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单个电力用户的用户网关以及所连接的配电网见图1,其中用户的部分负荷是可控的。例如在斯堪的纳维亚国家,自20世纪70年代以来,在限制峰荷的目标下,DSO可对电加热负荷进行控制;在欧洲南部国家,在限制峰荷方面,主要指的是限制空调功率。
图1 智能电网概念下用户连接网络(用户网关)的一种方式
目前,连接在用户网关上的新型负荷是电动汽车。电动汽车消耗的电量不大,但其充电功率很大。此外,电动汽车是移动的负荷,电动汽车在某些地区充电时,其充电功率的大小有可能影响所接入电网的容量,例如住所、工作场所、景点或度假村等地方。如果对电动汽车的充电不加任何控制,可能会对电网造成显著的影响,而通过用户网关的智能控制,基本上就可以减少这些影响。图2所示为不同充电方案对乡村地区电网的目标峰荷所产生的影响。在最坏的情况下,电动汽车充电可能使电网峰荷增加3倍,而在理论优化案例中,可在满足电动汽车电量需求的同时而不增加电网的峰荷。
图2 不同充电方案对中亚馈线峰荷的影响示意图
随着储能技术特别是储能电池技术的发展,该项技术更具有经济性,目前正在从理论逐步转变到实践应用。在最初的发展阶段,电动汽车的储能电池是单向的,即不可能将其电池的电量从电池释放到电网中去,虽然该项技术理论上可以实现,但成本较高,因为反复充放电会降低其电池的使用寿命。同时从电网负荷控制的角度来看,所投入的成本过高。
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