支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统研究

摘要

近年来，随着人们对能源安全、环境保护和交通压力等社会问题的日益关注，世界各国都在努力寻找一条解决能源和环境可持续发展问题的出路。电动汽车（Electric Vehicle，简称EV）以电代油，能够实现“零排放”，是解决能源和环境问题的重要手段之一.以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识。由于我国能源结构的特点是富煤、贫油、少气，因此优先发展电动汽车对我国能源结构的转型升级和汽车工业实现跨越式发展有着极其重要的意义。然而，大量电动汽车接入电网，一方面能够为电网公司带来售电量的增长并对电网移峰填谷发挥积极作用。另一方面，大量无序充电负荷也会在一定程度上对电力系统的安全稳定构成威胁。因此，随着电动汽车大规模投入使用，充电网络的建设以及支撑电动汽车应用的电网技术日益成为人们关注的重点。支持可再生分布式电源（新能源）接入电网是智能电网的另一个重要特征。微电网技术为分布式电源并网提供了一个新的途径，解决了现有配网结构无法有效利用可再生能源的难题。微电网的一个关键特征是可通过分布式储能系统来维持微网内的功率平衡并提高供电可靠性。
　　 本文在上述研究基础之上，基于一种“集中充电，分散换电”的电动汽车充换电运营模式，提出利用大量电动汽车动力电池组构成智能充放电系统，通过V2G技术一方面可向电网提供电力市场辅助服务（如AGC、旋转备用、无功补偿等）；另一方面还能改善可再生分布式电源（新能源）的间歇性和波动性并为其提供可靠性备用，支持可再生能源的大规模接入，具有显著的技术经济优势和商业推广前景。本文首先介绍了课题的背景、意义以及电动汽车充电基础设施建设的发展现状。第二章通过分析现有配网结构在智能电网时代面临的挑战，提出通过结合微电网技术和V2G技术来支持可再生分布式电源（新能源）接入并研究了相关基础技术。第三章提出并详细介绍所述支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统的构建方案。第四章初步探讨了智能充放电系统的运行和保护控制机制。最后对全文做了总结与展望。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1 课题的意义与背景

1.2 国内外电动汽车充电基础设施建设的发展现状及主要技术路线

1.3 电动汽车充电设施建设对电网发展的影响

1.4 本文的研究内容

第二章 支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统的基础技术

2.1 智能配网时代的新机遇

2.2 适应分布式发电系统发展的微电网技术

2.3 电动汽车与电网互动的关键技术

2.4 小结

第三章 支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统的构建方案

3.1 电动汽车充电站的商业模式选择

3.2 支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统的框架结构

3.3 电动汽车智能充放电模块的结构与工作原理

3.4 智能充放电系统的技术优势

第四章 支持新能源及电动汽车接入的智能充放电站系统的运行与控制初探

4.1 电动汽车智能充放电站系统的运行机制

4.2 电动汽车智能充放电站系统的控制与保护方式

4.3 小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

作者简历