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新能源汽车下乡背景下光储充荷协同关键问题研究
来源: | 作者:admin | 发布时间: 2023-10-16 | 363 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

新能源汽车下乡要求加快农村充电基础设施建设,将带来电网改造成本,但也具备促进光伏消纳、降低限电损失、减少电网线损等潜力,有必要考虑综合供电成本,对典型案例开展多场景定量测算,以此优化规划建设和运行策略。

选择光伏渗透率较高的河北保定某典型农村配电网,设置电网改造、充电基础设施集中/分散布局、新能源汽车有序充电、配置储能等场景,利用能源院自主开发的配电系统分析和优化软件(DSAP),分析新能源汽车下乡带来的影响以及与光伏、储能协同的可行性。定量测算结果详见附表,规律性结论如下。

(一)大规模无序分散建设充电基础设施易引发低电压、设备过载等风险,还导致大量电网改造,大幅增加局部地区供电成本

经测算,在户均配变容量低于3千伏安的农村地区,桩户比达到0.5~0.7后将面临大面积配变重载问题,桩户比达到0.7后将面临大面积线路重载问题,桩户比达到1的极端情况下配变最大负载率平均值超过100%。典型案例中,以户均配电容量1.6千伏安、桩户比0.5测算,电网改造成本增长近30%,折合台区内用户度电成本增加0.053元/千瓦时。

(二)充分考虑农网基础条件和各地实际情况,通过优化农村充电基础设施布局,集中与分散相结合,乡村与乡镇道路相结合,可有效兼顾设施投资运维成本和资产利用率,以较少的投入最大限度满足充电需求

充电基础设施分散布局可就近满足充电需求,投资建设成本低,但较集中式布局存在设施利用率低、管理维护成本高、有序充电引导难等问题。典型案例测算显示,相比单一集中式布局场景,“集中+分散”组合布局场景下台区内度电成本下降0.006元/千瓦时。因此,农村充电基础设施布局应充分考虑地区人口密度、负荷增长、电网容量裕度、道路建设等情况,合理优化集中式与分散式布局配比,尤其是在充电需求密度高的社区、农贸区、车站等开展集中式充电基础设施建设。

(三)新能源汽车下乡带来的充电负荷特性与光伏发电出力特性匹配度差,仅一定程度利于光伏消纳,整体效果并不明显

一是发电和充电时间不匹配。农村乘用车出行需求主要集中于城乡通勤、走亲访友、个体经营等,以白天使用、夜间充电为主;货运车辆、农机具均以商用为主,使用刚性较强,也以白天使用、夜间充电为主。以居住区为例,新能源汽车停驶时间常在17点到次日7点,充电时间常在17点到21点,与光伏发电时间主要在午间前后不匹配。典型案例中,电动车充电时段光伏发电量仅占全天发电量的约2%。

二是发电和充电量不匹配。当前,分布式光伏已背离“自发自用为主”初衷,基本采用全额上网模式,管发不管用,依赖电网集中消纳,导致户均装机逐年增大。按照目前居民光伏户均装机约20千瓦、年利用小时数1000小时计算,全年发电量20000千瓦时。在农村出行场景下,按照日均行驶里程5~15公里计算,新能源汽车用电量不超过2000千瓦时/年,不足光伏年度发电量的1/10。

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