中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著電動(dòng)汽車保有量的不斷增加，電動(dòng)汽車作為分布式靈活性資源的重要性開始顯現(xiàn)。截至2024年底，全國純電動(dòng)汽車保有量已經(jīng)達(dá)到2209萬輛。盡管規(guī)模在快速增長，如何將分散的電動(dòng)汽車資源聚合起來、規(guī)模化地與電網(wǎng)互動(dòng)始終是一道難題。
香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院助理教授唐曉瑩在接受《南方能源觀察》（以下簡稱“eo”）采訪時(shí)表示，未來電動(dòng)汽車很有可能成為規(guī)模龐大的移動(dòng)儲(chǔ)能資源，推動(dòng)車網(wǎng)互動(dòng)發(fā)展，需要構(gòu)建合理的商業(yè)模式來調(diào)動(dòng)車主的積極性，引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充電，甚至更進(jìn)一步參與電力市場。
01
與電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展
eo：隨著新能源汽車規(guī)模的快速增長，電動(dòng)汽車充電會(huì)對電力系統(tǒng)產(chǎn)生怎樣的影響？
唐曉瑩：在目前新能源汽車快速普及的趨勢下，電動(dòng)汽車充電對電力系統(tǒng)的主要影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一是大規(guī)模集中充電會(huì)推高電網(wǎng)的峰值負(fù)荷，并改變傳統(tǒng)的負(fù)荷曲線分布。若缺乏合理的負(fù)荷管理，局部地區(qū)或特定時(shí)段的供電壓力將顯著加大。根據(jù)我們的預(yù)估，電動(dòng)汽車滲透率達(dá)到50%，若不采取任何管控措施，電網(wǎng)負(fù)荷峰值將上升18%，這將對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生巨大的沖擊。
二是充電樁（尤其是快充樁）的集中部署會(huì)給區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)帶來較大沖擊，需要額外建設(shè)線路和升級變壓器容量，合理規(guī)劃站點(diǎn)選址。
三是隨著更多可再生能源接入電網(wǎng)及電動(dòng)汽車充電規(guī)模增長，電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等平衡壓力增大。若能夠通過智能充放電等技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛與電網(wǎng)的雙向能量互動(dòng)，電動(dòng)汽車也能為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù)。
四是為了緩解高峰負(fù)荷沖擊，政府與電網(wǎng)企業(yè)正推行多種需求側(cè)管理措施，例如，利用峰谷電價(jià)引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰充電或利用閑時(shí)充電。與此同時(shí)，共享充電、智能充電平臺(tái)等新運(yùn)營模式的涌現(xiàn)也為削峰填谷提供了可能性。
總體而言，在新能源汽車滲透率不斷提升的背景下，電動(dòng)汽車既給電力系統(tǒng)帶來了短期的負(fù)荷挑戰(zhàn)，也為電網(wǎng)的彈性與優(yōu)化運(yùn)營提供了新的機(jī)遇。通過智能化技術(shù)和合理的配套政策，電動(dòng)汽車的規(guī)?；潆娪型c電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。
eo：大規(guī)模電動(dòng)汽車向電網(wǎng)放電，需要滿足怎樣的技術(shù)條件？會(huì)對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生怎樣的影響？
唐曉瑩：需要滿足的技術(shù)條件有：電動(dòng)汽車和充電設(shè)施需具備雙向能量流功能（V2G），符合相關(guān)硬件及通信標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 15118、IEC 61851等）；車輛端的電池管理系統(tǒng)（BMS）須實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)，確保安全、高效地向電網(wǎng)放電；需有統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)或聚合商來整合分散的車輛資源，執(zhí)行放電調(diào)度和用戶需求管理；配電網(wǎng)絡(luò)需支持雙向潮流，具備完善的保護(hù)裝置和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，防止由大規(guī)模放電導(dǎo)致電壓、頻率波動(dòng)等安全問題。
對電網(wǎng)運(yùn)行的影響有四個(gè)方面：
一是提升電力系統(tǒng)的靈活性。大規(guī)模V2G可參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)對波動(dòng)性可再生能源的消納能力。
二是削峰填谷與運(yùn)行優(yōu)化。電動(dòng)汽車在用電低谷充電、高峰放電，可平抑負(fù)荷波動(dòng)，減少電網(wǎng)峰值壓力。我們的研究發(fā)現(xiàn)，合理的調(diào)控V2G價(jià)格及違約金額，可以有效地滿足電網(wǎng)削峰填谷需求。
三是配電基礎(chǔ)設(shè)施面臨挑戰(zhàn)。雙向大功率流動(dòng)會(huì)給配電網(wǎng)絡(luò)的容量和安全校核帶來壓力，需要對局部線路和變電設(shè)施進(jìn)行升級改造。
四是帶來商業(yè)模式變革。電動(dòng)汽車車主可通過向電網(wǎng)出售電量獲取額外收益，推動(dòng)電價(jià)激勵(lì)、需求響應(yīng)和車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等新模式的發(fā)展。如果能合理地把電動(dòng)車放電收益聚合起來，還可以共同參與電力市場，獲取收益。
深圳多個(gè)充電示范站（如梅林鈣鈦礦綜合能源示范站、蓮花山“光儲(chǔ)超充+車網(wǎng)互動(dòng)+電力鴻蒙”多元綜合示范站等）實(shí)現(xiàn)了集中管理和調(diào)度，使分散的電動(dòng)汽車充電資源可以通過智能平臺(tái)進(jìn)行集成和管理。這些示范站不僅展示了集中調(diào)度的有效性，還通過智能電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車主與電網(wǎng)之間的互動(dòng)，支持車主通過參與調(diào)頻調(diào)峰等服務(wù)獲得額外收益。
eo：電動(dòng)汽車具有規(guī)?；头稚⑻匦裕绾螌⒎稚⒌碾妱?dòng)汽車資源有效地聚合起來？
唐曉瑩：可以從四個(gè)方面將電動(dòng)汽車資源聚合起來：
一是建設(shè)聚合平臺(tái)，引入第三方聚合商或由電網(wǎng)企業(yè)搭建車網(wǎng)聚合平臺(tái)，對分散的電動(dòng)車進(jìn)行集中管理與調(diào)度，整合充放電需求與電網(wǎng)運(yùn)行需求。
二是加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化通信與監(jiān)控，通過OCPP（Open Charge Point Protocol）、ISO 15118等國際/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)車輛與充電樁的數(shù)據(jù)互通，并結(jié)合云端監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測與指令下發(fā)。
三是引入智能算法與大數(shù)據(jù)分析，基于電池狀態(tài)、出行需求、電價(jià)等多維信息，運(yùn)用人工智能或大數(shù)據(jù)算法，動(dòng)態(tài)匹配車輛的可用性與電網(wǎng)的需求，提升調(diào)度效率。例如，我們在高速公路場景下，分析車主的里程焦慮，從而對車輛的充電行為進(jìn)行更精準(zhǔn)的預(yù)測。
四是提高經(jīng)濟(jì)激勵(lì)與創(chuàng)新商業(yè)模式，通過峰谷電價(jià)、補(bǔ)貼或收益分成等市場化手段，提高車主參與的積極性，同時(shí)保障用戶出行剛需與車輛電池安全。
02
可持續(xù)的市場機(jī)制
eo：電價(jià)機(jī)制是車網(wǎng)互動(dòng)商業(yè)模式發(fā)展的核心內(nèi)容，您認(rèn)為需要怎樣的市場機(jī)制來激勵(lì)各主體參與車網(wǎng)互動(dòng)？
唐曉瑩：一是通過峰谷電價(jià)或?qū)崟r(shí)電價(jià)，引導(dǎo)車主在用電低谷時(shí)充電、在高峰時(shí)向電網(wǎng)放電，讓用戶通過差價(jià)或高峰電力回饋獲得顯著的經(jīng)濟(jì)收益。根據(jù)我們的初步估算，如果25輛車能夠高效聚合，可以產(chǎn)生每日2000元的峰谷收益。
二是將電動(dòng)汽車的調(diào)峰、調(diào)頻等行為納入電力輔助服務(wù)市場，并提供相應(yīng)的補(bǔ)償或交易機(jī)制，使車主、聚合商能從提供電網(wǎng)支撐中獲得收益。
三是政府或電網(wǎng)企業(yè)通過需求響應(yīng)項(xiàng)目，對在特定時(shí)段執(zhí)行充放電調(diào)度的車主進(jìn)行補(bǔ)貼或返利，以激勵(lì)更多車輛參與車網(wǎng)互動(dòng)。例如，針對出租車車主和網(wǎng)約車車主群體，我們在客流較大的區(qū)域周邊提供定時(shí)補(bǔ)貼，在降低他們的充電成本的同時(shí)可以進(jìn)行需求響應(yīng)。
四是鼓勵(lì)聚合商（第三方或電網(wǎng)企業(yè)）通過統(tǒng)一結(jié)算、收益分成等方式，為分散的車主提供便利、高效的車網(wǎng)互動(dòng)服務(wù)，貫通技術(shù)與市場的銜接鏈條。
eo：實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)規(guī)模化應(yīng)用需要具備哪些條件？政策、市場和技術(shù)需要提供怎樣的支持？
唐曉瑩：政策層面需要制定雙向充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、并網(wǎng)許可與安全規(guī)范，明確各主體在車網(wǎng)互動(dòng)中的責(zé)任和權(quán)利。在初期通過財(cái)政補(bǔ)貼、減稅等方式，鼓勵(lì)聚合商、電動(dòng)汽車企業(yè)與用戶積極參與車網(wǎng)互動(dòng)。
市場層面需要采用分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)和輔助服務(wù)補(bǔ)償制度，讓車主可因參與調(diào)峰調(diào)頻等服務(wù)獲得切實(shí)收益。完善需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等市場交易平臺(tái)，鼓勵(lì)第三方聚合商或電網(wǎng)企業(yè)開展多元化商業(yè)模式創(chuàng)新。
技術(shù)層面需要車輛端與充電樁端具備支持V2G的硬件和通信協(xié)議（如ISO 15118），并與統(tǒng)一聚合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。配電網(wǎng)需能夠接納大規(guī)模分布式電源并實(shí)現(xiàn)雙向潮流控制，完善計(jì)量、保護(hù)和調(diào)度系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對車輛電池狀態(tài)、出行需求和電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化匹配，為車網(wǎng)互動(dòng)提供精準(zhǔn)決策支持。
eo：車網(wǎng)互動(dòng)的發(fā)展方向是什么？需要重點(diǎn)關(guān)注哪些技術(shù)趨勢？
唐曉瑩：未來車網(wǎng)互動(dòng)將從小規(guī)模試點(diǎn)走向大范圍商業(yè)化部署，形成覆蓋城市與區(qū)域的車網(wǎng)互動(dòng)生態(tài)；通過V2G與可再生能源發(fā)電（如風(fēng)電、光伏）相匹配，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰調(diào)頻，強(qiáng)化電力系統(tǒng)的低碳運(yùn)行；聚合平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度海量分散的電動(dòng)汽車資源，通過智能化運(yùn)營實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)協(xié)同；在家庭和公共充電樁場景之外，車網(wǎng)互動(dòng)還將與建筑、智慧城市等多領(lǐng)域聯(lián)動(dòng)發(fā)展。
需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)趨勢包括雙向充放電標(biāo)準(zhǔn)與硬件升級，V2G設(shè)備加快標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程和技術(shù)迭代，提高雙向充電設(shè)備的可靠性與兼容性；能源互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)智能調(diào)度，借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能，對車輛出行、電網(wǎng)負(fù)荷、電價(jià)等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與優(yōu)化調(diào)度；車載儲(chǔ)能及電池管理技術(shù)，改進(jìn)電池管理系統(tǒng)（BMS）算法和壽命評估技術(shù)，保障電池安全與性能，延長經(jīng)濟(jì)壽命；安全防護(hù)與交易結(jié)算體系，建立健全網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)機(jī)制，擴(kuò)大智能合約、區(qū)塊鏈等技術(shù)在交易與結(jié)算中的應(yīng)用。
