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德克萨斯州的 DEED 研究研究如何减轻电动汽车变压器寿命的恶化

德克萨斯州的 DEED 研究研究如何减轻电动汽车变压器寿命的恶化

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The 布莱恩德克萨斯公用事业公司 (BTU) 使用美国公共电力协会的能源与效率发展示范 (DEED) 学生研究资助来支持学生分析电动汽车可能对公用事业变压器产生的潜在有害影响的缓解策略。

随着电动汽车的采用预计在未来迅速增加,BTU 希望研究使用屋顶太阳能和电池存储来抵消由于电动汽车采用和充电的预期增加而导致的变压器潜在退化。

德州农工大学电气工程教授、监督 DEED 项目的教育顾问 Mladen Kezunovic 表示,显示平均电动汽车采用率的研究可能具有误导性。电动汽车的采用更有可能不会均匀发生,而是会集中在某些社区。 Kezunovic 说,在这些社区,公用事业公司的配电变压器负载可能会高得多,甚至可能增加一倍的负载。更高的负载会导致变压器产生更高的热量,从而缩短设备的预期使用寿命。

德克萨斯 A&M 的博士生 Milad Soleimani 使用 DEED 赠款(以 5,000 美元奖学金的形式)开发了一系列计算来研究超载对变压器的影响以及抵消这些影响的缓解策略。 DEED 研究从 2019 年 12 月持续到 2020 年 12 月。

案例研究考虑了一个住宅区,该住宅区的变压器标称功率为 63 千伏安 (kVa),所有建筑物的太阳能发电总容量为 10 千瓦 (kW)。电池储能逆变器的额定功率为5 kW,假设电动汽车仅在电网到车辆模式下运行。

在这项研究中,Soleimani 在 OpenEI 上使用了国家可再生能源实验室 (NREL) 提供的负载数据。太阳能发电是使用 NREL 的 PVWatts 计算器计算的。天气数据是从爱荷华州立大学的环境中间网络档案中提取的。电价数据来自德克萨斯州电力可靠性委员会的记录。

该案例研究着眼于七种不同的情景,从没有电动汽车、太阳能发电或电池存储的基线到没有太阳能或电池存储的电动汽车高渗透率的情景,再到有太阳能发电的情景,一个电动汽车和电池存储的高渗透率通过考虑电价和变压器寿命估计来优化。

在研究结果中,Soleimani 发现电池系统充电和放电过程中的能量损失会增加总能耗,并对仅使用电池存储来减轻变压器寿命损失提出挑战。

研究发现,使用电池存储,无论有没有太阳能发电,都根据电价进行了优化,但并没有减少变压器的寿命损失,并对公用事业利润产生负面影响。研究中最成功的方法是根据价格和变压器寿命损失计算对太阳能和存储的优化进行建模的方法。

“作为配电变压器所有者的公用事业公司受益于变压器损耗缓解策略,”Soleimani 在 DEED 报告中写道。 “从长远来看,公用事业费用的降低将导致向最终消费者提供更便宜的电力供应。因此,公用事业和消费者都受益。”他说,公用事业公司应该激励消费者使投资可行。

从广义上讲,Kezunovic 表示,DEED 研究着眼于三种广泛的策略:错开电动汽车充电时间以最大限度地减少负载,使用太阳能光伏板和电池储能来最大限度地减少变压器增加的负载,以及使用算法的前两个选项的组合降低变压器的负荷。 Kezunovic 说,第三种选择被证明是最现实的,但它需要一种今天不可用的优化算法。

今天,“公用事业和客户拥有的资源之间存在脱节,”Kezunovic 说。他说,公用事业公司需要更好地了解客户资源(例如太阳能电池板和电动汽车)可以对其系统做什么,“并且客户需要了解公用事业公司希望他们做什么”,也许公用事业公司可以激励他们这样做。

 

 

此内容最初发布在美国公共权力协会网站上, www.PublicPower.org,并在他们的许可下出现在此处。