[发明专利]基于轻量化轨道运载系统的能源互联网系统及运行方法

说明书

本发明提供了一种基于轻量化轨道运载系统的能源互联网系统及运行方法，涉及轨道运输和能源工程领域，包括：带动力储能电池和可带光伏太阳能电池的电动汽车作为源荷储一体化的移动能源终端、具备牵引供电的行驶轨道以及带储能单元的分布式供电车站；移动能源终端通过行驶轨道自然实现实时动态互联，并与分布式布置的供电车站相连，并再通过分布式供电车站与配电网分布式多点连接，形成动态能源互联网，该轻量化轨道运载系统构建的能源互联网基于能源聚合算法，通过虚拟电厂技术在可高达百分百消纳自身新能源发电的基础上，还可为配电网提供共享储能、实时V2G和需求侧响应服务。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术和能源工程领域，具体地，涉及基于轻量化轨道运载 系统的能源互联网系统及运行方法。

背景技术

作为耗能大户，交通领域一直都是减碳的“重点选手”。在能源交通融合领域， 以新能源车为代表的产业链上下游，形成了一个有望带动全球经济走出低谷，并重 塑未来能源交通格局的一个新兴的途径。具体实现交通、能源与信息的融合包括以 下途径：1)基于汽车电动化，推动城市交通运输用能低碳化；2)基于能源供给绿 色化，实现汽车制造低碳化；3)加速车路协同等先进技术应用，实现交通运输智 能高效；4)构建支撑协同发展的新型交通能源基础设施体系。

电动汽车可通过有序充电、车网互动(V2G)、换电、退役电池储能等方式解决 可再生能源发电受季节、气象和地域条件影响的不连续性和不稳定问题，预计2030 年电动汽车日内V2G及有序充电灵活性调节能力将接近50亿千瓦时。

同时电动汽车与自动驾驶和共享出行构成最佳搭配，将有效提升车辆使用效率，降低路面车辆密度。加强车路协同，实现智能汽车与道路基础设施、路侧设备之间 充分及时的信息交互，充分利用互联网、大数据、人工智能和区块链等新一代信息 技术带动汽车与交通行业深度融合。

然后现有电动汽车与电网的互动因为电动汽车在行驶过程中不能与电网连接，停车后车辆也依赖于车主主动连接具备双向充放电能力的双向变流器才能实现与 电网的互联，所以V2G的大面积实现还存在现实障碍。

在铁路轨道新能源利用方面，国内外均进行了有益的探索尝试和应用实践。东 日本铁路公司(JR-East)在东京站9号和10号轨道的整个站台上方安装了453kWp 太阳能电池板，为东海道3号线列车服务；瑞士铁路运营商拥有并运营了6座水电 站，为公司提供75％的牵引电力；智利圣地亚哥的地铁运营商于2017年建造了两 座太阳能光伏发电站，为地铁供应60％的电能，可再生能源利用率达到76％；荷兰 铁路已实现铁路一次能源100％由风能提供。在国内，北京南站已于2008年投入运 行了220kWp的屋顶太阳能发电机组；武汉火车站建成了2.2MWp的屋面光伏系统；杭州东站在天篷和屋顶上安装了10MWp的太阳能发电装置；雄安高铁站铺设了 4.2×104m2的光伏建材，总装机容量为6MW，为车站服务设施带来了清洁电力；济青高铁利用沿线车站的屋顶、站台雨棚等闲置空间安装光伏发电项目，取得了显 著的节能减排效果。

因为现有轨道交通是集中式大功率机车为主，对于电力系统而言都是大容量的冲击负荷，上述铁路轨道新能源利用方面的探索仅限于新能源电源的引入，做到节 能减排。对于V2G和需求侧响应而言，除了减少冲击负荷影响之外，还难以实现对电网稳定性和可靠性的正向支撑作用。