电动汽车车队的智能电网

电动汽车充电站网络变得越来越紧密。在德国，电动汽车与充电站的比例目前是二比一，公用事业公司正在推动充电机会的扩大，特别是在城市和大都市地区。全国已经安装了2000多个充电点，该国最大的充电基础设施位于斯图加特IZS弗劳恩霍夫研究中心-一次可以在Fraunhofer校园停车场的AC充电点多达30辆电动汽车(EV)车库。还有一个直流快速充电点，充电容量高达50千瓦，可在20分钟内为汽车电池充满电。

当所有充电点都被占用时，消耗的电力高达340千瓦-相当于整个研究中心负荷的20%左右。该中心拥有1500名员工。“为电动车队充电对能源系统提出了很高的要求如果没有智能充电和负载管理，建立这种电动汽车充电基础设施是不可能的，“弗劳恩霍夫工业工程研究所IAO移动创新实验室负责人Dipl.-IngHannesRose说。Rose和他的团队目前正在使用他们的生活实验室来研究管理EV车队所需的技术。如何最大限度地提高运营效率?如何避免在峰值加载时间内发生短路?您如何设计能够满足所有这些要求的智能电网?IAO科学家与戴姆勒股份公司和斯图加特大学人因和技术管理研究所一起，在一个名为charge@work的项目中开发了充电基础设施和能源管理。

charge@work的目标是设计一个微型智能电网(MSG)，能够为电动车队提供专门从可再生能源生产的电力。今年将在IZS安装光伏装置和小型风力发电系统，为车队提供动力。此外，锂离子电池存储单元将添加到地下室，并将氧化还原液流电池添加到屋顶作为临时存储能量。30米高的风力涡轮机可提供10千瓦的功率。由于它在垂直轴而不是水平轴上操作，因此不必朝向风向。它的投资成本很低。MSG可以以岛模式运行，与本地能源供应商运营的电网并行运行。“如果我们的电池是空的，我们可以将MSG连接到当地电网，”罗斯说。

这个MSG的特别之处在于它被设计为直流(DC)电网。“光伏设施和电池存储设备都使用直流电。我们为微型智能电网设计了直流设计，以避免将交流电(AC)转换为直流电时发生的损耗，”罗斯解释道。除了能源管理软件之外，IAO科学家们还建立了一个模拟环境，用于布置他们的MSG并播放各种场景，例如不同的天气条件。

微型智能电网提供更安全的供电

罗斯在分散式发电方面看到了许多优势，但没有比能够确保供应更重要的了：“随着德国继续向新能源经济迈进，对该国电网的需求不断增加。风能和光伏设施产生间歇性的电力，并不总是符合客户的需求。电网必须补偿这些波动，增加停电的风险。我们可以通过建立分散的电力供应和优化我们管理能源的方式来抵消这种风险。这样做也有助于提高我们对能源价格趋势的独立性，从而大大消除了进口电力的需求。“

在他们的生活实验室中，IAO科学家现在计划创建一个测试环境，使工业公司，系统提供商，公共事业公司，社区和分销商能够探索微电网的潜力。在未来两年内，微智能电网创新网络将为感兴趣的各方提供一种机会来研究新型智能电网配置和运营策略。使用Fraunhofer微型智能电网演示器，项目合作伙伴可以测试他们的硬件和软件组件。他们还可以研究允许其他消费者连接到MSG的选项-例如，运行建筑物的空调系统或集成其他生产设施。“我们的长期目标是将各个地方电网结合在一起，形成一个大型智能电网，”罗斯说。研究人员将于4月7日至11日在汉诺威工业博览会的Fraunhofer联合展位上展示他们智能电网的虚拟模型。

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