他问题具有交互影响，因此迫切需要构建能源 互联网。
（二）电动汽车的发展机遇
2016年2月24日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，确 定进一步支持新能源汽车产业的措施，以结构优化推动绿色发展。 首先要加快实现动力电池革命性突破； 二是加快充电基础设施建设； 三是扩大城市公交、出租车、环卫、物流等领域新能源汽车应用比例； 四是提升新能源汽车整车品质；五是完善财政补贴等扶持政策，督促落 实不得对新能源汽车限行限购的要求，破除地方保护，打击“骗补”行 为。
3
（一）新能源发电的优势与面临问题分析
新能源发电的优势： 资源丰富：风能资源既包括陆地资源，又包括近海
岸资源。我国风能资源十分丰富。 太阳能发电：我国陆地面积每年接收的太阳辐射热
量较多，属于太阳能资源比较丰富的国家。 可持续、清洁、环保
4
（一）新能源发电的优势与面临问题分析
新能源发电面临问题分析：
*新型的电动汽车充换电站 电动汽车充电换站+风力发电+光伏发电+储能
*技术结合：电动汽车充电换站/新能源/储能 1.实现电动汽车、储能系统与电网互动，让用户直接参与 2.实现风光互补 3.提高风力发电、光伏发电的接纳能力-减少弃风、弃光 3.平抑电动汽车充电引起的电网波动
15
（三）新能源发电、电动汽车和储能系统 的联合运行
• 指导思想：全面贯彻落实党的十八大和十八届二中、三中、四中全会 精神，按照国务院决策部署，坚持以纯电驱动为新能源汽车发展的主 要战略取向，将充电基础设施建设放在更加重要的位置，加强统筹规 划，统一标准规范，完善扶持政策，创新发展模式，培育良好的市场 服务和应用环境，形成布局合理、科学高效的充电基础设施体系，增 加公共产品有效投资，提高公共服务水平，促进电动汽车产业发展和 电力消费，方便群众生活，更好惠及民生。
➢黑龙江电科院：高纬度地区电动汽车智能充放电实验站
16
（三）新能源发电、电动汽车和储能系统 的联合运行
黑龙江电科院开展： ➢电动汽车充放电站+光伏发电系统 ➢于2011年建成和投运：国内首座光储式电动汽车充换电实验站
17
（三）光储式电动汽车充换电站 -组成结构
电动汽车充放电实验站组成
➢供电系统 监控系统
交流电网
光伏阵列
并网 逆变器
充电站 及
站用负荷
双向逆变器
蓄电池组
在有阳光照射，但光伏发电系统的输出能量不满足电动 汽车及站用负荷使用，并且蓄电池组无法输出能量时。
该模式 ：光伏发电系统、电网同时向充电站及站用负荷 提供能量，同时为蓄电池组充电。
24
（三）光储式电动汽车充换电站 -孤网并网运行模式分析