电动汽车与电网互动技术分析研究报告
电动汽车技术及其对电网的影响研究
真正 意义 上的 低碳 发展 ； 电动 汽车规 模化 接入可提高 可再 生能源 电网 运行 的经济 性， 提高 可再生 能源利用率 ； 利用电动汽车储 能保证可再 生 能源功 率稳定输 出， 协 助解决可再生能 源并网间歇性 问题。 ４ 结论 电动 汽 车产业化 发展 将会 引发现代 交通行业 的新 一轮 革命， 对 未 来 电力系统 产生深 远 的影 响 当前 ， 我 国电动汽 车发 展 已进 入 关键 时 期， 既面 临重大的发展 机遇 ， 也面临 着严 峻的挑 战。 大量 电动 汽车 的充 电行 为将 给 电网带 来较 大影 响 ， 而电动汽 车 的储能特 性 也将为 电网安 全经济运行 提供新 的机遇 。 然而 ， 电动汽车 的规模化应用对 电网的影 响 需要 具体问题具 体分析， 不能一 概而论 ， 需要结 合电网发展实 际和 电动 汽车入 网的渗 透程度。
概述 角 度介 绍了 国内外 电 动汽车的发展 现状 ， 引入电动汽车充电 负荷特性的 划与 电源布局相 对滞后 ， 电网无法很好应 对电动汽 车规模化 接人， 在 电 相关概 念， 介 绍规模化 电动汽车接入对 电网的可靠性、 经济性、 环保性等方 动汽 车充 电时段很 可能 出现 配 电变 压器过 载 的情况 ， 造 成变压 器寿 命 面的影响， 展 望电动汽车与电网友好互动效益的应 用前景， 指 出我 国发展电 缩短 、 电网损耗 增加 ， 降低 了电网运 行的经济性 。 国外学 者通过 统计 聚 动 汽 车亟待 解 决的 问题 。 类算法具体 分析 了电动汽 车渗透率从Ｏ ｇ Ｕ ｌ Ｏ ０ ％ 各阶段 对电网损耗 、 电能 【 关 键词 】电动汽车； 智能电网； 可再生能源 质量及变压 器寿命的影响 。 美国电科院利 用开放 式配电系统仿真分析平 台从确定性 和 随机性两 个方面具体 分析 了电动汽 车充 电设 施接 入对 配
电动汽车接入电网的影响与利用
电动汽车接入电网的影响与利用一、本文概述随着全球气候变化和环境问题的日益严重，电动汽车（EV）作为一种环保、节能的交通方式，正逐渐受到全球消费者的青睐。
然而，电动汽车的大规模接入电网，不仅会对电网的稳定性和安全性产生深远影响，同时也会为电网运营带来新的机遇和挑战。
因此，对电动汽车接入电网的影响与利用进行深入研究，具有重要的现实意义和理论价值。
本文旨在全面探讨电动汽车接入电网的影响与利用。
我们将从电动汽车充电特性和电网特性的角度，分析电动汽车接入电网对电网稳定性、电压波动、谐波污染等方面的影响。
我们将探讨如何利用电动汽车的充电特性，如需求响应、储能等，为电网运营提供新的解决方案，如负荷平衡、调频调峰等。
我们还将讨论电动汽车接入电网的商业模式和政策建议，以推动电动汽车和电网的协调发展。
通过本文的研究，我们希望能够为电网运营商、电动汽车制造商、政策制定者等相关方提供有价值的参考，以推动电动汽车和电网的可持续发展。
二、电动汽车接入电网的影响随着电动汽车（EV）的大规模普及，其接入电网的影响日益显著。
这些影响包括电网负荷增加、电压波动、谐波污染等多个方面，但同时也为电网运营提供了新的机遇和挑战。
电动汽车的充电行为对电网负荷有显著影响。
大规模电动汽车的充电行为可能导致电网负荷的峰值增加，特别是在晚上和清晨时段，大量电动汽车可能同时进行充电，对电网构成较大压力。
这种情况下，如果没有合理的充电管理和调度，可能会导致电网过载，影响供电质量。
电动汽车的充电设备可能产生谐波污染。
部分充电设备可能采用非线性电力电子元件，如整流器、逆变器等，这些设备在运行过程中可能产生谐波，对电网造成污染。
谐波不仅可能影响电网的供电质量，还可能对电网中的其他设备产生干扰，影响其正常运行。
然而，电动汽车接入电网也为电网运营带来了新的机遇。
一方面，电动汽车可以作为分布式储能设备，通过合理的充电调度，实现电网负荷的削峰填谷，提高电网的运行效率。
新能源汽车充电对电网影响分析
2、加强电网建设
加强电网建设，特别是加强配电网的建设和改造，提高电网的供电能力和稳 定性，可以有效降低新能源汽车充电对电网的影响。例如，通过增加变压器容量、 优化配电网结构等措施，提高电网的承载能力和供电质量。
四、未来展望
随着新能源汽车技术的不断发展和充电技术的持续改进，新能源汽车充电和 电网发展将迎来更加紧密的合作关系。未来，建议在以下几个方面加强研究和应 用：
技术通过反向充电将电动汽车变成一个移动的储能单元在用电高峰期向电网 输送电力减轻电网压力同时降低碳排放。这种技术的应用将彻底改变我们对电动 汽车充电站的认识将其从单纯的电能消耗者转变为电能的灵活调节者从而在适应 可持续能源转型的同时提高电网的效率和稳定性。
除此之外，还有研究指出，如果将电动汽车充电站与可再生能源（如太阳能 和风能）结合使用可以进一步提高电网的稳定性和可持续性。例如，在阳光充足 或风力充沛的地区建设太阳能或风能发电站并将其连接到电动汽车充电站不仅可 以为电动汽车提供清洁的能源还可以将多余的电能储存到电池中等到需要时再释 放出来。这样的系统不仅可以降低化石燃料的使用和碳排放还能在一定程度上提 高电网的自我修复能力。
1、智能充电
通过实现智能充电，即根据车辆和电网的情况动态调整充电时间和功率，可 以最大程度地降低新能源汽车充电对电网的影响。同时，智能充电还可以提高充 电效率，节约能源，具有很高的实用价值。
2、V2G技术
V2G技术是指电动汽车与电网之间的互动技术。通过V2G技术，电动汽车可以 在需要时向电网输送电力，成为移动的分布式储能单元。这不仅可以降低新能源 汽车充电对电网的影响，还可以提高电网的稳定性和可靠性。
一、新能源汽车充电的现状及发 展趋势
新能源汽车充电主要有两种方式：慢充和快充。慢充需要6-8小时才能将电 池充满，而快充只需要30分钟即可。由于新能源汽车的续航里程和充电时间仍然 是消费者的焦点，因此加快充电技术的发展是当前的重要趋势。未来，新能源汽 车充电将朝着更快充电速度、更高能量密度和更长续航里程的方向发展。
智能电网与电动汽车双向互动技术综述
智能电网与电动汽车双向互动技术综述一、本文概述随着科技的不断进步，智能电网与电动汽车（EV）作为现代能源和交通领域的两大重要创新，正日益受到全球范围内的广泛关注。
这两种技术的结合，不仅有助于实现能源的可持续利用，还能为未来的交通出行提供更为环保、高效的解决方案。
本文旨在对智能电网与电动汽车双向互动技术进行全面综述，分析其在能源管理、车辆充电、电网优化等方面的应用及潜在影响。
本文将首先介绍智能电网与电动汽车的基本概念、发展历程及其主要特点。
随后，将重点探讨两者之间的双向互动技术，包括无线通信技术、功率交换技术、能量管理技术等，并分析这些技术在提高能源利用效率、促进交通可持续发展等方面的重要作用。
本文还将对智能电网与电动汽车双向互动技术的实施现状、面临的挑战及未来发展趋势进行深入分析，以期为我国在该领域的研究和应用提供有益的参考。
二、智能电网技术概述智能电网，作为现代电力系统的一种高级形态，它利用先进的信息、通信和控制技术，实现了电力系统的自我感知、自我决策和自我修复，大大提高了电力系统的运行效率和供电质量。
智能电网的核心在于“智能”，这主要体现在其能够实现对电力流、信息流和业务流的深度融合和高度集成，使得电力系统具备可观、可测、可控的能力。
智能电网技术的关键组成部分包括高级测量体系（AMI）、高级配电运行（ADO）、高级输电运行（ATO）、高级资产管理（AAM）以及高级市场和运营（AMO）等。
高级测量体系通过安装智能电表，实现对电力用户的实时、准确、全面的电量使用信息的收集和处理，为电力系统的调度和运营提供数据支持。
高级配电运行和高级输电运行则通过优化调度和控制策略，提高电网的输电和配电效率，减少能源损失。
高级资产管理则通过对电网设备和资产的实时监控和维护，提高电网的可靠性和安全性。
高级市场和运营则通过构建开放、透明、竞争有序的电力市场，促进电力资源的优化配置和高效利用。
智能电网技术的应用，为电动汽车的发展提供了强有力的支撑。
电动汽车与电网互动策略研究
电动汽车与电网互动协调运行技术探讨
ｓ ｃ ａ ｎ ｃ ｎ ｍｉ ｅ ｅ ｔ ｈ ｎｅ ａ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｌｃ ｒ ｏ ｉｌ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｂ ｎ ｆ ｓ ｅ ｉ ｔ ｒ ｃｉ ｅｗｅ ｎ ｅｅ ｔ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｉ
ｖ ｈ ｃｅ ｎ ｏ ｅ ｙ ｔｍｓ ａ ｄ ｏ ｈ ｒ ｂｅ ｘｓｉ ｇ ｉ ｈ ｅ ｉｌ ｓａ ｄ ｐ ｗ ｒｓ ｓｅ ｎ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｅ ｉｔ ｔ ｅ ｎ ｎ ｉｔ ｒ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｎ ｗｈ ｃ ｓ ｏ ｌ ｂ ａ ｄ ｅ ｓ ｄ ｎ ｅ ａ ｔ ｎ ｏ ｒ ｉ ａｉ ｏ ｏ ｉｈ ｈ ｕ ｄ ｅ ｄ ｒ ｓｅ
项 目。
Ｓ ｐ ｏｔｄ ｂ ｔｅ Ｎａｉｎ ｌ Ｈｉｈ ｕ ｐ ｒｅ ｙ ｈ ｔｏ ａ ｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｒｅｅ ｒｈ ａ ｄ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ａｃ ｎ
１ 国 内外 发展 现 状
欧美等发达国家在电动汽车与电网互动协调运
行技术（ 下文简称“ 互动技术” 研究方面取得了一 ）
ｕ ｇ ｎｔ ｒｅ ｌ ｙ．
ＫＥＹ ＯＲＤＳ：ｅｅ ｔｉ ｅ ｉｌ ； ｍａ ｔ ｇ ｉ ｐ ｗｅ ｅ ｋ ｌａ Ｗ ｌｃ ｒ ｖ ｈ ｃｅ ｓ ｒ ｒ ｃ ｄ； ｏ ｒ ｐ ａ ｏ ｄ
ｓ ｉ ｉ ｇ ｒ ｓ ｒ ｅ ａ ｃｌ ｒ ｅ ｖ ｃ ｓ ｈ ｆ ｎ ；ｅ ｅｖ ｎ ｉ ａ ｙ ｓ ｒ ｉ ｅ ｔ ｌ
网互动协调运行技术亟需解决 的问题进行了探讨。
关键词 ： 电动 汽车 ； 能 电网 ； 峰填谷 ； 智 削 备用 辅助 服务
大力 发 展 电动 汽 车产 业 ， 减 少我 国对石 油资 是 源 依 赖 的有 效 途径 ， 破 解 国家能 源 安全 难 题 的重 是 要 方案 ， 缓 解 生 态环 境 恶 化 、 是 全球 气 候 变化 ， 实现 节 能 减排 的重 要手 段 、 人类 经 济 社会 可 持 续 发展 是
车网互动模式的分析及研究
车网互动模式的分析及研究摘要当前能源格局正在处于以再生能源为动力，以电动汽车作为交通工具的第三次能源革命之中，基于目前能源格局，国家也提出了2030年碳中和，2060年碳达峰的目标，来促进我国能源的低碳化转型和电动汽车加速发展。
但是电动车数量的急剧增加，会带来巨大且不稳定的用电负荷，给电网带来灾难性的后果，此时我们就需要电动车和电网的互动，达到电动车和电网的良性共同发展的目的。
本文主要分析了车网互动的背景、前景、模式、可行性、应用场景和价值予以分析和研究。
关键词：车网互动、V1G、V2G一、车网互动的背景汽车行业迎来百年来前所未有的革命，电动车的属性也随着变革较传统燃油车发生了变化，除了具有交通的属性，还具备信息、能源等属性。
信息属性是指，电动车作为信息互联的终端，参与未来的能源互联，智慧交通、智慧城市的信息交互。
能源属性是指，电动车可以与电网实现互动，进行调峰、调频与消纳清洁能源等辅助服务，所以车网互动就存在了应用价值。
二、车网互动的前景预计2030年我国新能源乘用车保有量将达6800万辆，若均参与车网互动。
等效功率按照15kW的功率输出或输入计算，理论功率超过100万MW，相当于2019年50个左右北京大小城市的峰时用电负荷，按照火电投资0.4万元/kW计算，相当于投资规模4万亿元火电调峰电厂输出功率。
等效容量按照平均配置60kWh电池，60%的电量参与每日一次的充放电计算，理论容量将达到25亿kWh，相当于2030年日均用电量280亿kWh的9%。
三、车网互动的主要模式车网互动的主要模式主要有两种：智能有序充电（V1G）和双向智能充电（V2G）。
智能有序充电的基本特征，信息双向互动，能量单向调控。
技术经济属性，对电池寿命要求不高，与电网单向能量交互，电量和价值量小，调度计划安排相对简单，解决容量不足和提供“削峰填谷”和辅助服务，削峰能力较弱。
双向智能充电基本特征，信息双向互动，能量双向调控。
V2G模式下电动汽车与电网的互动关系研究综述
• 19•V2G（Vehicle to Grid）技术正逐渐受到人们的广泛关注，通过V2G技术不仅使电网经济性得到提升，而且为电动车车主创造收益。
本文首先介绍了电动汽车在V2G模式下三种实现方法，通过阐述电动汽车接入配电网后产生的影响进一步分析了V2G的经济价值和社会价值。
其次通过介绍电动汽车有序充电，论述了有序充电在V2G模式下的必要性。
最后介绍了电动汽车的的电池管理系统BMS,并针对V2G模式下实现用户与配电网双赢做出了美好展望。
随着化石燃料走向枯竭、全球变暖趋势加剧，鼓励人们使用清洁能源将使环境污染程度变小，运行成本降低。
在此背景下，V2G技术正受到人们的广泛关注。
通过V2G，电网的经济性可以得到很大程度的改善，同时为电动车用户创造收益。
因此，世界各国政府纷纷出台了一系列政策支持电动汽车产业的发展。
当电动汽车接入电网时，可以作为用电负荷也可以作为储能电源装置，使其对配电网而言具有双重身份。
在电动汽车大规模普及的背景下，电动汽车无序充电可能会给配电网带来电压下降、线路过载以及能量损耗增大等棘手问题。
通过对电动汽车充放电进行合理的控制，有序调控电动汽车充放电，以实现用户与配电网双赢。
1 V2G的定义及其实现方法V2G是指电动车辆不仅可以作为充电负荷，还可以作为储能设备。
当电动汽车被赋予双重角色后，电动汽车在电网获得能量的同时通过充电站向电网反馈电能。
实际上，目前电网效率不高且成本偏高，容易造成浪费。
V2G系统的主要组成部分有电池管理系统BMS、充放电机、V2G后台管理系统和V2G控制中心。
V2G控制中心是V2G系统的心脏，它可以通过对负荷、风电的预测制定V2G 的充放电计划并发布到各V2G后台管理系统进行汇总；V2G 后台管理系统汇总了电池管理系统通过充放电机所获取的充放电电流、电池容量与荷电状态、电池是否允许充放电等信息。
由于电动汽车种类繁多，采用的供电方式有所不同，为此要实现V2G可以采用集中式，自治式，基于微电网三种方法。
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1
互动技术装备
2
互动激励措施
3
互动控制策略
4
电网规划运行
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
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
1
互动技术装备
t
右图为广州市 实际的负荷数 据，考虑10万 台电动汽车接 入对电网的影 响。 无互动情 况下使系统峰 谷差增大，有 互动下使系统 峰谷差减小。
12,000.00
11,000.00
10,000.00
4434
9,000.00
MW
8,000.00
2150
7,000.00 6,000.00 无电动汽车 5,000.00 电动汽车入网不互动 电动汽车入网互动 4,000.00
~
18:00PM 18:00PM
~
代理商智能 调度
（﹥60%）
午间 峰荷
先充 后放
下降
中
未接入
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ30PM 18:30PM
~
21:00PM 21:00PM
~
代理商智能 调度
美 国
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。 纯电动汽车和混合电动汽车预期目标 2015年 分别达120万辆和35万辆 2020年 分别达330万辆和79万辆
英 国
法 国
1997年：2000辆 2009年：1万辆，200座公用充电站
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
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
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
从经济角度考虑V2G的可行性
成本
？
收益
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
V2G 概述 V2G 商业模式 V2G 关键技术 案例分析
华南理工大学电力学院研究现状
Company Logo
一、电动汽车与电网互动概述
自愈
信息 畅通
可靠
智能电网
高效
用户 互动
V2G很好的体现了这一特点！
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。
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
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
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
居住地点 办公地点 充电站
右图为广州市 实际的负荷数 据，考虑10万 台电动汽车接 入对电网的影 响。 无互动情 况下使系统峰 谷差增大，有 互动下使系统 峰谷差减小。
无电动汽车 11,000.00
10,000.00
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
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 态
充电
8:00AM 8:00AM
~
80%及以上
下降
中
未接入
8:30AM 8:30AM
图1 电动汽车并网例子分析
9,000.00
8,000.00
MW
7,000.00
6,000.00
5,000.00
无电动汽车
4,000.00
0: 00 2: 00 4: 00 6: 00 8: 00 2: 00 4: 00 6: 00 10 :0 0 12 :0 0 8: 00 10 :0 0 12 :0 0
t
右图为广州市 实际的负荷数 据，考虑10万 台电动汽车接 入对电网的影 响。 无互动情 况下使系统峰 谷差增大，有 互动下使系统 峰谷差减小。
12,000.00
11,000.00
10,000.00
9,000.00
MW
8,000.00
7,000.00
6,000.00
无电动汽车
5,000.00
电动汽车入网不互动
4,000.00
0: 00 2: 00 4: 00 6: 00 8: 00 2: 00 4: 00 6: 00 10 :0 0 12 :0 0 8: 00 10 :0 0 12 :0 0
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
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
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 电信运营商 独立代理商
三、V2G关键技术
2
互动激励措施
考虑V2G的电网安全经济评估
3
互动控制策略
考虑V2G的电网规划
4
电网规划运行
考虑V2G的机组组合
考虑V2G的经济调度
四、电动汽车用户案例分析
（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）
0: 00 2: 00 4: 00 6: 00 8: 00 2: 00 4: 00 6: 00 10 :0 0 12 :0 0 8: 00 10 :0 0 12 :0 0
t
？
强制，被动 激励，主动
二、 V2G的商业模式
电动汽车 利用电动汽车现有储能装置 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 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