利用光伏技术量化车对家能源系统在建筑层面的益处：一项采用修正关键绩效指标的高分辨率参数研究

《Scientific Reports》：Quantifying building-level benefits of Vehicle-to-Home with photovoltaic: a high-resolution parametric study with corrected KPIs

　　

摘要

本文通过建立高精度、长达一年的TRNSYS模型，并结合Python自动化技术，量化分析了在以电动汽车电池作为灵活储能装置的光伏住宅中，车对家（V2H）功能对建筑层面的自给率及自用率的影响。该研究共进行了430次年度模拟，涵盖了五种光伏阵列朝向、七种电动汽车可用时间表、三种每日行驶里程以及两种电池电量状态约束条件，同时比较了V2H功能开启/关闭的情况，以及没有储能装置和配备75千瓦时固定电池的基准情况。为避免因电动汽车额外的行驶需求而高估V2H功能的益处，研究引入了修正后的自给率与自用率指标，以便区分储能装置带来的提升与交通相关能耗的影响。研究结果表明，电动汽车的可用时间是最重要的影响因素。与没有储能装置的情景相比，修正后的建筑层面自给率可提高约3%至12%，自用率可提高约2%至24%，这些提升幅度主要取决于电动汽车的可用时间和每日行驶里程。较高的行驶里程会显著降低V2H功能的益处，修正后的自用率和自给率提升幅度分别从每天28公里时的约20%和10%，下降到每天160公里时的约8%和4%。电池电量状态约束的影响相对较小，仅会使修正后的指标下降不到1%，而光伏阵列朝向的年度影响也较为有限，对自给率的提升影响不超过2%，对自用率的提升影响不超过1.4%。总体而言，无论在何种情况下，V2H功能都能提升建筑的自给率和自用率，但其效果仍低于同等容量的固定电池。