南澳大学开发出优化方法 利用V2H技术和屋顶光伏降低家庭能源成本

盖世汽车讯 据外媒报道，由南澳大学（University of South Australia）领导的科学家开发出新优化方法，利用车到户（V2H）技术和屋顶光伏（PV）来降低家庭的能源成本。其中V2H是一种能量传输模型，家庭可以使用电动汽车（EV）电池为其家庭负载供电。

图片来源：南澳大学

 

研究人员解释说：“这项研究提出一种新颖的家庭能源成本优化方法，适用于采用电动汽车、可再生能源和电池储能（BES）的并网（grid-connected）家庭。为了实现电价敏感的家庭能源管理，多地点电动汽车充电和日常驾驶需求就必须纳入考量，以合理安排电动汽车充电和V2H活动。”

该新颖模型假设家庭能源管理系统（HEMS）根据价格决定是否向电网输入或输出能源。它可以从电网、BES或电动汽车输入能源，并向所有这些设备输出能源。此外，它还可以从屋外的光伏系统和电动汽车输入能量。

该模型假设系统按照使用分时（TOU）费率运行，其中定价取决于需求，且采用澳大利亚两家公用事业公司AGL和IO Energy的TOU电价进行比较。不同之处在于，虽然IO提供比AGL更高的高峰价格，但它也提供更低的非高峰价格。

“当光伏发电超过家庭用电量和电动汽车充电需求之和时，多余的光伏发电首先用于为BES充电；当BES充满电后，多余的光伏发电就会返回电网。”研究人员解释道。“当光伏发电输出小于家庭消费和电动汽车充电需求的总和时，拟议的HEMS策略将根据分时电价内的三个价格周期以三种方式之一发挥作用。”

研究团队介绍，第一种方式适用于非高峰时段的最后一个小时，然后从电网导入电力。第二种方式是指其余淡季时段以及资费介于高峰和淡峰价格之间的时段。 然后BES放电为家庭供电，然后再从电网导入。

第三种也是最后一种方法在高峰时间激活。“首先，在BES放电之前激活V2H为家庭供电；当达到V2H操作的电动汽车充电状态（SoC）的指定下限，并且BES完全放电时，将从电网输入电力。”研究人员解释道。

此外，该办法规定，在错峰电价的最后一个小时，BES可以由光伏和电网共同充电，并且完全不放电。在一天的剩余时间里，系统可以从多余的光伏发电中充电并放电到家庭。

图片来源：南澳大学

 

“与家BES不同，电动汽车的充放电受到额外变量的限制，包括用户的出发和到达时间、每日行驶距离和停车地点。在这项研究中，还包括住宅电动汽车的两种使用类型：工作电动汽车和休闲电动汽车，”研究小组补充道。“工作电动车是一种私人拥有的车辆，主要用于上下班通勤，并在工作时间停放在工作场所。休闲电动车是一种私人车辆，用于工作以外的日常活动（例如购物、教育等），并且将在白天灵活停放在公共停车位。”

此外，基于工作/休闲电动汽车概况，该模型呈现了一些操作场景。场景1中，工作用户工作日在家给电动汽车充电，非工作日非高峰时段给电动汽车充电。场景2中，工作用户工作日上班时间在工作场所免费为电动汽车充电，非工作日非高峰时段在家免费给电动汽车充电。在场景3中，临时用户在工作日和非工作日的非高峰时段在家中为电动汽车充电。在场景4中，临时用户每天在公共停车场为电动汽车充电一小时，工作日和非工作日均如此。

所有场景都是在公共停车场第一个小时免费充电的假设下定义的。将上述条件插入到软件模拟中，并根据负载为17 kWh/天的家庭进行具体案例研究。所选择的汽车是日产聆风，根据澳大利亚平均水平，每日行驶距离为37公里。经计算，最佳光伏容量为4-8 kW，BES容量为7-11 kWh，具体根据上述四种使用场景而变化。

研究人员表示：“结果表明，当户外电动汽车充电免费时，使用V2H技术比家庭充电更有利。与不使用V2H的能源成本（COE）相比，V2H可以帮助将工作场所充电的COE降低16.7%，将公共充电降低25%。”