看動態負載管理如何優化電動汽車充電助力實現V2X
發布時間:2024-08-13 責任編輯:lina
【導讀】動態負載管理可以判斷出哪些應用急需電力的能力正在改變人們對能源使用的看法。通過智能平衡多個充電器的電力負載,DLM可以更有效地利用電力,加快電動汽車充電速度。這種組合降低了能源成本和消耗。因此,DLM還能減輕電網壓力,增加能源網基礎設施的彈性。

圖源:VisualMarketplace/Stock.adobe.com;AI生成
向純電動車過渡能否改變分布式電源生態係統?這是一個困擾大家很久的問題。
汽車係統電氣化不僅將改變汽車的“加油”方式,還能確保穩定的能源供應並提高效率。而要實現這一想法,就需要借助用於電動汽車 (EV) 充電的動態負載管理 (DLM) 係統。
動態負載管理可以判斷出哪些應用急需電力的能力正在改變人們對能源使用的看法。通過智能平衡多個充電器的電力負載,DLM可以更有效地利用電力,加快電動汽車充電速度。這種組合降低了能源成本和消耗。因此,DLM還能減輕電網壓力,增加能源網基礎設施的彈性。
隨著全球電動汽車比例的不斷增加,充電技術成為了下一個主要限製因素。本文將探討電動汽車充電動態負載管理的充電策略、機製、挑戰和未來。
電動汽車充電和V2G技術基礎知識
為了充分了解DLM對電網和電動汽車充電的影響,我們先來回顧一些電動汽車充電和車輛到電網 (V2G) 的基本知識。
電動汽車充電器的要素
電動汽車充電係統由以下硬件和軟件組成:
電源和電動汽車的充電接口
連接器
逆變器
控製板
用戶界麵
此外,軟件和充電管理係統將充電器與電網和車輛連接起來,以平衡電力。將實時電網性能與充電過程聯係起來正是DLM的優勢所在。
充電策略
業界規定了三個充電等級,其中三級充電速度最快。充電速度與充入電池的電量相關,速度越快,充入的電量就越多,充電功率(以千瓦為單位)也就越大。
快充和慢充
三級為快速充電,是通過增加充電功率和電壓來實現的。雖然這對消費者來說更方便,但卻會增加電池過熱(最佳溫度為25°C至35°C)受損的風險。不過,對於大多數現代電動汽車來說,這種風險較低。快速充電大約需要30分鍾,而1級和2級慢速充電至少需要10小時,雖然影響到了用戶體驗,但卻能更好地保護電池。
智能充電
智能充電是智能電網的重要組成部分,有助於實現高效的能源管理和電動汽車集成。它能根據電網條件、能neng源yuan價jia格ge和he用yong戶hu偏pian好hao動dong態tai調tiao整zheng充chong電dian速su率lv,優you化hua能neng源yuan利li用yong率lv和he電dian網wang穩wen定ding性xing。此ci外wai,智zhi能neng充chong電dian還hai支zhi持chi雙shuang向xiang電dian動dong汽qi車che充chong電dian,允yun許xu車che輛liang從cong電dian網wang汲ji取qu電dian能neng並bing反fan饋kui給gei電dian網wang。這zhe一yi功gong能neng增zeng強qiang了le電dian網wang的de恢hui複fu能neng力li,降jiang低di了le分fen布bu式shi電dian源yuan的de資zi本ben成cheng本ben,並bing通tong過guo全quan麵mian降jiang低di電dian力li需xu求qiu來lai減jian少shao碳tan排pai放fang。
動態負載管理的作用
負載管理的其中一種用途就是補充電動汽車充電器的電網電力消耗。DLM在電動汽車充電器之間分配可用或多餘的電力,“回收”已產生的電荷,以減輕電網負擔。
V2G如何支持負載管理
V2G技(ji)術(shu)允(yun)許(xu)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)從(cong)電(dian)網(wang)獲(huo)取(qu)電(dian)力(li)並(bing)向(xiang)電(dian)網(wang)供(gong)電(dian),從(cong)而(er)加(jia)強(qiang)了(le)負(fu)荷(he)管(guan)理(li)。係(xi)統(tong)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)電(dian)網(wang)狀(zhuang)況(kuang),並(bing)在(zai)有(you)電(dian)或(huo)需(xu)要(yao)充(chong)電(dian)時(shi)與(yu)中(zhong)央(yang)充(chong)電(dian)點(dian)通(tong)信(xin)。
這種動態方法對充電器數量沒有要求,因為係統會不斷優化充電管理應用,減少出現用電高峰和低穀,從而提高電網的整體穩定性。
動態負載管理機製
DLM係(xi)統(tong)在(zai)一(yi)個(ge)持(chi)續(xu)優(you)化(hua)的(de)循(xun)環(huan)中(zhong)運(yun)行(xing)。此(ci)係(xi)統(tong)從(cong)整(zheng)個(ge)電(dian)力(li)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)中(zhong)收(shou)集(ji)實(shi)時(shi)能(neng)源(yuan)需(xu)求(qiu),並(bing)調(tiao)整(zheng)能(neng)源(yuan)移(yi)動(dong)的(de)方(fang)式(shi)和(he)位(wei)置(zhi),以(yi)便(bian)在(zai)電(dian)力(li)傳(chuan)輸(shu)後(hou)創(chuang)造(zao)高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)條(tiao)件(jian)。此(ci)外(wai),它(ta)還(hai)能(neng)測(ce)量(liang)電(dian)網(wang)和(he)設(she)備(bei)的(de)總(zong)能(neng)耗(hao),管(guan)理(li)交(jiao)流(liu)和(he)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)器(qi),並(bing)將(jiang)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)納(na)入(ru)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)。
可量化的DLM效益
能源部2018年的一項研究顯示,到2050年,四分之三能源終端使用(如汽車)的電氣化可將電網負荷減少高達38%。[1]由於每天會出現兩次用電高峰,因此電力係統的額定值是基於最高能量閾值設定的。此外,使用DLM來“削峰填穀”可帶來複合的可持續性影響,減少所需的額定電網基礎設施容量,優化整體電力傳輸效率。
實施智能技術解決方案可以節省大量成本。DLM就是一個很好的例子,因為能以更少的能源帶來更高的效率。這些優勢可通過以下方式降低消費者和生產者的成本:
減少資本支出:運營商無需安裝升級版電源即可滿足新增需求。
降低每月能源費用:DLM減少了總體能源需求,降低了每月的經常性能源費用(目前電動汽車需求的額外費用約為每月18歐元)。[2]
電動汽車充電負載管理市場的領跑者
負載管理的重要性與日俱增,這也加劇了電動汽車充電市場的競爭。Ampeco、Etrel、Driivz和EVBox等知名企業正在加快這項技術的研發,以實現車對物 (V2X) 通信。同時,DLM主要用於住宅和商業充電,2023年電動汽車充電軟件市場規模已接近12億美元,預計到2030年將增長到75億美元。[3]
動態負載管理的未來創新
與許多物聯網應用一樣,人工智能可以進一步推動智能充電和DLM係統的發展。學習和預測使用模式將使軟件更快地達到最佳效率,而增加可再生能源的收集和輸送將提高這些“免費”能源的效率。將部分能源轉向可再生能源將提高效率、降低成本,並進一步改善可持續性。
然而,在大規模采用DLM方fang麵mian還hai存cun在zai著zhe一yi些xie障zhang礙ai。首shou先xian,與yu許xu多duo新xin技ji術shu一yi樣yang,現xian場chang技ji術shu人ren員yuan的de專zhuan業ye知zhi識shi和he監jian管guan部bu門men的de監jian督du尚shang未wei跟gen上shang產chan品pin開kai發fa的de步bu伐fa。此ci外wai,缺que乏fa將jiang充chong電dian設she備bei與yu基ji礎chu設she施shi連lian接jie起qi來lai的de標biao準zhun化hua協xie議yi將jiang限xian製zhi集ji成cheng選xuan擇ze,並bing可ke能neng限xian製zhi係xi統tong吸xi收shou和he重zhong新xin分fen配pei電dian荷he的de能neng力li。為wei了le克ke服fu這zhe些xie障zhang礙ai,政zheng府fu機ji構gou必bi須xu積ji極ji支zhi持chi和he投tou資zi智zhi能neng電dian網wang技ji術shu的de開kai發fa和he實shi施shi,並bing確que保baoDLM安全地與智能電網集成。
結語
DLM可優化分布式電源生態係統中的電動汽車充電。隨著車輛成為V2X的移動電站,DLM可以帶來更多重要優勢:
優化能源生產和分配
為生產者和消費者降低資本成本和經常性成本
增強電網穩定性
電網彈性
可持續性收益
電動汽車技術發展迅速,可再生能源的成本已接近化石燃料。[4]了解DLM的方法、技術、現xian狀zhuang和he未wei來lai,對dui於yu管guan理li所suo有you能neng源yuan並bing將jiang其qi引yin導dao到dao最zui需xu要yao的de地di方fang至zhi關guan重zhong要yao。市shi場chang領ling導dao者zhe可ke以yi有you效xiao地di發fa展zhan和he擴kuo大da這zhe一yi重zhong要yao市shi場chang,從cong而er建jian設she一yi個ge更geng加jia可ke持chi續xu發fa展zhan的de世shi界jie。
常見問題
什麼是電動汽車充電中的動態負載管理?
動dong態tai負fu載zai管guan理li是shi一yi種zhong可ke實shi時shi調tiao整zheng多duo個ge電dian動dong汽qi車che充chong電dian器qi電dian力li分fen配pei的de係xi統tong,能neng夠gou優you化hua可ke用yong電dian量liang,防fang止zhi電dian網wang過guo載zai。此ci係xi統tong可ke測ce量liang高gao低di功gong耗hao來lai源yuan,並bing根gen據ju需xu要yao在zai電dian動dong汽qi車che、充電站和其他設備之間進行平衡。
動態負載管理能為電動汽車充電帶來何種益處?
采用DLM可以節約經常性成本和資本成本、提高可持續性和電網彈性。DLM可以幫助運營商避免升級電表,通過“回收”電dian力li降jiang低di能neng源yuan成cheng本ben,並bing減jian少shao從cong電dian網wang汲ji取qu的de電dian力li。它ta還hai能neng在zai高gao峰feng和he非fei高gao峰feng時shi段duan平ping衡heng負fu載zai,並bing利li用yong車che輛liang作zuo為wei移yi動dong發fa電dian站zhan,從cong而er提ti高gao電dian網wang彈dan性xing。
動態負載管理能否與現有電動汽車充電基礎設施配合使用?
當然可以。DLM解決方案設計的初衷就是能與同時運行的現有電動汽車充電樁集成。它還可以管理三種電源形式:直流電、交流電和太陽能直流電(來自光伏電源),所有這些都無需對硬件進行重大改動。
電動汽車充電中的動態負載管理前景如何?
DLM的普及離不開技術的進步以及宏觀趨勢的支持。其中之一就是利用人工智能的“智能”特性來提高其性能。而考慮到全球氣候變化的影響,還需要在偏遠地區增加彈性備用電源。此外,DLM可以讓風能和太陽能等間歇性能源成為可能。DLM的一個重要特性是通過削峰填穀減少能源間歇性問題,進而提升可再生能源的利用率。
參考資料

(來源:ASK Consulting Solutions, LLC,作者:Adam Kimmel,ASK Consulting Solutions, LLC的創始人兼總負責人)
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