直流母线技术如何变V2G为V2X 实现源网荷储车的友好互动？

2020年电动汽车保有量将突破500万辆，无序充电需要7个三峡电站才能够满足车辆需求。我们的车辆能否在现有配网的基础上减少对电网的冲击?如何与电网友好互动，成为智能电网的一部分?同时作为直流电源和负载，如何通过直流母线的应用与其他直流负载直接进行能量交换，从而提升能量利用效率，节能减排?

能量云与大数据

在微电网，尤其是智能微电网的应用中，负荷预测是很重要的一个环节。实验室里所做的模型或量化的算法，无法顾全复杂的现实环境，导致在日或者周的预测上准确率会有所下降，在此情况下，我们可以通过搜集现有项目的数据资料来做动态的策略管理。

上图是特来电能量监控系统的截图。在这个平台上可以实时监控全国范围内项目每天的能量流动情况、设备运行情况、以及客户的基础数据等，通过实时的通信网络上传到云平台。

上图是特来电全国厂商的布局情况。我们把站点理解为一个微网系统，全部上传到云端之后就形成了一个规模稍微庞大一点的微网，然后利用这些数据绘制不同的曲线做人工智能的优化，例如控制电损，或者了解各地方的电损情况，也可以把环境等因素考虑进来，做小时或者天的负荷预测等。

上图为“王”字微网技术体系，由下而上分别为：交互层、管控层、平台层，可以从这三个角度去思考能量管理系统。

交互层：实现的是自我的配电系统，例如电动汽车、光伏、储能、直流用电以及冷热等都可以集中在交互层。

管理层：用来做和电网之间交互的一些事情，例如削峰填谷、创建绿色电网、实现电网的友好互动等。

平台层：即云层，包括调控云、能量云，充放电云、设备云、运维云、支付云、售电云、碳交易云等，这些都是在未来打通能源网络以及电动汽车大数据之后产生的云平台。

基于现有的汽车生态充电网以及未来要做的能源管理，构建了“双网融合”的生态价值体系，把新能源微网、汽车充电网中的变配电、智慧储能、太阳能、风能和能源大数据等体系融合在一起。“双网融合”是核心，包括智能设备的制造、智能运维、以及智慧能源管理等，这些都是用大数据来实现的。

共直流母线的微网应用技术

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直流微网是指以电力电子变换设备为纽带，通过稳定、快速的控制系统，将直流发电、储能及直流负载等各种元素柔性融合的微网系统。

为什么要做直流微网?我们身边的负载，例如电动汽车里面的电池，储能电池、分布式电源、电脑、LED灯、变频冰箱、洗衣机、空调等都是直流负载，如果用交流输电再转换成直流，就会存在很多能量的损失，那为什么不直接挂在直流母线上呢，这就是直流母线提出的初衷。

以光伏系统为例，光伏出来的都是直流电，通过DC/DC的电压变换，然后做DC/AC挂到交流母线上。储能也是通过直流变交流挂到网上。将光伏发电传送到车上的时候，不但要把直流变成交流，还要再把交流变成直流，这样能量就会有无谓的损失。上图中右侧是直流微网的架构，把光伏、储能和汽车都直接并在直流侧，用一个超级PDU做能量的分配，实现在直流端能量的直接的相互的流动。

上图是某园区微网的示意图。上图蓝色的部分是直流母线，用的是1250的双分裂变压器，每边挂的负载都是对称的，每一条母线上挂了500kw的光伏，200kw的储能，以及功率为200kw的电动汽车充放电的系统，并且还挂载了一些直流负载，这样就形成了一个自治的小的直流微网，再通过双向变换器与交流侧做能量的变换，这样就实现了很大一部分能量的自治，例如白天光伏发的电可以直接储能给电动汽车充电，在白天用电负荷比较大的时候汽车放电，在直流侧需要能量或者能量多余的时候就可以通过AC/DC的双向变换器，或者叫四象限模块，连接到交流侧配网，把电送到交流侧或者从交流侧取电，减少从大电网的取电，实现小区域的自治。

在这样的系统里面，不得不提到车的作用。电动汽车是未来的发展趋势，这里引用国网提出的电动汽车V2G的概念，V2G就是车对电网放电的意思，引进直流母线之后，就不用先V2G，然后再G到负荷了，直接就可以V2H或者V2L，这样就形成了一个新的概念 “V2X”，即通过直流侧的交互，做到源-网-荷-储-车的友好互动，实现车对多种能源直接充放电的管理。