[發明專利]基于輕量化軌道運載系統的能源互聯網系統及運行方法

有效

• 申請號: 202211260110.2
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115663887B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 胡岳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/35;H02J3/06;H02J3/46;H02J7/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種基于輕量化軌道運載系統的能源互聯網系統及運行方法，涉及軌道運輸和能源工程領域，包括：帶動力儲能電池和可帶光伏太陽能電池的電動汽車作為源荷儲一體化的移動能源終端、具備牽引供電的行駛軌道以及帶儲能單元的分布式供電車站；移動能源終端通過行駛軌道自然實現實時動態互聯，并與分布式布置的供電車站相連，并再通過分布式供電車站與配電網分布式多點連接，形成動態能源互聯網，該輕量化軌道運載系統構建的能源互聯網基于能源聚合算法，通過虛擬電廠技術在可高達百分百消納自身新能源發電的基礎上，還可為配電網提供共享儲能、實時V2G和需求側響應服務。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術和能源工程領域，具體地，涉及基于輕量化軌道運載?系統的能源互聯網系統及運行方法。

背景技術

作為耗能大戶，交通領域一直都是減碳的“重點選手”。在能源交通融合領域，?以新能源車為代表的產業鏈上下游，形成了一個有望帶動全球經濟走出低谷，并重?塑未來能源交通格局的一個新興的途徑。具體實現交通、能源與信息的融合包括以?下途徑：1)基于汽車電動化，推動城市交通運輸用能低碳化；2)基于能源供給綠?色化，實現汽車制造低碳化；3)加速車路協同等先進技術應用，實現交通運輸智?能高效；4)構建支撐協同發展的新型交通能源基礎設施體系。

電動汽車可通過有序充電、車網互動(V2G)、換電、退役電池儲能等方式解決?可再生能源發電受季節、氣象和地域條件影響的不連續性和不穩定問題，預計2030?年電動汽車日內V2G及有序充電靈活性調節能力將接近50億千瓦時。

同時電動汽車與自動駕駛和共享出行構成最佳搭配，將有效提升車輛使用效率，降低路面車輛密度。加強車路協同，實現智能汽車與道路基礎設施、路側設備之間?充分及時的信息交互，充分利用互聯網、大數據、人工智能和區塊鏈等新一代信息?技術帶動汽車與交通行業深度融合。

然后現有電動汽車與電網的互動因為電動汽車在行駛過程中不能與電網連接，停車后車輛也依賴于車主主動連接具備雙向充放電能力的雙向變流器才能實現與?電網的互聯，所以V2G的大面積實現還存在現實障礙。

在鐵路軌道新能源利用方面，國內外均進行了有益的探索嘗試和應用實踐。東?日本鐵路公司(JR-East)在東京站9號和10號軌道的整個站臺上方安裝了453kWp?太陽能電池板，為東海道3號線列車服務；瑞士鐵路運營商擁有并運營了6座水電?站，為公司提供75％的牽引電力；智利圣地亞哥的地鐵運營商于2017年建造了兩?座太陽能光伏發電站，為地鐵供應60％的電能，可再生能源利用率達到76％；荷蘭?鐵路已實現鐵路一次能源100％由風能提供。在國內，北京南站已于2008年投入運?行了220kWp的屋頂太陽能發電機組；武漢火車站建成了2.2MWp的屋面光伏系統；杭州東站在天篷和屋頂上安裝了10MWp的太陽能發電裝置；雄安高鐵站鋪設了?4.2×104m2的光伏建材，總裝機容量為6MW，為車站服務設施帶來了清潔電力；濟青高鐵利用沿線車站的屋頂、站臺雨棚等閑置空間安裝光伏發電項目，取得了顯?著的節能減排效果。

因為現有軌道交通是集中式大功率機車為主，對于電力系統而言都是大容量的沖擊負荷，上述鐵路軌道新能源利用方面的探索僅限于新能源電源的引入，做到節?能減排。對于V2G和需求側響應而言，除了減少沖擊負荷影響之外，還難以實現對電網穩定性和可靠性的正向支撐作用。