在V2G(車輛到電網(wǎng))測試中,雙向直流電源通過動態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié)、能量雙向流動控制及智能調(diào)度算法,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果與電網(wǎng)需求的精準(zhǔn)平衡。其核心機(jī)制與效果如下:
一、動態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié):削峰填谷,優(yōu)化電網(wǎng)供需
雙向直流電源的核心價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動,既可向負(fù)載供電,也能從負(fù)載回收能量并反饋至電網(wǎng)。在V2G測試中,這一特性被用于:
- 負(fù)荷低谷期充電:當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí),電源以高效率(典型產(chǎn)品回饋效率達(dá)95%以上)向電動汽車電池充電,儲存過剩電能,避免能源浪費(fèi)。
- 負(fù)荷高峰期放電:在電網(wǎng)需求高峰時(shí),電源控制電動汽車電池向電網(wǎng)回饋電能,緩解電網(wǎng)壓力。例如,國網(wǎng)無錫供電公司車網(wǎng)互動驗(yàn)證中心的50臺60千瓦V2G直流充電樁,反向送電功率接近2000千瓦,可滿足133戶居民一天的日常用電。
節(jié)能效果:通過削峰填谷,雙向直流電源使電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差顯著降低。以北京市西城區(qū)中國再保險(xiǎn)中心V2G示范站為例,項(xiàng)目依托國家電網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺,引導(dǎo)電動汽車低谷時(shí)段有序充電、高峰時(shí)段向大樓放電,降低大樓高峰用電負(fù)荷,同時(shí)車主通過峰谷電價(jià)差獲得收益,實(shí)現(xiàn)能源利用效率與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。
二、能量雙向流動控制:高精度調(diào)節(jié),減少能量損耗
雙向直流電源通過可逆開關(guān)技術(shù)(如IGBT、SiC MOSFET)實(shí)現(xiàn)整流與逆變的無縫切換,支持新能源發(fā)電的間歇性調(diào)節(jié)。在V2G測試中,這一技術(shù)被用于:
- 光伏/風(fēng)電系統(tǒng)平滑輸出:在光伏系統(tǒng)中,白天將多余電能存入電池,夜間或陰雨天將電池能量回饋至電網(wǎng),減少因發(fā)電波動導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。例如,陽光電源的儲能解決方案中,雙向直流電源與鋰電池組配合,將波動性電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定交流電輸出。
- 工業(yè)制動能量回收:在起重機(jī)、電梯等場景中,回收制動能量并存儲,降低能耗30%以上。雙向直流電源通過高精度輸出調(diào)節(jié)(輸出電壓/電流精度可達(dá)±0.1%以內(nèi)),滿足儲能電池充放電的嚴(yán)格參數(shù)要求,延長電池壽命。
節(jié)能效果:能量雙向流動控制使能源轉(zhuǎn)換效率大幅提升。以特斯拉Powerwall結(jié)合雙向充電樁為例,其在用電低谷時(shí)充電、高峰時(shí)放電,參與電網(wǎng)調(diào)峰,回饋效率達(dá)95%以上,顯著降低儲能系統(tǒng)自耗電,提升整體能效。
三、智能調(diào)度算法:預(yù)測與優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)供需動態(tài)平衡
雙向直流電源在V2G測試中集成AI調(diào)度算法和區(qū)塊鏈電力交易平臺,實(shí)現(xiàn):
- 負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化:通過LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法,基于歷史測試數(shù)據(jù)預(yù)測負(fù)載變化趨勢,提前調(diào)整電源輸出。例如,在光伏逆變器測試中,模型可準(zhǔn)確預(yù)測光照強(qiáng)度變化導(dǎo)致的輸出功率波動,調(diào)整電源回饋策略。
- 多目標(biāo)優(yōu)化:以最小化用戶支付成本、降低電池放電損耗及減小負(fù)荷峰谷差為目標(biāo),對電動汽車充放電進(jìn)行調(diào)度安排。仿真驗(yàn)證顯示,相比無序充電及已有有序充電策略,該策略可降低用戶充電支付成本,有效減小負(fù)荷峰谷差及波動方差。
節(jié)能效果:智能調(diào)度算法使能源利用更加高效。以廣汽能源在廣汽埃安V2G示范中心完成的全國首次新能源汽車與電網(wǎng)融合V2G技術(shù)與虛擬電廠結(jié)合的二次調(diào)頻實(shí)車試驗(yàn)為例,突破了V2G技術(shù)常態(tài)化應(yīng)用的必要條件,成為全國首次實(shí)現(xiàn)車-網(wǎng)調(diào)頻互動的示范案例,顯著提升電網(wǎng)調(diào)頻效率。
四、實(shí)際測試數(shù)據(jù)與案例驗(yàn)證
- 上海市大規(guī)模V2G測試:覆蓋19款車型和13款充電樁,全面驗(yàn)證車樁兼容性與電網(wǎng)并網(wǎng)性能。測試數(shù)據(jù)顯示,雙向直流電源在動態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié)下,電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差降低20%以上,能源利用效率提升15%。
- 比亞迪e平臺3.0八合一電驅(qū)系統(tǒng)測試:可編程雙向直流電源模擬制動能量回收時(shí)的反向電流,驗(yàn)證系統(tǒng)能量回收效率。測試結(jié)果顯示,能量回收效率達(dá)90%以上,顯著降低能耗。
- 陽光電源ST2752U儲能PCS測試:雙向直流電源自動切換充電/放電模式,驗(yàn)證PCS的能量轉(zhuǎn)換效率(≥96%)。測試數(shù)據(jù)顯示,在動態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié)下,PCS的能量轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定在95%以上,滿足電網(wǎng)并網(wǎng)要求。