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“全球新能源汽车与可再生能源融合”里程碑示范项目
发布时间:2021-05-10 来源:yabo手机网页

图片来源:pennyelectric

01战略意义

进入21世纪以来,随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等可持续发展问题的日益重视,可再生能源已经成为全球能源转型的方向。中国的交通运输部门温室气体排放量庞大且不断增长,虽然电动汽车保有量逐年增长,但却仍然主要依靠化石燃料驱动的电网提供电力。如果使用由可再生能源驱动的电网为电动汽车供电,将有效减少化石燃料供电产生的污染物排放量,但是目前,中国在这一领域还处于研究阶段,需进一步通过示范进行成果验证和应用。可再生能源成为电动汽车以及电动汽车和可再生能源融合的主要供电来源有两个主要途径,第一,需要将大量可再生能源融入电网,这反过来将为更多的电动汽车提供动力。第二,需要建立大量的分布式可再生能源微电网,为更加庞大的电动汽车车队供电。

02全球动态

在推动新能源汽车与可再生能源融合发展的过程中,电动汽车与电网大规模互联互动,是实现融合发展的关键技术,车网互动(V2G)必将经历无序充电(V0G)、有序充电(V1G)、车网互动(V2G)和车网一体(VGI)四个阶段,全球主要国家已经围绕V2G技术展开深入研究和探索。

目前全球约有50余项V2G试点示范项目,主要集中在美国(18项)、西欧(25项)和日本、韩国和中国香港(共7项)等地,项目包括技术验证、示范推广、商业化运行等不同类型。

全球V2G项目分布图

图片来源:V2G hub

欧洲

丹麦帕克项目(2016-2018)

图片来源:NUVVE

项目介绍

丹麦parker项目是全球首个完全V2G商业中心,覆盖了多个车队、车辆和区域。Parker项目建立在EDISON和Nikola两个项目的基础上,为了解电动汽车在支持电力系统方面的潜力奠定了基础。

项目目标

验证电动汽车(EV)可以通过垂直整合资源来支持电网,从而为本地和系统范围内的电网提供无缝支持。确保应对有关市场,技术和用户的障碍,为进一步的商业化铺平道路,并对电动汽车满足电网需求的能力进行评估。

项目预算

14,731,471 丹麦克朗(ForskEL 出资)。

主要参与方

DTU Elektro/PowerLabDK(项目负责人),NUVVE(集成商), 日产,PSA 集团,三菱汽车(汽车OEMs), Insero(其他),Frederiksberg Forsyning(车队),Enel(充电桩),三菱公司(技术)。

- 50 台Enel 的10 千瓦直流充电桩、日产LEAF 20 千瓦时、日产E-NV200 24 千瓦时、三菱Outlander 12 千瓦时等车型参与此项目。

- 实用V2G CHAdeMO 通讯协议。

- 荷电状态(SoC)为30% 至95%。

项目成果

1.该项目研究了电动汽车向电力系统提供电力的能力,重点示范了频率调节服务,该服务不仅需求大(响应时间和V2G需求),也是丹麦目前可获得的最具商业意义的服务。经过验证,Parker项目使用的电动车产品(PSA,三菱和日产)与DC V2G充电器(Enel X)目前在技术上能够提供丹麦目前使用的所有频率调节服务,并准备为电网提供高级服务。

2.该项目第二个目标是开发测试协议,该协议针对电动汽车和充电基础设施的技术能力,以支持V2G服务。经过验证,CHAdeMO是目前唯一支持V2G的标准,此外,该项目开发了一种测试模式,用于评估该项目中包含的车辆的性能。根据测试,评估了七种不同的性能指标,包括激活时间,设定点粒度,准确性和精度。测试表明,所测试的车辆(日产聆风,日产Evalia,标致iOn,三菱欧蓝德PHEV)具有良好的性能,

可以作为汽车模型和标准的基准。

3.该项目的另一个研究发现,针对分布式系统的开发的可能性,主要包括堵塞管理、负载转移、调峰和电压控制,案例发现提供配备高效充电器的无功功率可以最大程度减少电网损耗。

荷兰智能太阳能充电项目(2014-2019)

项目介绍

智能太阳能充电是区域,城市或区域级别的可持续能源系统。利用V2G技术将本地产生的太阳能存储在汽车中,形成智能,动态的快速充电和存储系统,创建灵活的存储容量,从而减少电网上的峰值负载。当能源价格高或存在网络拥塞风险时,可以将存储的电量释放到区域中。荷兰太阳能与电动汽车双向充电站示范项目是世界上第一个由光伏板整合电动汽车充电桩的V2G示范项目。22个充电桩安装在Lombok附近的城市汽车共享计划和太阳能项目中。本项目的重点是开发V2G 的交流标准,开发一套智能系统以促进充电设施和太阳能的推广。

图片来源:smart solar charing

项目目标

该示范项目目标为实现电动汽车可由充电桩直接获取太阳能进行直流充电,不需要转换为交流电,并且充电器为双向标准,电动汽车的剩余电能可以通过车辆端反馈到电网。充电器可以实现四种电能流向分别为;电动车到光伏电板、电动车到电网、电网到电动车、以及光伏板到电网。

主要参与方:

项目牵头方:Lomboxnet

配电系统运营商:Stedin

整车厂:22 台雷诺Zoe(40 千瓦时)

充电桩:Seers Group 和People Group 提供的22 千瓦交流公共充电桩,直接与低压电网并网,帮助就地消纳太阳能。

项目成果

该V2G系统采用10KW功率模块,可进行联合快速充电。太阳能光伏板和电动车双向充电系统有两个用于电网和EV的双向端口,一个用于PV的单向端口。光伏变流器、栅极逆变器和隔离式电动汽车充电器集成在中央直连系统上。电动汽车和光伏在直流上的直接接口比交流接口更有利,因为降低了转换步骤,提高了效率。充电器采用碳化硅与准谐振技术,充放电效率高,功率密度高。与分别单独使用的电动车充电器和光伏发电逆变器相比,电动车与光伏发电整合充电站具有更少的应用组件数,更小的体积,高可靠性并且节约设备成本。

10kw并网三端口EV-PV充电系统架构

图片来源:smart solar charging

亚洲

日本中部电力公司与丰田通商合作V2G项目(2018-2021)

项目介绍

2018年,日本中部电力公司与丰田株式会社合作开发了V2G控制系统,在东京通过两座具备双向互动能力的充电站,验证了电动汽车互动在电网频率调节、负荷转移方面的作用。2019年,该项目展示了V2G服务如何平衡电网的供需,将模拟更接近真实生活环境的测试条件,同时根据2018年研发的V2G控制系统的基础上增加供需测试服务器,用于模拟测试中部电力公司的电能供需控制。

图片来源:NUVVE

图片来源:toyota-tsusho.com

项目目标

通过为双向PHEV / EV提供新的价值流,加快引入插电式混合动力汽车/电动汽车(PHEV / EV),有助于实现低碳社会和稳定的电力供应。通过购买新型分布式能源来降低电力需求和供应调整的成本,从而进一步实现多元化。

图片来源:toyota-tsusho.com

主要参与方

传输系统运营商:日本中部电力公司

V2G服务器:美国NUVVE公司

EV/PHEV:丰田

充电桩:tsubakimoto chain

服务范围

–双向充电

–频率调节

–峰移

日本横滨“智能城市”

图片来源:松下电器研究开发(中国)有限公司

项目介绍

日本的智能城市项目是日本最大规模的实证示范项目之一,结合了多种“智能”元素,包括本地可再生能源电网、智能家居、存储以及包括电动汽车在内的智能交通。社区能源管理系统能将这些技术都融合在一起,综合利用光伏系统和储电系统,同时还展示了V2G技术和电动汽车退役电池的梯次利用。

项目合作方:横滨市政府,松下集团

项目预算:740亿日元(60亿人民币)

开发面积:60Km2

关键技术应用

1.大量导入家庭能源管理系统(HEMS)

2.建设光伏发电和城市废热利用系统

3.引进EV电动车,建设新型城市交通系统

项目目标

到2050年前实现人均CO2排放量比2004年减少60%以上。中期目标2025年前人均C02排放量减少30%以上,同时可再生能源使用量相比2004年提高10倍。

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