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在V2G测试中,双向直流电源的节能效果如何与电网需求平衡?

2025-10-28 09:40:37  点击:

在V2G(车辆到电网)测试中,双向直流电源通过动态负荷调节、能量双向流动控制及智能调度算法,实现了节能效果与电网需求的精准平衡。其核心机制与效果如下:

一、动态负荷调节:削峰填谷,优化电网供需

双向直流电源的核心价值在于实现电能的双向流动,既可向负载供电,也能从负载回收能量并反馈至电网。在V2G测试中,这一特性被用于:

  • 负荷低谷期充电:当电网负荷较低时,电源以高效率(典型产品回馈效率达95%以上)向电动汽车电池充电,储存过剩电能,避免能源浪费。
  • 负荷高峰期放电:在电网需求高峰时,电源控制电动汽车电池向电网回馈电能,缓解电网压力。例如,国网无锡供电公司车网互动验证中心的50台60千瓦V2G直流充电桩,反向送电功率接近2000千瓦,可满足133户居民一天的日常用电。

节能效果:通过削峰填谷,双向直流电源使电网负荷峰谷差显著降低。以北京市西城区中国再保险中心V2G示范站为例,项目依托国家电网智慧车联网平台,引导电动汽车低谷时段有序充电、高峰时段向大楼放电,降低大楼高峰用电负荷,同时车主通过峰谷电价差获得收益,实现能源利用效率与经济效益的双重提升。

二、能量双向流动控制:高精度调节,减少能量损耗

双向直流电源通过可逆开关技术(如IGBT、SiC MOSFET)实现整流与逆变的无缝切换,支持新能源发电的间歇性调节。在V2G测试中,这一技术被用于:

  • 光伏/风电系统平滑输出:在光伏系统中,白天将多余电能存入电池,夜间或阴雨天将电池能量回馈至电网,减少因发电波动导致的能源浪费。例如,阳光电源的储能解决方案中,双向直流电源与锂电池组配合,将波动性电源转换为稳定交流电输出。
  • 工业制动能量回收:在起重机、电梯等场景中,回收制动能量并存储,降低能耗30%以上。双向直流电源通过高精度输出调节(输出电压/电流精度可达±0.1%以内),满足储能电池充放电的严格参数要求,延长电池寿命。

节能效果:能量双向流动控制使能源转换效率大幅提升。以特斯拉Powerwall结合双向充电桩为例,其在用电低谷时充电、高峰时放电,参与电网调峰,回馈效率达95%以上,显著降低储能系统自耗电,提升整体能效。

三、智能调度算法:预测与优化,实现供需动态平衡

双向直流电源在V2G测试中集成AI调度算法和区块链电力交易平台,实现:

  • 负荷预测与优化:通过LSTM神经网络等算法,基于历史测试数据预测负载变化趋势,提前调整电源输出。例如,在光伏逆变器测试中,模型可准确预测光照强度变化导致的输出功率波动,调整电源回馈策略。
  • 多目标优化:以最小化用户支付成本、降低电池放电损耗及减小负荷峰谷差为目标,对电动汽车充放电进行调度安排。仿真验证显示,相比无序充电及已有有序充电策略,该策略可降低用户充电支付成本,有效减小负荷峰谷差及波动方差。

节能效果:智能调度算法使能源利用更加高效。以广汽能源在广汽埃安V2G示范中心完成的全国首次新能源汽车与电网融合V2G技术与虚拟电厂结合的二次调频实车试验为例,突破了V2G技术常态化应用的必要条件,成为全国首次实现车-网调频互动的示范案例,显著提升电网调频效率。

四、实际测试数据与案例验证

  • 上海市大规模V2G测试:覆盖19款车型和13款充电桩,全面验证车桩兼容性与电网并网性能。测试数据显示,双向直流电源在动态负荷调节下,电网负荷峰谷差降低20%以上,能源利用效率提升15%。
  • 比亚迪e平台3.0八合一电驱系统测试:可编程双向直流电源模拟制动能量回收时的反向电流,验证系统能量回收效率。测试结果显示,能量回收效率达90%以上,显著降低能耗。
  • 阳光电源ST2752U储能PCS测试:双向直流电源自动切换充电/放电模式,验证PCS的能量转换效率(≥96%)。测试数据显示,在动态负荷调节下,PCS的能量转换效率稳定在95%以上,满足电网并网要求。