2014年10月28日下午，中关村储能产业技术联盟(CNESA)第14期储能产业公益沙龙在北京昆泰嘉禾酒店举行。华北电力大学电气与电子工程学院刘念副教授做主题报告，以下为报告文字实录：
刘念：
各位领导、各位专家，下午好。今天非常高兴在这里跟大家一起探讨新能源汽车充电设施方面的基础性问题。这也是源自本人过去多年的研究成果。
今天报告的重点是关于电动汽车光伏充/换电站系统的优化配置与运行。报告主要分为四个部分：首先是研究背景；第二是电动汽车光伏充/换电站的优化配置；第三是电动汽车光伏充/换电站的优化运行；第四是研究成果和下一步计划。
研究背景
太阳能光伏发电是现在社会非常关注的热点问题，而电动汽车本身也已经纳入了我国的发展规划。结合这两大背景，如何将分布式光伏和电动汽车充电设施有机整合到一起，通过优化配置和运行来实现协同增效，变得非常重要。在微电网环境下实现二者的有机集成，不仅可提高电动汽车的清洁能源利用率，还能协助解决可再生能源并网的间歇性问题，降低对配电网的影响。从2010年开始，我们就着手研究电动汽车充电基础设施的关键技术，包括规划、运行和控制的相关基础理论和应用问题。
电动汽车光伏充/换电站的优化配置
近年来，含光伏的电动汽车充电站已经不是新鲜的概念，国内外都建设了很多示范工程，我们也对此进行了广泛的调研。针对光伏与电动汽车充电设施的集成问题，我认为存在四种典型模式：第一是在居民小区或商业楼宇的层面，存在丰富的可用充电车位，可以将屋顶光伏、光伏车棚和电动汽车分散充电桩组合成微电网，这将是未来智能电网环境下光伏充电系统的重要发展方向；第二是对于商业运营的充电站，利用站内顶棚及相关建筑的可用光伏资源，形成光伏充电站系统；第三是针对商业运营的换电站，也可以利用相关的光伏资源，形成光伏换电站系统，目前国内的换电站多由国家电网公司投资建设，服务的电动汽车类型含电动公交、环卫、出租车等；第四种是针对大规模的集中式充电站，通过换电网络对动力电池进行配送，这种类型的充电站可以与光伏电站在中压配电网的层面进行集成。
光伏充电站是未来潜力较大的应用形式，我们在研究过程中，考虑系统的建设运营成本、光伏能源的就地消纳利用率等因素，提出了一系列针对光伏充电站的优化配置模型，可结合具体工程需要，实现对光伏、储能及充电设施的合理配置。
从目前的动力电池情况来看，换电站的建设成本是非常高的。对于光伏换电站系统，我们也对其配置问题展开了充分的研究。在建立优化配置模型的基础上，研究光伏利用率和系统成本的关系。当充电电能中光伏发电的利用比例在40%以下时，配置方案的成本相对还好接受；但如果希望光伏发电的利用率远大于40%，则需要投入更多的资金，配置更充足的动力电池。
另外，有关动力电池梯次利用的问题也需要重点关注。当动力电池经过一段时间的使用，容量保持率下降到70%以下就必须淘汰下来。这部分电池通过测试、重组，还可以用作光伏充/换电站的储能电池。通过这种方式可有效提升光伏利用率，并降低系统运营成本。
电动汽车光伏充/换电站的优化运行
对于不同区域的电动汽车充电设施，充电需求特性是存在差异的，因此运行方式也需要具体对象具体分析。
对于居民小区的分散充电桩，一般情况下光伏是在白天发电，而电动汽车恰恰是晚上用电，如果要利用光伏为电动汽车充电，就需要有储能系统的配合。对此我们提出了一种优化调度方法，一方面是降低用户的充电电费，另一方面是尽可能提高储能系统的使用寿命。
对于商业楼宇的充电站，用户大多是在楼宇中工作的，白天有很长的时间会将电动汽车存放于楼宇停车位上。在这种情况下，正好与光伏的发电特性相匹配。一般意义上，这些电动汽车用户会分为两类，一类是有刚性需求的，这些人对充电价格无所谓，会要求充电站按最快速度完成充电；另一类用户停车时间较长，自己通过充电桩可预设离开时间，要求在离开时完成充电即可，这部分具有柔性需求的用户就可以形成可调控负荷，纳入到充电站调度环节中。通过优化运行策略，充电站的整体运行效益会有效提高，实现对光伏发电的就地消纳利用。
研究成果和下一步计划
我们的研究工作主要来源于国家科技支撑计划、国家863计划及国家自然科学基金的支持。近年来，在本领域的国内外权威期刊上发表论文十余篇，申请发明专利多项，形成较为丰富的理论成果。
未来将进一步完善光伏充/换电站的优化配置方法，研发规划设计及技术经济评价软件平台，形成定制化的咨询服务模式，为电动汽车充电设施的规划设计提供参考依据。
在运行方面，我们希望能够研发低成本的光伏充/换电站能量管理系统装置，并进行推广应用，有效提高电动汽车充电设施的运行效益。
时间有限，我的报告就做到这里。谢谢大家。
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