2015年6月3日，由國(guó)家能源局指導(dǎo)，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的“儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)2015”在北京召開(kāi)。在“新能源汽車與儲(chǔ)能”分論壇上，華北電力大學(xué)教授劉念發(fā)表了主題演講，以下為演講內(nèi)容。
華北電力大學(xué)劉念：
今天主要跟大家分享電動(dòng)汽車光伏充電站系統(tǒng)的優(yōu)化配置與示范應(yīng)用。
第一，電動(dòng)汽車光伏充電站系統(tǒng)的研究背景。
對(duì)光伏充電站的研究，基于國(guó)家兩大新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，即電動(dòng)汽車和分布式電源尤其是分布式光伏的發(fā)展。未來(lái)，在微電網(wǎng)環(huán)境下，將實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電設(shè)施與分布式光伏的有機(jī)集成，將有利于提升新能源汽車整體運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
電動(dòng)汽車的發(fā)展，離不開(kāi)充電設(shè)施的建設(shè)。而充電設(shè)施的建設(shè)需要考慮到電從哪兒來(lái)。在一次能源結(jié)構(gòu)下，以華北電網(wǎng)為例，假設(shè)所有用電都來(lái)源于華北電網(wǎng)，那么電動(dòng)汽車90%的充電來(lái)自于火電廠，換言之，電動(dòng)車的碳排放都轉(zhuǎn)嫁到火電廠了，所以，充電電能來(lái)源的清潔和低碳是電動(dòng)汽車零排放的前提。
光伏發(fā)展存在著儲(chǔ)能及轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。由于光伏是間歇性能源，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的均衡性造成沖擊，所以，需要削峰填谷，需要儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化，而電動(dòng)汽車與光伏的融合，將對(duì)電網(wǎng)形成協(xié)同增效的作用。
在國(guó)外，光伏充電站已經(jīng)較為普遍，如美國(guó)的特斯拉超級(jí)充電站、德國(guó)寶馬的獨(dú)架式光伏充電站等，而國(guó)內(nèi)也建有一些光伏充電站，如國(guó)內(nèi)最早的湖北襄陽(yáng)光伏充電站、國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的北京高安屯電動(dòng)汽車充換電站等。
研究表明，分布式光伏與電動(dòng)汽車充電設(shè)施的集成有四種典型形式。第一種是分散充電樁，即在用戶側(cè)，如智能小區(qū)、智能樓宇的分散充電樁；第二種是分散充電樁可與分散光伏進(jìn)行整合，形成智能微網(wǎng)；第三種是商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的充電站和換電站，在某一站點(diǎn)布置相應(yīng)的光伏電源；第四種是集中的充換電站，即分散換電、集中充電模式。所以，將臨近的光伏電站與充電站進(jìn)行集成，對(duì)電動(dòng)汽車未來(lái)的發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。
第二，光伏充電站和能量管理方面的研究。
我們對(duì)光伏充換電站的優(yōu)化運(yùn)行典型模式的研究，主要分為三類：一是商業(yè)樓宇的充電站優(yōu)化方案；二是居民小區(qū)的充電站優(yōu)化方案；三是典型的換電站優(yōu)化方案。
事實(shí)上，光伏充換電站的優(yōu)化運(yùn)行，其核心是研究能量管理問(wèn)題，即在充換電站運(yùn)行時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)高效率的能源管理算法，如何通過(guò)能量管理裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的調(diào)度，這是影響到充換電站效率的核心環(huán)節(jié)。
電動(dòng)汽車和充電站的發(fā)展，其核心問(wèn)題是儲(chǔ)能，未來(lái)智能電網(wǎng)的構(gòu)建，儲(chǔ)能同樣扮演著主要的角色。通過(guò)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車均衡電網(wǎng)，我們?cè)O(shè)計(jì)出了多目標(biāo)的優(yōu)化方案。其中主要目標(biāo)為：一是實(shí)現(xiàn)充換電站運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最低，購(gòu)電費(fèi)用最低；二是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的長(zhǎng)壽命。
在研究中，我們給換電站換電服務(wù)的可能性指標(biāo)做了界定，包括等待更換電池的汽車數(shù)量、等待時(shí)間、及日可用率等。也對(duì)新能源的相關(guān)指標(biāo)做出了界定，包括光伏發(fā)電的消納率、光伏充電站中可再生能源發(fā)電的比例。對(duì)充換電站優(yōu)化運(yùn)行的研究，我們做了切入式能力管理裝置，并取得了非常好的效果。
第三，對(duì)未來(lái)光伏充電站規(guī)模化應(yīng)用的思考。
通過(guò)對(duì)充換電站商業(yè)模式和效用進(jìn)行評(píng)估，研究發(fā)現(xiàn)，未來(lái)商業(yè)樓宇的光伏充電站發(fā)展?jié)摿^大。主要有兩大原因：一是停車時(shí)間較長(zhǎng)，二是建設(shè)成本相對(duì)較低。
建設(shè)光伏充電站的經(jīng)濟(jì)效益方面，主要考慮以下因素：一是每日運(yùn)行的收益，二是全生命周期之內(nèi)的凈利潤(rùn)值，三是投資回報(bào)周期。建設(shè)光伏充電站的目的是為了降低充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的影響，主要有兩個(gè)考核指標(biāo)：一是建設(shè)充電站前后，充電負(fù)荷占電網(wǎng)最大負(fù)荷峰值的比值。二是負(fù)荷總量，即總能量、總電量需求的比值。
電動(dòng)汽車停車主要集中在住宅區(qū)和工作區(qū)，事實(shí)上，電動(dòng)汽車在工作區(qū)充電，可以采用光伏充電的方式，而在住宅區(qū)則可以采用夜晚用電低谷期的充電方式，兩者相互補(bǔ)充，對(duì)充電設(shè)施的整體建設(shè)具有積極的指導(dǎo)意義。
相對(duì)于電動(dòng)汽車充電直接介入電網(wǎng)，建設(shè)光伏充電站有利于緩解電網(wǎng)的承受能力，實(shí)現(xiàn)智能供電。由此可見(jiàn)，對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車充電設(shè)施的戰(zhàn)略布局意義非凡。
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