商業(yè)樓宇光伏充電站的運(yùn)營(yíng)模式及其綜合效用評(píng)估

劉念，成敏楊，鄒福強(qiáng)，張建華

(新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué)), 北京市 102206)

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商業(yè)樓宇光伏充電站的運(yùn)營(yíng)模式及其綜合效用評(píng)估

劉念，成敏楊，鄒福強(qiáng)，張建華

(新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué)), 北京市 102206)

光伏發(fā)電系統(tǒng)與電動(dòng)汽車(chē)充電站的集成，可以促進(jìn)光伏發(fā)電就地消納，降低充電負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)的影響，有效減少電動(dòng)汽車(chē)的間接碳排放。針對(duì)商業(yè)樓宇光伏充電站，考慮其停車(chē)需求及充電需求的一致性，提出了一種典型的運(yùn)營(yíng)模式；考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益以及對(duì)配電網(wǎng)的影響等因素，建立了評(píng)價(jià)光伏充電站長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)效用的綜合評(píng)估指標(biāo)體系；針對(duì)日間實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景，設(shè)計(jì)了計(jì)及光伏發(fā)電消納與服務(wù)質(zhì)量的充電策略；最后，基于實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真研究，分析評(píng)估了光伏充電站的日間運(yùn)行效果與長(zhǎng)期綜合效用。

光伏系統(tǒng)；電動(dòng)汽車(chē)；運(yùn)營(yíng)模式；綜合效用

0 引 言

發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)被世界各國(guó)普遍確立為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和保障能源安全的重要手段[1-5]，而充電設(shè)施是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)電能補(bǔ)給和互動(dòng)應(yīng)用的樞紐環(huán)節(jié)。一般意義上，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的充電站可分為普通充電站和快速充電站2種，普通充電站一般與停車(chē)位緊密結(jié)合，存在于商業(yè)樓宇、辦公地點(diǎn)、公共停車(chē)場(chǎng)、居民小區(qū)等場(chǎng)所；快速充電站則與加油站類(lèi)似，根據(jù)交通流量狀況布局于主要道路兩側(cè)。近年來(lái)，隨著可再生能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的發(fā)展，一類(lèi)集成分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的充電站逐漸出現(xiàn)，并得到了廣泛關(guān)注。一方面，城市中露天的停車(chē)位較多，部分建筑也存在大面積可利用的屋頂，分布式光伏發(fā)電與普通充電站在資源稟賦上具有先天的契合性，在建設(shè)充電站的同時(shí)增加分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，有利于提升其整體的投資回報(bào)[6]；另一方面，在低壓配電網(wǎng)或微電網(wǎng)層面，電動(dòng)汽車(chē)與分布式光伏已經(jīng)被證實(shí)在運(yùn)行特性上具有較好的協(xié)同增效性，不僅能提升電動(dòng)汽車(chē)的清潔能源利用率，還能降低對(duì)電網(wǎng)的不良影響[7-8]。由于存在上述優(yōu)勢(shì)，光伏充電站已得到了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的普遍關(guān)注，并建設(shè)、示范了多種形態(tài)的光伏充電站系統(tǒng)，且逐漸呈現(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)[9]。因此，光伏充電站將成為未來(lái)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)充電站的主要形態(tài)之一，是智能電網(wǎng)環(huán)境下需求側(cè)資源的重要組成部分[10-11]。

針對(duì)光伏充電站或類(lèi)似系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外都已展開(kāi)了較為廣泛的研究，但目前已有的研究主要集中在充電站容量配置和充電策略的優(yōu)化方面。充電站容量配置方面，文獻(xiàn)[12]綜合考慮了電價(jià)、光照、電動(dòng)汽車(chē)用電模式等因素對(duì)充電站儲(chǔ)能設(shè)備容量及運(yùn)行模式進(jìn)行了優(yōu)化。文獻(xiàn)[13]通過(guò)構(gòu)建考慮可再生能源利用率和投資運(yùn)行成本的多目標(biāo)優(yōu)化配置模型來(lái)求解光伏充電站的最優(yōu)容量配置。文獻(xiàn)[14]基于多目標(biāo)容量?jī)?yōu)化方法，可選擇偏重經(jīng)濟(jì)或環(huán)境，為實(shí)際光伏換電站設(shè)計(jì)所需的各個(gè)原件進(jìn)行容量選擇。充電策略?xún)?yōu)化方面，文獻(xiàn)[15-16]分別針對(duì)居民樓和辦公樓2種場(chǎng)景的光伏充電站，提出了電動(dòng)汽車(chē)充電策略，從對(duì)電網(wǎng)影響、電能就地消納和行駛里程3個(gè)角度對(duì)充電策略的效果進(jìn)行了比較分析。文獻(xiàn)[17]針對(duì)含屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能樓宇，以運(yùn)行費(fèi)用最小為原則，提出了一種電動(dòng)汽車(chē)參與智能樓宇運(yùn)行的實(shí)時(shí)能量決策方法。文獻(xiàn)[18]針對(duì)含光伏車(chē)棚的充電位，提出了光伏發(fā)電最大化消納的充電策略，并以此為基礎(chǔ)評(píng)估了光伏發(fā)電作為電動(dòng)汽車(chē)充電能源的潛力。文獻(xiàn)[19]針對(duì)與商業(yè)辦公樓宇整合的光伏充電站，提出了一種實(shí)時(shí)能量管理策略，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)和預(yù)測(cè)模型來(lái)處理光伏出力、電動(dòng)汽車(chē)到達(dá)時(shí)間和荷電狀態(tài)(stateofcharge，SOC)的隨機(jī)性和不確定性。文獻(xiàn)[20]以居民小區(qū)含儲(chǔ)能的光伏充電站為研究對(duì)象，建立了最小化購(gòu)電費(fèi)用及最小化儲(chǔ)能壽命損耗的多目標(biāo)優(yōu)化模型，可求解日前24h的優(yōu)化調(diào)度方案。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外對(duì)電動(dòng)汽車(chē)光伏充電站的研究主要集中在容量配置和充電策略的優(yōu)化問(wèn)題上。對(duì)于光伏充電站的運(yùn)營(yíng)模式及其綜合效用分析研究的較少。本文針對(duì)商業(yè)樓宇光伏充電站，提出一種典型的運(yùn)營(yíng)模式，建立評(píng)價(jià)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)效用的綜合評(píng)估指標(biāo)體系，設(shè)計(jì)計(jì)及光伏消納與服務(wù)質(zhì)量的充電策略，并基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析與評(píng)估。

1 光伏充電站的典型結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)模式

1.1 典型結(jié)構(gòu)

商業(yè)樓宇、辦公地點(diǎn)、公共停車(chē)場(chǎng)及居民小區(qū)等場(chǎng)所的普通充電站與光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行集成的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。該結(jié)構(gòu)主要包括光伏電池陣列、光伏DC/DC變流器、DC/DC充電機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)、AC/DC雙向變流器等。光伏電池通過(guò)變流器連接到母線，然后通過(guò)充電機(jī)給電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，剩余的光伏功率可以反饋至電網(wǎng)或供給樓宇負(fù)荷。中央控制器的作用則是分析處理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和讀取的數(shù)據(jù)，保證電能流動(dòng)和充電功率按需調(diào)節(jié)。

圖1 充電站結(jié)構(gòu)

1.2 運(yùn)營(yíng)模式

根據(jù)對(duì)商業(yè)樓宇周邊停車(chē)位的統(tǒng)計(jì)可知，商業(yè)樓宇周邊所停車(chē)輛的停車(chē)時(shí)間普遍較長(zhǎng)，一般遠(yuǎn)大于其充電所需時(shí)間，因此光伏充電站無(wú)需采用即停即充的運(yùn)營(yíng)模式。針對(duì)商業(yè)樓宇周邊車(chē)輛的這種特點(diǎn)，可將車(chē)輛的停車(chē)需求和充電需求進(jìn)行結(jié)合，綜合利用。利用商業(yè)樓宇周邊電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)需求與充電需求的可結(jié)合性，本文提出了如圖2所示的適用于該類(lèi)場(chǎng)所車(chē)輛充電的典型運(yùn)營(yíng)模式。在該運(yùn)營(yíng)模式中，充電機(jī)的充電功率為固定功率，充電站可對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)在到達(dá)充電站后需在充電機(jī)面板上設(shè)置車(chē)輛的離開(kāi)時(shí)間及目標(biāo)SOC等信息，充電機(jī)將用戶(hù)設(shè)置的信息上傳至中央控制器，中央控制器根據(jù)用戶(hù)設(shè)置的信息判斷其充電行為的可控程度，從而將電動(dòng)汽車(chē)分為剛性充電類(lèi)和柔性充電類(lèi)。

(1)若電動(dòng)汽車(chē)在充電站停留的時(shí)間足夠長(zhǎng)，充電站有足夠的裕度滿(mǎn)足其充電要求，無(wú)需立即對(duì)其開(kāi)始充電，可以對(duì)其充電的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，則此類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)稱(chēng)為柔性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)。

(2)若電動(dòng)汽車(chē)的可充電時(shí)間很短，必須在其到達(dá)后立即進(jìn)行充電直至離開(kāi)，則此類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)稱(chēng)為剛性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)。

圖2 商業(yè)樓宇光伏充電站的典型運(yùn)營(yíng)模式

鑒于柔性與剛性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)對(duì)充電需求的差異，只有柔性電動(dòng)汽車(chē)可以接受充電站的調(diào)度控制，使充電站的運(yùn)行效果更佳。因此充電站對(duì)柔性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)和剛性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行差異性收費(fèi)，2類(lèi)汽車(chē)充電所需的電費(fèi)單價(jià)一致，但剛性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)所需的服務(wù)費(fèi)高于柔性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)。

2 綜合效用評(píng)估指標(biāo)

2.1 環(huán)境效益

用電動(dòng)汽車(chē)充電所消耗電量中的清潔能源供電率(percentageofcleanenergyinEVs’charging，PCEC)來(lái)評(píng)估光伏充電站的環(huán)境效益，其表達(dá)式如式(1)所示：

(1)

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于一個(gè)要實(shí)際投入運(yùn)行的光伏充電站來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)效益也是十分重要的，本文通過(guò)充電站的日運(yùn)行收益(operationprofitofoneday,OPD)，運(yùn)行凈利潤(rùn)等年值A(chǔ)RP及投資回報(bào)周期N這3項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)估光伏充電站的經(jīng)濟(jì)效益，其表達(dá)式如式(2)、(3)所示：

(2)

(3)

式中:Atur為充電站收益等年值；Pinv為充電站投資成本的現(xiàn)值；i為貼現(xiàn)率；n為充電站使用年限；Aope為充電站運(yùn)行維護(hù)成本等年值。

對(duì)于投資回報(bào)周期N的計(jì)算，只需令式(3)中的凈利潤(rùn)等年值A(chǔ)RP為0，即可算出相應(yīng)的年限N。

2.3 對(duì)電網(wǎng)的影響

為評(píng)估光伏充電站對(duì)電網(wǎng)的影響，本文將光伏充電站投入并滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求之后與現(xiàn)階段無(wú)充電站情況下商業(yè)樓宇的每日功率峰值及每日負(fù)荷總電量之比定義為Rlp與Rtl，利用這2項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)估充電站對(duì)電網(wǎng)的影響。

(4)

(5)

3 計(jì)及光伏消納與服務(wù)質(zhì)量的充電策略

電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中，SOC與充電電流的關(guān)系為

(6)

式中：SOC(t)為電動(dòng)汽車(chē)t時(shí)刻的SOC值；I(t)為電動(dòng)汽車(chē)t時(shí)刻的充電電流；Qn為電動(dòng)汽車(chē)額定安時(shí)容量。

電動(dòng)汽車(chē)的充電倍率C(t)可以表述為式(7)，則電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中的SOC可表述為式(8)。

(7)

SOC(t)=SOC(t0)+C(t)(t-t0)

(8)

由式(7)可知，第i輛車(chē)在t時(shí)刻的充電功率為

(9)

3.2 實(shí)時(shí)充電策略流程

為保證充電站功率分配的合理性，以下流程每min重復(fù)一次。

(1)中央控制器獲取該時(shí)刻的光伏出力及電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)參數(shù)。

最后，由于本研究樣本量較小，團(tuán)體輔導(dǎo)次數(shù)和時(shí)間較短，成員分享和人際互動(dòng)不是特別充分.今后研究將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上做部分調(diào)整，借鑒歐文·亞隆的無(wú)結(jié)構(gòu)式團(tuán)體咨詢(xún)模式，嘗試設(shè)計(jì)成半結(jié)構(gòu)式的團(tuán)輔形式，留出更多的自由討論時(shí)間，促進(jìn)成員間深入交流，深度覺(jué)察自身人際互動(dòng)模式，從而改善人際關(guān)系，增強(qiáng)主觀幸福感，提高團(tuán)輔干預(yù)的外部效度.

(2)為了促進(jìn)光伏功率最大化就地消納，減少充電行為對(duì)配電網(wǎng)的影響。根據(jù)式(10)算出當(dāng)前時(shí)刻應(yīng)進(jìn)行充電的電動(dòng)汽車(chē)數(shù)目：

(10)

式中：Pi(t)即為式(9)算得的每輛電動(dòng)汽車(chē)的充電功率；ppv(t)為t時(shí)刻的光伏功率；Kr為電量需求參數(shù)，可基于歷史數(shù)據(jù)確定。為保證光伏功率的完全消納，對(duì)Npv_s(t)的結(jié)果向上取整。

(3)對(duì)當(dāng)前時(shí)刻需要進(jìn)行充電，即SOC未達(dá)到目標(biāo)值的車(chē)輛進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序：

1)剛性類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)處于第一優(yōu)先級(jí)；

2)對(duì)除剛性類(lèi)車(chē)輛外的每輛電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行當(dāng)前充電需求程度判斷，具體方法如下：

(11)

(12)

(4)根據(jù)優(yōu)先級(jí)的排序?qū)﹄妱?dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電：

假設(shè)t時(shí)刻處于第一、二、三優(yōu)先級(jí)的車(chē)輛數(shù)目分別為NEV_1(t)、NEV_2(t)、NEV_3(t)。

1)若Npv_s(t)

2)若NEV_1(t)

3)若NEV_1(t)+NEV_2(t)

4)若Npv_s(t)>NEV_1(t)+NEV_2(t)+NEV_3(t)，則給當(dāng)前時(shí)刻所有需要充電的車(chē)輛進(jìn)行充電。

4 算例分析

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

以北京市某商業(yè)樓宇及其周邊停車(chē)位為研究對(duì)象，基于Matlab軟件搭建仿真模型，對(duì)上文提出的運(yùn)營(yíng)模式及充電策略進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。

(1)電動(dòng)汽車(chē)行駛規(guī)律數(shù)據(jù)。考慮到電動(dòng)汽車(chē)仍處于發(fā)展初期，難以獲得大規(guī)模的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。為反映其出行規(guī)律且不失一般性，對(duì)大樓停車(chē)場(chǎng)的燃油汽車(chē)停車(chē)情況進(jìn)行觀察記錄和長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)，并類(lèi)比運(yùn)用于本文的研究。仿真中所用的電動(dòng)汽車(chē)到達(dá)及離開(kāi)時(shí)間均基于實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律生成。

由于工作地點(diǎn)所停車(chē)輛多為工作人員的家用車(chē)輛，鑒于數(shù)據(jù)的可獲取性，本文算例中的車(chē)輛日行駛里程基于美國(guó)交通部對(duì)全美家用車(chē)輛的調(diào)查結(jié)果(nationalhouseholdtravelsurvey，NHTS)得到。根據(jù)文獻(xiàn)[21-22]可知，車(chē)輛日行駛里程的概率密度可近似擬合為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，基于此分布隨機(jī)生成電動(dòng)汽車(chē)的日行駛里程，并根據(jù)行駛里程得到每輛車(chē)的初始SOC值。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該大樓每日流動(dòng)車(chē)輛約為115輛。根據(jù)上述方法，可生成每日電動(dòng)汽車(chē)的到達(dá)/離開(kāi)時(shí)間及初始SOC數(shù)據(jù)，圖3為隨機(jī)抽取其中1天的情況。

圖3 初始SOC及到達(dá)時(shí)間

(2)動(dòng)力電池參數(shù)。動(dòng)力電池參數(shù)設(shè)置如表1所示(參照現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有的較為成熟的比亞迪E6電動(dòng)汽車(chē)設(shè)置)。

表1 動(dòng)力電池參數(shù)表

Table1Parametersofpowerbattery

(3)光伏、負(fù)荷功率數(shù)據(jù)。除電動(dòng)汽車(chē)數(shù)據(jù)外，本文中用到的負(fù)荷數(shù)據(jù)為真實(shí)的商業(yè)樓宇用電負(fù)荷，而光伏系統(tǒng)則是在大樓樓頂已有光伏裝置的基礎(chǔ)上，考慮在其周邊停車(chē)位頂棚也搭設(shè)光伏裝置之后，將其總?cè)萘吭O(shè)為150kW。算例中的光伏出力則根據(jù)該地區(qū)1年內(nèi)的光照和溫度數(shù)據(jù)由文獻(xiàn)[23]中的光伏功率計(jì)算模型得到。

(4)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算參數(shù)如表2所示。

4.2 結(jié)果分析

由以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)每天的充電過(guò)程進(jìn)行仿真，本文從典型工作日運(yùn)行效果和綜合效用評(píng)估2方面來(lái)分析光伏充電站的效果與影響。

(1)典型工作日運(yùn)行效果。抽出3種典型工況的日運(yùn)行效果曲線進(jìn)行對(duì)比分析，圖4為光伏出力良好，光伏出力不佳及光伏出力波動(dòng)較大3種情況下的日運(yùn)行曲線。

由圖4(a)可知，在光伏出力良好的情況下，光伏功率可以基本滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電所需，與原負(fù)荷情況相比，光伏充電站的投入不僅沒(méi)有增加該樓宇的負(fù)荷，反而在一定程度上減輕了負(fù)荷壓力，且如果原負(fù)荷峰值出現(xiàn)在中午時(shí)刻，即光伏出力最大階段，充電站還可以起到顯著的削峰作用。由圖4(b)可知，在光照條件不佳，光伏出力不足的情況下，雖然充電站仍需保證電動(dòng)汽車(chē)達(dá)到目標(biāo)SOC，但充電站投入后的負(fù)荷曲線與原負(fù)荷曲線相比，負(fù)荷的增加并不明顯。只需在原負(fù)荷的基礎(chǔ)上增加少量負(fù)荷即可，說(shuō)明充電站在光照不足的天氣狀況下對(duì)充電需求的滿(mǎn)足也有較為顯著的幫助，且不對(duì)電網(wǎng)造成明顯的不利影響。由圖4(c)可知，光伏出力的劇烈波動(dòng)對(duì)充電站運(yùn)行效果的影響并不明顯，只要光伏出力的總量仍在一個(gè)較為良好的水平，充電站在滿(mǎn)足車(chē)輛充電需求的情況下仍然可以達(dá)到較好的運(yùn)行效果。

表2 經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)表

Table2Parametersofeconomicbenefits

圖4 日運(yùn)行曲線

(2)綜合效用評(píng)估。為了評(píng)估光伏充電站的長(zhǎng)期運(yùn)行效果，本文進(jìn)行了為期1年的仿真分析，并在每天的仿真中都對(duì)上文中提出的評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并匯總。

圖5～8為各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)每月的平均值匯總情況，總體來(lái)看，各項(xiàng)指標(biāo)隨季節(jié)即光照情況的變化而變化這一趨勢(shì)較為明顯。

圖5 每月PCEC均值

圖6 每月OPD均值

1)環(huán)境效益。由圖5可知，清潔能源供電百分比PCECC在1年中有10個(gè)月的平均值都超過(guò)了50%，其中有6個(gè)月超過(guò)了80%。即使在光伏出力最差的月份，其值也達(dá)到了33%?？紤]到日后電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模使用，所需電量數(shù)額十分巨大，這一結(jié)果表明光伏充電站的清潔能源在電動(dòng)汽車(chē)充電所消耗的能量中所占的比例是很大的，其對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電需求滿(mǎn)足能力非?？捎^。說(shuō)明光伏充電站在減少電動(dòng)汽車(chē)間接碳排放的環(huán)境效益方面可以取得很好的效果。

圖7 每月Rip均值

圖8 每月Rtl均值

2)經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)行凈利潤(rùn)等年值A(chǔ)RP為14.685萬(wàn)元，投資回報(bào)周期為8～9年。由經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)可知，若電動(dòng)汽車(chē)全面普及，一個(gè)光伏裝機(jī)容量為150kW的商業(yè)樓宇電動(dòng)汽車(chē)光伏充電站就可以獲得非?？捎^的經(jīng)濟(jì)收益。

3)對(duì)電網(wǎng)的影響。由圖7～8可知，在光伏出力良好的階段，充電站在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求的基礎(chǔ)上，每日負(fù)荷的峰值與原負(fù)荷峰值非常接近，且每日消耗的電量與原負(fù)荷相比，不僅沒(méi)有增加，反而有所降低，對(duì)配電網(wǎng)的影響很小。而在光伏出力不足時(shí)Rlp和Rtl結(jié)果稍大，但均在可接受范圍內(nèi)，說(shuō)明光伏充電站的投入可大大降低電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模投入給電網(wǎng)帶來(lái)的不利影響。

5 結(jié) 論

(1)若電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模普及，光伏充電站的運(yùn)營(yíng)方可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益；

(2)光伏充電站可以很好地滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的充電需求，并保證清潔能源在電動(dòng)汽車(chē)充電消耗能量中占有較高的比例；

(3)光伏充電站的投入可以明顯降低電動(dòng)汽車(chē)充電行為對(duì)電網(wǎng)造成的不利影響，在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求的情況下，只會(huì)對(duì)配電網(wǎng)造成較小的沖擊。

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(編輯：張小飛)

Operation Mode and Comprehensive Evaluation of PV Charging Station for Commercial Building

LIUNian,CHENGMinyang,ZOUFuqiang,ZHANGJianhua

(StateKeyLaboratoryforAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)

Theintegrationofphotovoltaic(PV)generationsystemandelectricvehicles(EVs)chargingstationisabletopromotethelocalconsumptionofPVpower,reducetheimpactofchargingloadonthedistributionnetworkandtheindirectcarbonemissionofEVs.AtypicaloperationmodewasproposedforaPVchargingstationofcommercialbuildingwithconsideringtheconsistencyofparkingdemandsandchargingdemands.Takingtheenvironmental,economicbenefitsandtheirinfluencesondistributionnetworkintoconsideration,thispaperestablishedacomprehensiveevaluationindexsystemforthelong-termoperationeffectivenessofthePVchargingstation.Besides,achargingstrategywasdesignedbasedonPVpowerconsumptionandservicequalityaccordingtothedailyactualoperationscene.Finally,thesimulationwascarriedoutbasedonactualstatisticaldata;thedailyrunningeffectandlong-termcomprehensiveeffectofPVchargingstationwereanalyzedandassessed.

PVsystem;electricvehicles;operationmode;comprehensiveeffect

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51277067)。

TM

A

1000-7229(2015)07-0202-07

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.07.029

2015-05-20

2015-06-18

劉念(1981)，男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)樾履茉磁c智能配用電系統(tǒng)、電力系統(tǒng)信息安全等；

成敏楊(1992)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槲㈦娋W(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)；

鄒福強(qiáng)(1991)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槲㈦娋W(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)；

張建華(1952)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析與控制，電力系統(tǒng)安全和可靠性分析。

ProjectSupportedbyNationalNatureScienceFoundationofChina(51277067).