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采用三级充电站的光伏到汽车、光伏到电网、汽车到电网和电网到汽车微电网系统
摘要 — 本文利用同时连接到光伏电池 (PV) 和电网的电动汽车 (EV)。在微电网中，电动汽车 (EV) 的电池用作电源，在电力需求高峰时为电网供电。电动汽车可以通过储存多余的太阳能并在高需求时段将其返回电网来帮助调节电网。本文提出了一种新的微电网架构，使用屋顶太阳能系统、电池电动汽车 (BEV)、电网连接逆变器、升压转换器、双向半桥转换器、输出滤波器（包括 L、LC 或 LCL）和变压器。本文说明了并建模了该微电网的主要部分，并对其运行进行了模拟。此外，模拟结果探讨了 BEV 的充电和放电场景。关键词——光伏到汽车，光伏到电网，电网到汽车，汽车到电网，微电网，需求侧管理I. 引言毋庸置疑，世界人口每年都会持续增长，从而导致地球上的汽车数量增加。问题是石油和天然气无法满足需求，因此唯一的选择就是电力和各种类型的电动汽车 [1]。此外，电动汽车 (EV) 可以通过降低空气污染水平造福环境 [2]。电池电动汽车 (BEV)、插电式混合动力电动汽车 (PHEV) 和混合动力电动汽车 (HEV) 是市场上的三种电动汽车类型 [3]。BEV 和 PHEV 都由电网供电，并且 BEV 和 PHEV 中的电池数量有所增加。典型的 BEV 电池容量从 40 到 80 kWh 不等，而现在有些电池容量高达 200 kWh [4]。使用可再生能源为电动汽车充电是减少汽车排放并提供清洁电力供应的绝佳方式。电动汽车作为分散式储能系统
利用电网规模电池储能系统 (BESS) 提高电网可靠性
现代电力系统之所以稳定，是因为发电和需求是实时平衡的。为了让电网管理人员有余地维持这种平衡，电网规模的储能设备正在越来越多地部署。目前实现稳定可靠电力系统的另一种现有技术是将可再生能源与电池储能系统 (BESS) 相结合。集成电网规模的 BESS 以提高电网可靠性至关重要，因为可再生能源可能有些难以预测，但越来越多地被整合到现有电网中。凭借其巨大的电能存储和分配能力，BESS 有助于电网平衡供需。BESS 通过存储高峰时段未使用的能源来帮助维持电网稳定性。这些能源主要来自太阳能和风能等可再生能源，然后在需求最高时将其送回系统。BESS 的主要功能包括能量存储和时移、频率调节、电压支持和增强电网可靠性。电池技术和控制的发展使它们更便宜，并且是未来电网的必然选择。本研究讨论了 BESS 的功能和要素、电化学电池的类型、电池退化的影响以及它们对电网优化和可靠性的应用。总之，BESS 是电网现代化、弹性和能源系统发展的重要推动因素。
低成本电网弹性项目
在与非部落实体（例如，投资者拥有的公用事业公司）进行投资合作时，确保双方都清楚利益将有助于确保项目成功。本指南的其余部分列出了部落可以考虑的各种小型项目构想，并可作为与合格实体进行讨论的起点。许多公用事业公司都制定了可靠性、气候适应性、风暴加固和/或野火缓解计划，并且可能对资助这些计划的部分内容感兴趣。通常，这些计划将提交给州公用事业委员会，并且这些计划的案卷和/或费率案例文件将在公用事业委员会网站上公开提供。相关计划也可能嵌入规划案卷（例如综合资源计划文件），或者可能正在公用事业公司开发中，但尚未向监管机构提交。选择不仅符合部落的弹性目标，而且符合公用事业公司弹性计划的既定目标的项目将增加选择互惠互利项目的可能性 1 。部落可能还会发现，探索他们想要合作的组织是否有政府事务或部落参与联络员是有益的；在该组织中找到盟友将有助于合作更成功。
电网通信的延迟影响
我们国家的电力系统正在迅速发展：越来越多的新能源资源被整合到整个系统中，而新的传感、计算和控制技术有望促进更高效、更灵活的系统运行。向可再生、无碳电网的转变需要无缝协调多种分布式能源资源 (DER)，包括可再生能源发电（太阳能、风能）、能源存储系统（电池、电动汽车）和需求响应。这些变化标志着电网运行模式的重大转变，即从传统的电网运行模式转向更加依赖可靠、安全的双向通信来在整个系统中提供及时、准确的数据。演进后的电网将采用无处不在的传感器来收集数据，并在公用事业控制中心和消费者场所进行分布式计算以处理数据。具有一致、明确定义的延迟和足够带宽的安全通信将能够共享这些数据，以促进 DER 和电网运营商之间的有效协调，确保能源基础设施的弹性和可靠性。
- 应对电网容量挑战
主电网连接费是根据连接的电压水平确定的一次性固定费用。电网服务费是根据电网使用情况收取的持续费用。它们包括根据主电网传输的能量确定的主电网输入费和输出费。对于电力消费，还收取基于能量和错时消费费。同样，根据安装的发电容量对发电厂征收基于功率的费用，或者，对短时间运行的发电厂征收基于能量的费用。电网服务费还包括无功功率费。如果无功功率的使用超过了任何给定连接点的规定无功功率窗口的阈值，客户将收到单独的无功功率发票。表1。 主电网费用的现行结构。
可持续能源、电网和网络
随着人们对环境可持续性的关注度不断增长，对有效低碳能源管理的需求也日益迫切。本研究提出了一种多时间多能源微电网 (MMG) 的新框架，该框架集成了先进的低碳技术以满足这一需求。该框架确保了灵活的运营，以应对可再生能源 (RES) 和能源需求波动带来的不确定性。该模型促进了多能源交易，涵盖了两个市场的天然气和电力交易，可以适应可再生能源和需求波动带来的不确定性。目标包括减少碳排放和提高经济效率。为了解决 MMG 系统中的不确定性，采用了数据驱动的分布式稳健优化 (DRO) 方法。日前调度采用两阶段三级方法，部署列和约束生成 (C&CG) 算法，展示了 DRO 在保持成本效益的同时最大限度地减少能源浪费和碳排放的效率。通过使用模型预测控制 (MPC) 算法进行实时日内调度，基于每小时日前结果，证明了实用性。使用基于 IEEE 33 总线测试系统的 MMG 的经验数据评估了这两种策略的有效性。这种节省成本的框架不仅实现了 10.6% 的显著碳减排，而且还提供了可靠且适应性强的解决方案，有效应对了可再生能源的现实变化并减轻了潜在风险。
下一代电网技术 - 能源部
美国的电力系统规模庞大、复杂且转型迅速。电网最初是为大型集中式发电源设计的，这些发电源向消费者单向输送电力，但近年来，客户需求、政策变化和技术进步等多种因素推动了该系统的发展。对可再生资源、电动汽车、分布式能源和电气化的需求不断增加，确保未来电网的结构要求与当今电网的结构要求大不相同。此外，政府（地方、州和联邦政府）正在为经济深度脱碳设定越来越激进的目标。拜登政府设定的目标是到 2030 年减少 50% 的排放量，到 2035 年实现 100% 的清洁电力，到 2050 年实现净零排放 [1]。为了实现这些激进的目标，整个电力行业必须进行大幅升级，并需要改进电网基础设施以支持电力行业的转型。通过这种转变，未来的电网将面临许多挑战。极端天气事件、可再生能源发电来源和其他先进技术的多变性和间歇性以及日益复杂的系统中的网络安全都是利益相关者必须做好准备的考虑因素。结合能源系统趋势（如表 1 所示），这些因素正在促进许多 POS 的快速发展
新能源时代的电网可靠性...
转换和传输过程中能量损失的示例。想象一下，点亮白炽灯泡所需的煤炭在进入发电厂时含有 100 个单位的能量。最终只有两个单位的能量点亮了灯泡。其余 98 个单位的能量在途中损失，主要以热量的形式损失。
电网增强技术案例研究指南
该文件旨在为电力行业提供资源，以快速了解某些新技术在输电系统中安装或模拟影响的规模和历史。本文件试图解决 2022 年美国能源部 (DOE) 报告《电网增强技术：对纳税人影响的案例研究》1 的调查结果，该报告指出需要劳动力发展和培训材料来将新技术从“试点”和“案例研究”状态转变为“一切照旧”。作者超越了典型的调查式文献综述，因为确定了每个项目的关键细节和注释。不过，正如将变得明显的是，还需要做更多的工作来提高业界对在输电系统上实施电网增强技术的重要主题的公众认识。