中文名：供能

外文名：Energysupply

反义词：放能

反应：供能反应

提出了我国现阶段电动汽车低渗透率下的供能模式，并以此为依据建立了基于全寿命周期成本（LCC）的供能设施最优规划模型。将充电模式和换电模式进行有效的结合，对不同类型的车辆采用与其行驶特点相适应的供能方式，由此提出综合了集中充换电站、配送站和快速充电站的供能设施规划原则，并引入LCC理论建立相应的最优规划模型。结合伏罗诺伊图和仿电磁学算法对模型求解。通过算例分析验证了此方法能得到综合了经济性、可靠性和持续性等多目标的最优规划方案。

充电模式与换电模式

电动汽车的能源供给模式需要更多考虑自己特殊的国情，详细分析了各种充电模式和换电模式的优缺点，但是电动汽车市场的主要参与者却从自身实际情况出发提出了各自的发展模式。国家电网提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的建设运营模式，并投资建设了青岛薛家岛电动汽车智能充换储放一体化电站等示范工程；南方电网也建成了一批换电体验站。但是，汽车企业过去多年却是按着整车充电模式的思路进行车型研发。国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020 年）》描述了充电设施的发展规划、关键技术研究和商业运营模式，而对电池更换模式只是提出了要探索“电池租赁、充换电服务等商业运营模式”。

市场和政策都处于探索阶段，电动汽车低渗透率下的最佳供能模式很难有一个定论。但是，充电模式和换电模式各有优缺点，相对于不同类型的用户，这些优缺点是可以相互转化的。对于不同的需求，可以采用不同的模式，取其优点，避其缺点。从运行经验来看，应该是不同类型的车辆用不同的供能模式。同时，从国外供能设施建设的历程来看，他们均把各种模式进行了有效的组合。

三类电动汽车及其供能模式

电动汽车现阶段主要应用于定点、定线、定半径运行的公共服务用车，根据它们对供能模式的不同需求将其分为三类：第Ⅰ类是公交车，第Ⅱ类是环卫、校车、政府公务车辆等，第Ⅲ类是少量示范运营的出租车。对于少量存在的私家车，则将其归为第Ⅱ类。

Ⅰ类车最好的供能模式应该是电池更换模式，因为它每天行驶的路线固定，总路程长，耗电量大，一天中需要多次补充能量，采用充电模式在现有的技术条件下是不能完全满足要求的。

Ⅱ类车行驶路程较短，路线相对固定，耗电量不是特别大，可以采取“工作间隙和夜间进行慢充，特殊情况下进行快充”的供能模式。

Ⅲ类车日行驶里程长，行驶路线具有很大的随机性，耗电量也特别大，现阶段不适合大量采用电动技术，只能进行少量的示范运营，而且采用以“换电为主，快速充电为辅”的供能模式。所以现阶段需要将充电模式和换电模式进行组合，而充换电设施的规划就要基于这种组合模式。

电动汽车充换电设施规划思路

首先，在城区边上的公交站附近建立大型集中充换储放电站（Center STATion，CS），主要为服务区域内运营的电池组充电，为周围的Ⅰ类车和Ⅲ类车换电，为Ⅱ类车和Ⅲ类车提供快速充电。集中站可以将部分充电负荷转移到夜间，起到对电网削峰填谷的作用，特别是在电动汽车数量急剧增加后，其充电负荷将给电网带来不小的压力，如果不能合理的管理，在极端情况下，可能导致电动汽车和常规负荷的波峰波谷重叠，恶化已有的负荷峰谷差，给电网的安全、经济运行带来极大的不利。站址选择在城区边上是从电网侧考虑，这里往往有高压站点和线路能够满足集中充电站的负荷需求；选择靠近公交站是因为其服务的主要对象就是站内公交车。

电动汽车供能的便捷性及经济性

电动汽车低渗透率下，供能的便捷性、经济性与电动汽车的保有量是相互促进、相互制衡的关系。研究了电动汽车的供能模式与供能设施规划的方法，引入LCC理论以达到经济和社会效益的最大化。可行的供能模式与规划方法将促进电动汽车的快速发展，同时也反过来对供能提出更高的要求。在下一阶段电动汽车高渗透率环境下，研究更为理想的供能模式和建立完整的规划体系，并同时考虑电动汽车与智能电网的互动以及对电网安全与经济运行的影响显得尤为重要。

分布式发电供能技术是符合国家重大需求的重要研究课题。围绕高渗透率微网的复杂动态行为及安全高效运行这一重大问题，系统提出了分布式发电供能系统研究的4个方面的问题：微网运行特性及高渗透率下与大电网相互作用的机理；含微网新型配电系统的规划理论与方法；微网及含微网配电系统的保护与控制；分布式发电供能系统综合仿真与能量优化管理方法。并对各方面问题所涉及的研究方向进行了概括和展望。

分布式发电供能系统

分布式发电供能系统是指利用各种可用的分散存在的能源，包括可再生能源(太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等)和本地可方便获取的化石类燃料(主要指天然气)进行发电供能的系统，发电容量通常限定在几十兆瓦以下。

现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微网的形式接入到大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。分布式发电供能微网系统，简称微网，是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。在微网系统中，用户所需电能由风力发电系统、光伏发 电系统、燃料电池、冷/热/电联供系统和公共电网等提供，在满足用户供热和供冷需求的前提下，最终以电能作为统一的能源形式将各种分布式能源加以融合。公共联结点(PCC 端口)处的微网模式控制器通过解并列控制，可以实现微网并网运行与孤岛自主运行模式的转换。

供能系统综合仿真与能量优化管理方法

鉴于微网系统的复杂性，无论是研究其与大电网相互作用的机理，还是在各种扰动下的复杂动态行为，无论是其保护与控制问题，还是其规划设计问题，都需要强有力的仿真手段，需要构建兼容微网分析的配电系统仿真实验平台。研究微网及含微网配电系统的能量优化管理方法，有助于提高系统运行的经济性，为分布式能源的高效利用创造条件。

分布式发电供能微网系统综合仿真

在分布式发电供能系统中，既有同步发电机等具有较大时间常数的旋转设备，也有响应快速的电力电子装置。在系统发生扰动时，既有以微秒级快速变化的电磁暂态过程，也有以毫秒级变化的机电暂态过程和以秒级变化的慢动态过程。综合考虑其相互影响，实现动态全过程的数字仿真是一项极具挑战性的研究课题。而将数字仿真系统与物理模拟仿真平台有机结合，形成数字/模拟混合仿真系统，对于微网运行特性的研究、保护与控制器的设计等将更加具有实际价值。混合仿真技术也是常规电力系统研究的热点领域，尽管一些仿真思路可供借鉴，但因微网中的物理设备更加多样化，模型更为复杂，不同设备暂态响应的时间尺度更加分散，必须有针对性地发展相关的混合仿真理论和方法。