电动汽车储能并网供电的方法、装置和系统与流程

本发明涉及储能技术，尤其涉及利用电动汽车电池储能的技术。

背景技术：

1、在碳排放减排的大环境要求下，火力发电的比例将逐渐减少，而水力、风力、光伏等清洁能源发电所占据的比重会越来越大。然而这些清洁能源发电方式存在着受自然环境条件制约的问题，需要靠天发电，无法依据电网用电需求进行调节调度发电。电网用电需求变化范围很大。夏天的炎热或者冬天的寒冷都会导致用电量剧增。这种年度范围内的用电需求波动一般只能依靠火力发电进行调节。核能发电虽然受自然环境条件制约不大，但它不像火力发电那样增开或减少发电机组那么便捷。

2、但每日白天和夜晚的用电需求差无法依靠火力发电进行调节。由于火力发电机组无法在短时间范围内启停，故此火力发电只能按照每日最大用电需求开启。据统计，全国每日峰谷用电电量差10亿度电，谷电时间多出的10亿度电大部分会被浪费。由此带来了电力储能问题。若能够将谷电时间的电力存储，在峰电时释放，由此可以减少甚至避免峰谷用电电量差所导致的能源浪费问题。若电网电力储能足够强，甚至可以在年度范围内进行电力调度，由此可以减少因电网用电需求变化范围大而导致的对火力发电调度的依赖，进而可以在更大范围内减少火力发电的比例。

3、相比于传统燃油汽车，电动汽车存在零排放、低污染、运行平稳、噪音低等优点。虽然现有电动汽车的电池还存在着能量密度不足、安全性差、充电速度慢等问题，但由于上述优点，加上运行所耗电费比油费低的优势，近年来，电动汽车逐渐受到市场青睐，销量异军突起。可以预见地，随着技术发展，电动汽车的这些电池问题会慢慢逐渐得到优化和解决。由此，电动汽车占据汽车市场的比重也会越来越大，电动汽车的保有量也会越来越多。

4、随着电动汽车的保有量的不断增加，由于电动汽车倾向于在谷电时间充电，由此可以一定程度上平衡每日峰谷用电电量差。理论上，若电动汽车保有量达到1亿台，并且这些电动汽车都在谷电时间充电，按平均每台汽车充电10度计算即可平衡峰谷用电电量差的10亿度电。但这只是理论理想。一方面，电动汽车保有量达到1亿台很难达到；另一方面，在实际中，由于用车需求关系，很多电动汽车需要在峰电时间充电，这不仅没有有助于减少峰谷用电电量差，反而增大了峰谷用电电量差。

5、每台电动汽车都可以看作是一台能够储能至少60度电的小型储能设备。市场上存量的电动汽车组成一个巨大的储能设备。若这些电动汽车的储能能够得到有效利用，对电网的用电需求波动能够起到巨大帮助作用，至少能够平衡每日峰谷用电电量，从而产生巨大的社会经济效益。于是就有了电动汽车是否具有成为电网储能设备价值的问题和如何将电动汽车转换为电网储能设备的问题。

6、考虑普通人普通工作的日常。他们会在早上驾驶电动汽车到达办公场所上班，下午下班后驾驶电动汽车回家。他们的家距离办公场所通常不会太远，来回一趟总行程不超过100公里。按每100公里耗电15度计算，他们每天上班下班所需的电动汽车耗电量不超过15度电。按照电动汽车最大存储60度电计算，电动汽车存在45度电的富余。这45度电可以通过在工作地点所在的充电桩在峰电时间反向向供电网输送电力。随着电池技术发展，电动汽车最大储能也会增加，比如现有市场销售的电动汽车最大储能甚至超过100度电，由此带来跟多的电量富余。

7、另一方面，按照锂离子电池5000次充放电循环计算，电动汽车的这种反向向供电网输送电力对电动汽车的电池寿命影响不大，并且也不影响电动汽车的正常使用。电动汽车的这种反向供电可以直接向办公场所供电。在峰谷电价相差很大的地区，对办公场所而言，相比于在峰电时间从供电系统够买电力，从电动汽车购买电力的价格更为便宜。对于电动汽车车主而言可以据此赚取电费差价。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题：如何将电动汽车转换为电网储能设备。

2、为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

3、根据本发明的电动汽车储能并网供电的方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：判断充电接口是否和充电桩相连接，并判断当前时间是否为峰电时间；

5、步骤s2：若充电接口和充电桩相连接且当前时间为峰电时间，则分析当前汽车电池总电量，进而确定可并网供电电量；

6、步骤s3：判断可并网供电电量是否超过预先设定的阈值；

7、步骤s4：若可并网供电电量超过预先设定的阈值，则和充电桩协议电动汽车反向供电并网；

8、步骤s5：和充电桩协议成功后，将充电接口切换成汽车电池的放电连接，使得电动汽车上的电池通过充电接口放电向充电桩反向供电并上网。

9、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的方法，还包括步骤s6；所述步骤s6中，在充电接口切换成汽车电池的放电连接后，实时监测并记录充电接口的放电电量和当前汽车电池总电量；若当前汽车电池总电量少于保有底量，或者放电电量达到可并网供电电量，或者在峰电时间结束时，切断充电接口的放电连接。

10、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的方法，所述步骤s2包括：

11、步骤s21：通过对汽车日常使用耗电量的统计分析确定所需的保有底量；

12、步骤s22：计算w1=当前汽车电池总电量―保有底量；

13、步骤s23：在额定的放电功率下，计算当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量：

14、w2=p*（tm-tc）；其中，p为向电网反向供电的额定功率，tm为峰电结束时间，tc为当前时间，w2为当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量；

15、步骤s24：取w1和w2的最小值作为可并网供电电量。

16、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的方法，所述步骤s21包括：

17、步骤s211：提取当前时刻至当日结束的历史汽车日常使用耗电记录；

18、步骤s212：从所提取的历史汽车日常使用耗电记录中剔除跨日的记录；

19、步骤s213：根据剔除跨日记录后的历史汽车日常使用耗电记录统计日均耗电量；

20、步骤s214：取所统计的日均耗电量和设置的底量的最大值作为保有底量。

21、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的方法，所述步骤s4包括：

22、步骤s41：电动汽车向充电桩发送反向供电并网请求；所述反向供电并网请求至少包括车辆识别信息；

23、步骤s42：充电桩接收到反向供电并网请求后，依据车辆识别信息确定关联账户，并依据上游服务器所发配置指令，判断是否接受反向供电并网请求；

24、步骤s43：充电桩若接受反向供电并网请求，则将其充电连接器切换连接至并网逆变器，使得其充电连接器所接收的电能能够通过并网逆变器并入电网，然后向电动汽车发送反向供电并网接受信息。

25、根据本发明的电动汽车储能并网供电的装置，该装置包括如下模块：

26、模块m1，用于：判断充电接口是否和充电桩相连接，并判断当前时间是否为峰电时间；

27、模块m2，用于：若充电接口和充电桩相连接且当前时间为峰电时间，则分析当前汽车电池总电量，进而确定可并网供电电量；

28、模块m3，用于：判断可并网供电电量是否超过预先设定的阈值；

29、模块m4，用于：若可并网供电电量超过预先设定的阈值，则和充电桩协议电动汽车反向供电并网；

30、模块m5，用于：和充电桩协议成功后，将充电接口切换成汽车电池的放电连接，使得电动汽车上的电池通过充电接口放电向充电桩反向供电并上网。

31、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的装置，还包括模块m6；所述模块m6用于：在充电接口切换成汽车电池的放电连接后，实时监测并记录充电接口的放电电量和当前汽车电池总电量；若当前汽车电池总电量少于保有底量，或者放电电量达到可并网供电电量，或者峰电时间结束时，切断充电接口的放电连接。

32、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的装置，所述模块m2包括：

33、模块m21，用于：通过对汽车日常使用耗电量的统计分析确定所需的保有底量；

34、模块m22，用于：计算w1=当前汽车电池总电量―保有底量；

35、模块m23，用于：在额定的放电功率下，计算当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量：

36、w2=p*（tm-tc）；其中，p为向电网反向供电的额定功率，tm为峰电结束时间，tc为当前时间，w2为当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量；

37、模块m24，用于：取w1和w2的最小值作为可并网供电电量。

38、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的装置，所述模块m21包括如下模块：

39、模块m211：提取当前时刻至当日结束的历史汽车日常使用耗电记录；

40、模块m212：从所提取的历史汽车日常使用耗电记录中剔除跨日的记录；

41、模块m213：根据剔除跨日记录后的历史汽车日常使用耗电记录统计日均耗电量；

42、模块m214：取所统计的日均耗电量和设置的底量的最大值作为保有底量。

43、根据本发明的电动汽车储能并网供电的系统，该系统包括电动汽车和充电桩；所述电动汽车和充电桩至少其中之一包含有能够连接供电网的并网逆变器；当所述电动汽车和充电桩通过充电接口连接后，若当前时间为峰电时间且可并网供电电量超过预先设定的阈值，所述电动汽车的电池通过所述并网逆变器向供电网供电。

44、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的系统，所述可并网供电电量采用如下步骤计算：

45、步骤s21：通过对汽车日常使用耗电量的统计分析确定所需的保有底量；

46、步骤s22：计算w1=当前汽车电池总电量―保有底量；

47、步骤s23：在额定的放电功率下，计算当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量：

48、w2=p*（tm-tc）；其中，p为向电网反向供电的额定功率，tm为峰电结束时间，tc为当前时间，w2为当前时间至峰电时间结束时能够释放的电量；

49、步骤s24：取w1和w2的最小值作为可并网供电电量。

50、进一步，根据本发明的电动汽车储能并网供电的系统，所述步骤s21包括：

51、步骤s211：提取当前时刻至当日结束的历史汽车日常使用耗电记录；

52、步骤s212：从所提取的历史汽车日常使用耗电记录中剔除跨日的记录；

53、步骤s213：根据剔除跨日记录后的历史汽车日常使用耗电记录统计日均耗电量；

54、步骤s214：取所统计的日均耗电量和设置的底量的最大值作为保有底量。

55、本发明的技术效果如下：

56、将电动汽车配置为小型储能设备向供电网反向供电可以在极大程度上解决电网峰谷电量差问题，从而减少火力发电的调度发电，减少能源浪费，降低碳排放，从而产生巨大的社会经济效益；

57、电动汽车具有可移动特性，可以直接为用电用户供电，从而减少因为储能设备电力上网后需要经过输电线路而造成的能源浪费；

58、通过对可并网供电电量的计算和对供电并网过程的控制，保证电动汽车自身的可用性，以避免电动汽车电力并网供电后造成对电动汽车日常使用的影响。