科创中国

随着石油、煤炭等传统能源的日益枯竭以及环境问题的日益加重，发展新能源技术已经成为全世界解决能源问题的共同选择。大力发展新能源汽车，加快推进节能与新能源汽车的产业化进程，是有效应对能源和环境挑战、实现我国产业转型的必然选择。如何避免大量新能源汽车的无序充电给电力系统带来的供电压力，增强电网的消峰填谷能力，是国内外电网企业普遍面临的困境，因此急需解决新能源消纳的峰谷差以及车网时序互动的关键技术这一世界性难题。研究能量双向、实时、可控技术解决新能源有序充放电及电网互动负荷特性的业务需求，开展规模化新能源汽车的有序充放电试验研究，是解决问题的重要手段和途径。　　本项目紧密依托国家863课题“新能源汽车与电网互动技术”，大连作为全国新能源汽车应用试点城市，为项目的研究和应用提供了有利条件。由国网大连供电公司、国网南瑞科技股份有限公司和国网电科院组成项目研发团队，历时5年开展大量的理论研究和现场试验，取得了实质性的成果。研究的主要技术内容包括：本项目研发了一种结合风力发电的新能源汽车有序充放电协调控制系统，增强新能源、电网、电动汽车间的有序互动，并通过双馈能测试子系统对充放电设施进行智能化性能测试和故障诊断，最大限度减少了新能源汽车无序充电造成的谐波污染和对电网的不利影响，提高清洁能源的利用效率和电网的稳定水平；提出了基于电网侧和用户侧有序控制方法的调频控制策略，采用蒙特卡罗模拟，通过概率密度函数模拟充电负荷，通过Matlab/Simulink搭建配电网仿真结构图，研究不同渗透率下、不同充电模式配置比例下充电负荷所造成的影响，从而大幅降低新能源汽车大规模充电对电网造成的影响；提出基于时空分布的新能源充电需求评估分析方法，有效控制不同空间位置充电站的充电高峰负荷，提高新能源汽车对电网的平峰填谷能力；提出了考虑节点支路密度的网络分块算法，对电力仿真系统进行分块解耦，解决接入后电力系统数值仿真难度加大的问题，得出充电电池集中充电站最优的接入方案，保证电力系统的安全稳定运行。　　项目取得发明专利9项，实用新型专利5项，软件著作权3项，出版专著1部，发表SCI/EI、中文核心论文9篇。项目获国家电网公司科学技术奖一等奖，中国电力企业联合会信息化成果二等奖。　　项目成果已在大连成功示范应用，并在全国19个地市进行了推广应用，效果良好。新能源汽车有序充放电协调控制系统已经安全稳定运行3年。利用新能源汽车来储存清洁能源再稳定送入电网，大连电网清洁能源上网发电比例提升至***%；增强电网的消峰填谷能力，降低高峰负荷值***；平均每年带来3000万千瓦时的电网容量效益，降低电网固定成本约1770万元；电网调频服务大幅提升，充放电功率与电网频率相关系数达到***；推动新能源汽车市场化发展，2015-2016年增加售电收入16300万千瓦时，累计增加收入***万元；在节能减排方面，每年可减少SO2、CO2等气体排放约***万吨，为实现大连乃至辽宁省能源结构转型提供了有力的能源支撑，实现经济社会可持续发展。