2024年12月30日

创新创效勇担当 智慧充电保顺畅

——记国网湖北电科院新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队

湖北电科院青科突击队开展电动汽车充电及车网互动技术问题研究。 (李硕 摄)

青年一代有理想、有担当,国家就有前途,民族就有希望,实现发展的目标就有源源不断的强大力量。有这样一支队伍,他们有着敢为人先的锐气,有着肩负时代重任的勇气,有着青春热血的朝气。他们就是国网湖北电科院新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队。他们立足岗位、挺膺担当,主动作为、创新创效,聚焦新能源与智能网联汽车重点方向,以青春之名为破解关键技术难题贡献自己的青春力量。

国网湖北电科院新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队现有成员12人,平均年龄31岁,其中,中共党员9人,共青团员3人,硕博学历占比100%。近年来,该突击队紧扣国家新型能源体系建设和交通绿色低碳转型战略部署,围绕先进充换电装置研发、多场景充电解决方案研究,以及电动汽车与电网灵活互动三大方向开展技术攻关,立足强担当、重实践、出成果,鼓励团队青年持续增强创新意识、提升创新能力、投身创新实践,为加快实现高水平科技自立自强贡献青春力量。

创新研发 解决用户充电难题

“小区里充电桩数量太少,每次都得在外面充好电再开回家,好麻烦。”

“当初买电动汽车就是为了省钱,但现在基本每天都要出去找充电桩,经常要排队很久才能充上电。”因电容不够,小区迟迟安装不了新的充电桩,家住鄂州的李先生只得把新买不久的新能源汽车停在车库里。

当前,随着新能源电动汽车的普及,用户对充电桩的需求日益增长,但由于部分老旧小区电力容量有限,在短时间内不会增加新的充电桩,这就很难同时满足居民楼上用电、车主楼下充电这两方面的需求。

如何破解“车多桩少”矛盾,是摆在国网湖北电科院能源互联网技术中心副主任、新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队队长凌在汛面前的一个现实问题。他率突击队员集众智聚众力,夜以继日围绕新能源电动汽车充电及车网互动技术开展科研攻关,终于取得了新突破。

“我们依托鄂州数字化配电网综合示范区建设,创新研发了新能源汽车智能有序充电系统,并在鄂州洋澜湖小区安装7个智能有序充电桩开展试点应用,在满足小区新能源汽车充电需求的同时保障小区用电稳定可靠。”凌在汛介绍,这个项目与传统电动汽车充电桩电价引导预约分时的有序充电模式不同,是在不改造电网、不增容变压器、不影响小区居民正常用电的情况下,按照公平共享、安全有序原则实时动态调整各桩充电功率,最大化满足车主充电需要。

据了解,新能源汽车智能有序充电系统由智能有序充电桩、智能有序充电管理单元、充电应用软件、管理平台4部分组成。与传统交流充电桩7千瓦的固定输出功率不同,智能有序充电桩的运行输出功率范围在1.4千瓦到7千瓦之间。当住宅小区用电负荷过大时,该充电桩会根据客户充电需求的紧急程度灵活调节各充电桩之间的功率分配方式。在住宅小区用电处于低谷时段,智能有序充电桩能自动提高输出功率,而在用电高峰期则可以临时休眠,相比传统的充电桩更加“聪明”。

“智能有序充电模式适用于停留时间较长,充电需求暂不紧迫的用户,如果着急用车,也可以选择紧急充电模式。”凌在汛表示。

目前,国网湖北电科院已在鄂州、武汉完成了新能源汽车智能有序充电系统的示范建设,并进入常态化充电运营阶段。下一阶段,该突击队还计划在襄阳、宜昌等地开展智能有序充电系统试点建设工作。

持续攻关 办好这“桩”实事

“超越自我,创新不止”是该突击队坚定不移信奉的信条。在研发新能源汽车智能有序充电系统基础上,该团队又持续开展科技攻关,研发了基于交流桩和车载充电机的交流V2G双向控制技术。

据悉,截至2024年底,全国新能源电动汽车保有量有望突破3000万辆大关,各类充电设施总量突破1200万台套。大量新能源汽车集中充电会迅速增加电网负荷,特别是晚高峰时段,会导致配电网负荷峰上加峰。此外,新能源汽车尖峰充电需求日益增长,需要不断加大配电网增容改造力度,会导致配电网设备平均负载率降低,造成资源浪费。

为了更加有序发展新能源汽车,就需要发展V2G双向控制技术。所谓V2G双向控制技术,是一种电动汽车与电网之间的双向互动技术,通过电动汽车的储能功能与电网进行双向能量交换。V2G双向控制技术允许电动汽车在用电低谷时段从电网充电,而在用电高峰时段可以将电池中的电能反向输送到电网,从而实现削峰填谷的作用,优化电网的供需关系,提高电网的稳定性和可靠性。

“在车网互动模式下,规模化的电动汽车相当于一个移动充电宝,可随时参与电网负荷调节。”凌在汛说。

其中,新能源汽车与电网的连接处——充电桩就发挥了巨大的作用。传统的充电桩电流是单向流动,即车主只能从充电桩取电。同时,已应用的V2G技术仍然依赖于直流快充技术。国网湖北电科院联合车企共同攻关基于交流桩和车载充电机的交流V2G双向控制技术,构建新能源汽车与交流充电桩、电网管理单元的信息流、能量流双向互动体系,未来车主可在自家车位上实现灵活充放电,通过参与中低压配电网的运行辅助服务,获得额外经济收益。

此外,国网湖北电科院还面向超级快充场景需要,创新研制磁耦合型光储充集成装备,具备超大充电功率、清洁高效、柔性灵活、按需扩容的优点,较传统方案综合效率达98%、集成度提升210%、故障率降低60%,并能满足兆瓦级超级充电需要。

“我们还将大力开发超大功率智能充电系统,通过规模化应用推广,构建电动汽车、微电网、储能与配电网紧密协同体系,为新型电力系统高效经济运行提供重要支撑。”国网湖北电科院新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队队员吴笑民表示。

以创加速 “青”尽全力再出发

湖北省成立青科突击队是为服务科技强省建设,助力全省五大优势产业突破性发展,激励引导全省广大青年在助力湖北高质量发展中勇当先锋队、突击队。国网湖北电科院新能源电动汽车充电及车网互动青科突击队作为电网企业众多青科突击队中的一支,他们以火热的青春、创新的激情,始终在为民服务一线开拓进取,用精彩的创意和科学的实践不断彰显有想法、有能力、有作为的青年智慧力量。

“成长成才非一朝一夕之功,要日拱一卒、积小成大,把小事办好,确保每一天都有进步,同时要把个人成长与企业发展、事业兴盛有机统一起来,立足岗位、深耕专业,做到个人与企业双向奔赴。”国网湖北电科院党委勉励突击队成员。

该突击队时刻牢记院党委要求,把青年使命感与责任感培养作为第一要义,聚焦国家能源转型及新能源汽车产业发展痛点问题,引导团队青年主动弘扬科学家精神,促进青年创新创效共识在服务国家低碳转型中显著提升。

此外,该突击队全力搭建青年学习平台、实践平台、展示平台,促进青年创新创效活力在推动新型能源体系构建中显著提升。针对居民区供电承载能力受限难题,创新研制具备台区级充电负荷柔性调控能力的有序充电装备,实现充电过程的智能监测及有序管理;针对电动汽车下乡导致的农网低电压难题,创新研制电压友好型柔性充电设施,并根据系统电压动态调整充电功率,满足充电需求同时维持农网电压稳定。

“作为突击队一员,必当扛牢责任、紧抓机遇、脚踏实地、主动作为,以问题和需求为导向,积极开展车网融合互动研究,为科技赋能生产贡献力量。”吴笑民表示。

近年来,该突击队先后牵头及参与6项电动汽车车网互动国家、行业、地方及企业标准创制,完成成果转化1600余万元,荣获中国能源地质化学工会创新成果一等奖、国网湖北省电力有限公司科技进步一等奖等5项科技成果奖励,所在班组获得中华全国总工会、国家电网有限公司“工人先锋号”称号。

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