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充电也可以精益?康奈尔大学最新研究揭露储能系统在道路无线充电领域的潜力

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DCOFP会决定电网中发电资源、负载中心和无线充电车道中具体的电量

近日,康奈尔大学一研究小组发表论文,展示了无线充电道路配备储能系统后的优势。该研究小组开发了一套交通——电力系统耦合框架,旨在将道路无线充电系统纳入实时电力市场。

论文表示,在过去的十年中,电动汽车行业获得了显著的扩张和技术发展。据估计,电动汽车在2030年将占据中国、欧洲和美国轻型汽车市场销量的48%、42%和27%。考虑到当下电动车已经开始面临电网供能和充电桩数量缺乏的问题,作为新基建的无线道路充电系统,或将在未来获得越来越高的权重和关注。

实际上,无线道路充电系统在近两年已经开始收获关注——2021年底,为对道路感应充电进行相关测试,Stellantis集团在意大利建造了一条1.05公里的无线充电公路,并在随后的几个月内向外界展示了其研发的动态无线电力传输(DWPT)技术。Stellantis表示,当电动汽车在专用车道上行驶时,车道将通过路边的负载中心(load center)对其进行无线充电。

而在被质疑是否存在对行人和动物构成潜在的安全隐患时,同样在布局无线道路充电的以色列Electreon公司表示,感应式充电在缺乏主动接收器经过的情况下不会发出电力;与此同时,模组化和独立连接的特性使得单个充电模组的失灵不会影响整个充电系统,而车辆的具体充电效率则要取决于接收器型号和车辆的实际速度。

康奈尔大学研究小组发布的新应用,严格说是对正在处于概念、研发阶段的无线道路充电在能效上的进一步精简。

“我们设计了一种优化过的控制策略,这能帮助对无线充电道路和储能系统之间的能量流动进行更进一步的优化管理。”研究小组领头人,康纳尔大学系统工程项目主任Oliver Gao教授表示,这种控制策略主要由三个模块组成——分别是道路流量分配、扩展直流最优潮流(DCOPF)和控制器。

道路流量分配首先计算通过无线充电车道的车流量,并将结果发送给DCOPF;之后,DCOFP会决定电网中发电资源、负载中心和无线充电车道中具体的电量,最终由控制器对电量规模进行控制。

这在实际意义上降低了此前负载中心需要时刻与电网通电所造成的电量损耗,通过对负载中心储能系统的优化控制,不仅降低了整个道路系统的能源成本,同时也缓解了无线充电对现有电网的造成的压力。Gao教授表示,在仿真研究中,能源成本降低了2.61%,而电网负载压力则降低了超过15%。

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发布日期:2022-08-01 08:14:13

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