中國儲能網(wǎng)訊:7月7日,國家發(fā)展改革委等四部門公開發(fā)布《關于促進大功率充電設施科學規(guī)劃建設的通知》,進一步優(yōu)化完善我國充電設施網(wǎng)絡布局,穩(wěn)步構建布局合理、品質(zhì)升級、技術先進的大功率充電基礎設施體系。文件明確提出,到2027年底,力爭全國范圍內(nèi)大功率充電設施超過10萬臺,服務品質(zhì)和技術應用實現(xiàn)迭代升級。
這為車網(wǎng)互動規(guī)?;瘧迷圏c再添助力,也引發(fā)公眾對車網(wǎng)互動技術的關注。與常規(guī)直流大功率路線不同,浙江省湖州市大功率交流充放電應用試點項目走了一條獨特的技術路徑。未來,還有哪些技術需要突破?
從用戶體驗角度看,車網(wǎng)互動技術包括智能有序充電和雙向互動放電兩大環(huán)節(jié)。目前業(yè)內(nèi)認為,智能有序充電技術相對成熟,反向放電能力提升仍面臨挑戰(zhàn)。
從整體運營角度看,V2G技術的關鍵突破點有兩個:一是電池的耐久性,直接決定了技術的可行性;二是運營平臺的智能化調(diào)控與預測能力,是否足夠精確決定平臺的效益。
如今,車網(wǎng)互動的技術支撐體系已從單點突破轉向系統(tǒng)集成,正從實驗室走向規(guī)?;瘧?。在試點項目中,推動V2G技術與商業(yè)模式的協(xié)同創(chuàng)新成為重點任務。這需要提升從車、樁、平臺到電網(wǎng)的系統(tǒng)支撐能力,但仍面臨硬件革新、平臺完善、運行安全等多重挑戰(zhàn)。
01
充電樁:解鎖“交流”新功能
作為車網(wǎng)互動入口,充電樁的技術適配性正成為關鍵瓶頸。當下,市面上隨車附贈的交流充電樁,功能相對單一,僅能進行基礎充電及定時充電設定,缺少通信模塊,難以融入智能管控體系,無法依用戶需求靈活調(diào)控充電與放電時機。
在國家發(fā)展改革委等部門公布的首批車網(wǎng)互動規(guī)?;瘧迷圏c項目名單中,浙江省湖州市大功率交流充放電應用試點項目走了一條獨特的技術路徑。對于交流樁放電技術,業(yè)內(nèi)對其前景看法不一。專家表示,其核心矛盾在于控制權歸屬:直流樁通過電子系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)對電流電壓的快速調(diào)控,而交流樁控制權在車輛端,需改造車輛電路系統(tǒng),對安全性和散熱性能提出嚴格要求。車企對成本極為敏感,若將價值萬元的充電模塊集成至售價十余萬元的車輛中,可能顯著影響市場接受度。
國網(wǎng)浙江省電力有限公司安吉縣供電公司大客戶經(jīng)理班班長俞宙杰告訴《能源評論》,該項目核心裝置雙向超充電驅樣機正由廠家整車調(diào)試,示范場站選址與備案已完成,預計9月前開工。據(jù)介紹,交流樁放電技術借助復用新能源汽車車載電機與驅動器,達成大功率充放電的交直流轉換,取代傳統(tǒng)直流充電樁中占成本大頭的功率模塊,簡化設備結構、降低成本;突破傳統(tǒng)充放電模式,實現(xiàn)交流充放電樁—車載電機驅動器—動力電池的充放電路徑,解鎖新能源汽車交流大功率充放電新路徑,為車網(wǎng)互動提供創(chuàng)新思路?;赩2G規(guī)?;瘧?,該技術能推動充放電車輛及設施綜合成本下降超50%,實現(xiàn)全壽命周期成本回收,有望孕育可持續(xù)、可復制、可推廣的商業(yè)模式。
隨著2024版新國標實施,交流樁技術迎來轉機。據(jù)了解,部分車企也在探索開發(fā)交流放電功能。東風汽車與南瑞集團的合作案例證明,車載逆變器技術可使交流放電成本降低80%。而湖州項目的超充電驅方案更進一步,通過動力總成復用實現(xiàn)150千瓦放電能力,其便攜式設計已接近登機箱尺寸(0.16立方米)。
業(yè)內(nèi)人士提醒,在標準空窗期,部分企業(yè)采用危險的非標方案,直接借用充電協(xié)議觸發(fā)放電指令,跳過車樁數(shù)據(jù)交互。這種類似“VCD盜版機”的粗放模式存在嚴重隱患:車輛無法精準識別放電指令,將導致電池安全邊界失控;電網(wǎng)難以掌握可調(diào)度容量,易引發(fā)電網(wǎng)波動。早期一些企業(yè)為技術驗證與小規(guī)模試點采用此方案,或許可以理解。針對目前部分企業(yè)為推進規(guī)?;圏c仍采用此類技術,專家表示,因缺乏合規(guī)車輛被迫使用非標設備進行放電測試,如同“蒙眼走鋼絲”。
02
平臺方:精準預測是關鍵
當千萬千瓦級的電動汽車集中接入電網(wǎng),如何將分散的電池資源轉化為穩(wěn)定可控的虛擬電廠?功率預測與運營優(yōu)化成為其中的關鍵環(huán)節(jié)。
清華大學電機系長聘副教授胡澤春認為,充換電設施運營商的核心競爭力在于預測能力。無論是參與需求側響應還是電力現(xiàn)貨市場,運營商必須精準把握自身資源狀況,評估充換電需求的可調(diào)節(jié)能力,并據(jù)此預測調(diào)控范圍。他強調(diào),未來運營商需實現(xiàn)對充換電設施集群靈活性的長期預測,為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的輔助服務。
國網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)技術有限公司能源服務中心總監(jiān)方向亮認為:“電動汽車的行為隨機性與電力市場的波動性雙重疊加,使精準預測成為運營生命線?!庇绕湓陔娏ΜF(xiàn)貨市場,電價每日劇烈波動,需提前預判供需趨勢制定充放電策略——這要求平臺至少提前一天引導用戶簽訂放電協(xié)議,或通過智能算法預判閑置時段。
在實際運營中,聚合平臺面臨諸多技術挑戰(zhàn)。俞宙杰介紹,電動汽車的行為隨機性導致可調(diào)容量聚合難度大,需要通過人工智能與大數(shù)據(jù)技術精準預測用戶行為。同時,電力市場價格波動對投標策略提出高要求,而車輛放電功率與電網(wǎng)需求的匹配不確定性可能引發(fā)收益失衡。此外,分散車輛響應電網(wǎng)調(diào)度的功率偏差、電池效率波動以及用戶對電池壽命的擔憂,都給控制精度帶來挑戰(zhàn)。
借助人工智能等前沿技術提升預測精度成為必然選擇。為此,該項目提出充分利用5G、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算技術,構建多級互動架構的控制平臺,實現(xiàn)信息共享與動態(tài)調(diào)節(jié),提升響應速度與可靠性。未來,隨著人工智能、5G、區(qū)塊鏈等技術的深入融合,車網(wǎng)互動有望實現(xiàn)更精細化的資源配置與更高效的市場交易機制。
未來運營平臺應注重靈活的調(diào)控能力。方向亮認為:“通過對車輛充放電數(shù)據(jù)的深度分析,結合電池健康狀況,為每輛車量身定制放電功率范圍,將成為車網(wǎng)互動的核心策略;對于電池衰減嚴重的車輛,建議限制甚至暫停其放電功能,以延長車輛使用壽命并提升系統(tǒng)整體效率。”
03
配電網(wǎng):保障運行安全
在能源轉型與交通電動化加速推進的大背景下,電動汽車與配電網(wǎng)的互動關系愈發(fā)緊密。如何充分挖掘電動汽車的互動潛力,強化配電網(wǎng)安全,成為亟待解決的重要課題。
廣汽能源產(chǎn)品技術部創(chuàng)新業(yè)務總監(jiān)梁唐杰認為,電動汽車在配電網(wǎng)中可扮演移動儲能單元的角色,與固定儲能設施協(xié)同工作,可優(yōu)化局部電力資源配置。這不僅拓展了電動汽車的應用場景,還提升了儲能設施的利用效率與經(jīng)濟效益,加速車網(wǎng)互動與新型儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;褪袌龌l(fā)展。同時,這種模式能夠增加電動汽車使用價值、降低車輛用戶的用電成本,構建一個互利共贏的能源生態(tài)。
需要注意的是,大規(guī)模集中充電會推高電網(wǎng)的峰值負荷,改變傳統(tǒng)的負荷曲線分布。香港中文大學(深圳)理工學院助理教授唐曉瑩認為,雙向大功率的電能流動會對配電網(wǎng)絡的容量和安全校核帶來壓力,局部線路和變電設施可能需要進行升級改造,以應對這種變化。尤其是快充樁的集中部署,會給區(qū)域配電網(wǎng)絡帶來較大的負荷沖擊,可能需要額外建設線路和升級變壓器容量。
從技術層面來看,電網(wǎng)側管控技術需要解決多方面的關鍵問題。胡澤春認為,挑戰(zhàn)來自三個方面:一是計算基線功率。電動汽車充換電設施資源連續(xù)參與調(diào)峰服務或需求響應時,如何確定合理的基線功率曲線成為一個難題,這需要兼顧電網(wǎng)需求和充換電設施運營商的訴求。二是配電網(wǎng)安全。如果配網(wǎng)層面發(fā)生阻塞,需要制定合理的功率調(diào)整和運行優(yōu)化策略,保障配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。三是電網(wǎng)調(diào)頻。需要通過強化學習等先進方法,協(xié)調(diào)電動汽車、儲能、新能源發(fā)電和傳統(tǒng)機組參與二次調(diào)頻的控制模式與策略,實現(xiàn)不同類型資源的協(xié)調(diào)與區(qū)分,優(yōu)化功率分配。
方向亮表示,國網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)技術有限公司儲備了多項技術,包括調(diào)頻、諧波治理和無功補償?shù)?,理論上這些技術都具備實施的可行性。然而,市場機制仍是技術落地的制約因素?!罢{(diào)頻服務每度電價值幾何?電池損耗如何分攤?”方向亮坦言,“這需要像手術刀般精細的成本分攤模型,以滿足復雜場景下的成本核算需求。