清风小镇热闹非凡,游客们纷至沓来,小镇以其独特的历史文化氛围和优美的自然风光,成为人们休闲娱乐的热门选择,景区精心安排了一系列具有特色的节目,传统的民俗表演让客户朋友们领略到了当地深厚的文化底蕴,精彩的杂技演出引得观众掌声不断,连连喝彩,还有充满趣味的互动游戏可以参与其中,欢声笑语回荡在小镇的每个角落。多部影视剧集拍摄现场也是变化多样,每到一处仿佛置身于影视剧中 。此外,小镇的美食摊位也备受欢迎,各种地道的小吃香气扑鼻,在大饱眼福的同时也能品尝到美味的特色美食。
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11月20日-22日,2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导,中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办,以“新格局 新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题,共设置“1+1+9+1”项议程,围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在11月21日下午进行的“特色专场:场景微电网、无微不至”环节,中国电力科学研究院三级职员/教授级高工李斌发表了题为《国家微电网发展趋势与技术路线》的精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
各位领导、各位嘉宾、各位来宾下午好!我是中国电力科学研究院的李斌。今天,我演讲的主题是车网互动技术,本来明天也有一个车网互动专题,但后来在场景微电网这块也邀请我讲一讲微电网跟车结合的适用场景。我觉得在车网互动当中有很多场景,包括光储充一体化、多元负荷协调控制等等,应该也是咱们微电网的一部分场景,所以我觉得也可以在今天下午的论坛上和大家一块交流分享一下。
我们中国电力科学研究院从2009年、2010年在国网公司的带领下一直在从事电动汽车充换电技术的标准、科研以及示范工程的建设。这么多年来,应该说对电动汽车充换电技术一直处于跟踪的状态。最近几年,车网互动的技术发展非常火热,我也想把我们这些年的研究成果和大家分享一下,包括我们的思考。
我简要从四个方面介绍:
一、研究背景
二、现状挑战
三、关键技术
四、总结展望
先说政策这块。大家都知道,这几年,电动汽车发展非常快,现在已经成为“新三样”之一。而且,从国家政策来说,对电动汽车、对车网互动技术非常呵护,也陆续出台了一系列的政策。
从国网公司来说,也非常重视。一个是要全面推进高质量充电基础设施网络体系建设,要保障新能源汽车的健康优质发展。另外,也印发了车网互动两年行动计划。这是从国网公司应对的角度来说。
我们再说一下背景。前面也介绍了,现在充电桩建设基本上1000多万台,1:2的车桩比,目前来说基本满足了充电的需求。从未来预测来看,将来车和桩的发展应该说还是要呈爆发式的增长。因为未来几年车的发展不是线性的,当它渗透率超过50%以后,可能会呈现爆发式增长。怎么保障我们的电动汽车充上电,充好电,保障电动汽车行业优质的发展,是需要我们考虑的一个问题。
从电网角度来说,现在正在大力建设新型电力系统。大家都知道新型电力系统面临“双高”的问题。新型电力系统面临巨大的挑战。一个是源侧不稳定,一个是荷侧也面临挑战。这个正好可以和电动汽车灵活调节资源来进行结合。
我们也做了一个预测,从荷侧可调资源种类上来说,现在空调负荷比车的负荷占比更大。空调负荷在夏季的时候,它对电网的影响更大。在咱们今年夏天,包括一些省份空调负荷的占比能占到总负荷的50%。但是电动汽车有个好处,它好调,它灵活。那空调是刚需,有的时候它的刚需不太好调。那我们的车,早充一会儿,晚充一会儿,是不是错峰充都可以,而且它的数量非常庞大,它是一个很好的资源。这是从可调的资源的角度来说。
我们也做了一个互动潜力的预测。2023年国网公司经营区域内的充电负荷是1844万千瓦,我们预测到2030年能够达到1.2亿,其中最大可提供4480万千瓦可调负荷。所以说它的潜力是非常巨大的。
下面再说一下现状背景。车网互动分为四个阶段是V0G,有序充V1G,双向V2G以及未来的VGI(车和网的真正的融合)。这是它的一个基本概念。另外,我们认为它是一个典型的CPSS系统,特别是我们有很多车主的自主行为,所以它是一个社会系统,我们需要从多系统角度综合去研究它。
(PPT图示)这是我们梳理的车网互动的整体架构,一个是设备层从我们的底层,可以包含有众多的桩,包含各个充电站,包括换电站,都是最基础的双向互动的交互设备层。在上层有一个聚合层,作为聚合商,有的可以是有资产的运营商,有的可以是轻资产的聚合商。最终聚合资源要面对上层的电力市场。
当然,我们在这里也涉及到,将来可能会不会像光伏那样,在最右侧那样它是会受到电网调度直控,我们框架是这么设计,但是未来还是需要资金和市场驱动。直控的话,如果没有经济利益驱动的话,我认为是很难的。但是现在我们的分布式光伏就面临这个问题,现在有的省光伏过剩,局部已经是受到电网的调度直控。我们的电动汽车,包括未来,特别是将来反向充电,会不会走到这一步,也不好说,所以在整个架构设计当中,设计了将来可能会受到调度直控。这也是我们现在做的行标里面总体架构涉及到的一个部分。
再说一下国外的现状。我们中国在车网互动这块,国内应该是遥遥领先,国内的规模非常大,国外是主要是表现在电力市场非常发达。所以不管是日本的丰田,丹麦,他们做了一些试点,但是他们的规模都非常小,我们中国在电力市场这块,如果是加大投入,我相信车网互动,无论是在技术还是模式上肯定都会是遥遥领先。
国内我们其实也做了很多,现在有些省份,包括在小区里做了一些有序充电,包括深圳的虚拟电厂,包括国网公司目前在无锡做了一个规模很大的车网互动示范基地,还有国网电动在中再大厦做了一些充放电峰谷套利的实践等等。实际上,车网互动已经在各个地方进行了实验和探索。
我们目前还是处于V0G到V1G的过渡阶段。目前有的小区因为容量限制,局部做了一些探索,做了一些有序充,但是有序充没有市场机制,所以它还需要一个探索的过程。未来我们要开展放电研究,现在放电桩也做了不少了,但是目前也属于一个试点阶段,但是最终发展形态是VGI结合,这是未来的一个发展趋势。
另外,也就是车网互动怎么弄?我们也把它梳理了一下,大概分了这么四大类。一个是要做调控研究,第二是要开发相应的装备和系统,还有一个是市场机制的研究,最后包括一些共性的技术研究,包括仿真、建模等等。我们梳理了一些详细的技术,今天就不详细说了。
现在车网互动大家都做了一些探索,面临一些问题,下一步怎么做?大家也做了一些,关于可调节负荷潜力的精准预测这块,我觉得还有很多的进步空间,它需要大样本的数据分析和验证;另外,我们的调控技术研究还有差距,现在你对这个车,包括桩很多柔性控制还控不了,它也需要一些设备的支持。另外,机制与商业模式大家都知道,没有商业模式的话实际上都是空谈。现在关于这类的研究非常多,试点也非常多。另外,我们觉得将来车网互动大规模推广之后,信息交互安全是个大问题,怎么保障我们的交互信息安全稳定,这个目前可能研究的人不太多,将来如果出现一些恶意攻击的事,包括对车主、对社会、对电网,包括对政府的一些影响都是巨大的,那么我想未来信息安全会受到重视。
面对上面的几个问题,我们梳理出来六大关键技术,所以我们要做预测、做调控,做引导、装备,以及我们的仿真和安全。
我们也做了一个思维导图,其实有点偏技术,我不详细说了,大家可以下来看一看。
我再谈一下目前国内车网互动试点的实践情况。一个是有序充,北京公司在八里庄做了一个,通过100%有序控、50%的有序控和无序控场景比较,发现还是能够显著提升变压器的承载力。将来如果说电动汽车发展得非常快,进小区如果容量不足的话,可能这个有序充还是要进行一个推广。但是我们现在也面临一些问题,现在小区里桩,桩的厂家、通信协议、控制各方面不统一,虽然大家想做有序充这个事,但会面临着一定的难度。所以现在我们也在呼吁,尽早把有序桩的标准统一,否则你会面临将来改造,改造又是重复投资。
其实我们不使用任何技术,靠电价就能够调控。你看浙江就是晚上10点钟是低谷电价。我们看到它两个峰,一个是中午12点,反而是一个充电高峰,晚上10点又是一个高峰。他没做任何事情,就是把电价调到了晚上10点。实际上电价它也是能够引导咱们,但是未来它毕竟不是一个柔性的,如果频繁靠电价去调这个峰也比较麻烦,这块未来也是可以来探索。
另外像京津唐的电力辅助市场做得还不错,像北京的很多聚合商也参与了,特别像北京的公交车到下午、中午的时候,他平时不充,等到光伏发电高峰就充,这样聚合商业可以获得一些收益。这是一个市场。
另外就是浙江,他们现在做了一个高弹性的充电负荷聚合系统,可以到秒级。这块除了调频之外,如果说没有收益的话,我觉得技术上是可行的,商业模式上可以再探讨。
(PPT图示)这就是我说的江苏无锡的充放电示范中心。一期已经建成了,目前正在二期,想做成国内最大的车网互动示范中心。
(PPT图示)这个是场景光储充放一体。现在其实国内各家做得都很多了,无非就是分布式光伏的消纳。这是光储充放。
(PPT图示)这是蔚来,他们做了一个V2G的光伏自循环,应该跟前面的光储充也差不多,但是它们有放电。
(PPT图示)这是特来电,V2B,就是跟建筑互动,它的光伏发电、新能源车,光伏车棚,也算是一个微网,结合零碳园区,想做到100%的绿电消纳。也算是微电网与车互动的典型应用场景。
(PPT图示)深圳在虚拟电厂这块做得非常不错。据我们了解,他们已经做到常态化,充放都做了。
最后,我总结一下。车网互动第一是服务新能源电动汽车高质量发展的重要手段。包括未来大功率充电如果越来越普及,我们怎样保证能充上电充好电。另外,我们这个充电进小区难,充电焦虑怎么解决。包括有序充、V2G。但技术的发展和应用无论如何,都是为了首先是要让车用得好。
第二,车网互动是新型电力系统建设的重要组成部分。从电网角度来说,它能够削峰填谷,如何能有力地把它用好,它是一个好的手段。包括在紧急情况下它可以做应急保供。
第三,我们觉得它未来是一个跨界、创新研究的平台。就刚才我们前面提到的,比如说我的空调将来小区里面,能不能和我们的车开展多元负荷协调控制,可能也算是场景微电网的一个应用。光储充放就不说了。
第四,车网互动是当前国家和行业政策的热点,未来这块大有可为。
最后,有几个展望和建议:
一个是我们觉得车网互动技术的发展前途还是很光明。
第二,还是要从技术、标准、市场机制等几个方面不断完善,特别是标准、市场机制、平台的统一。
我们也提几个建议,
一是要加快完善车网互动标准体系,特别是有序桩的标准能够尽快普及、推广。
二是积极探索新能源汽车参与电力市场的机制和政策研究。像有一些省市,居住区只有阶梯电价,它没有居住区充电分时电价,怎么样把它落到实处,让我们的车主能够实实在在得到好处,让我们的车网互动有市场和资金的支持,这样咱们整个行业,新能源车的产业才能发展得更好。
我就谈这几点观点,供大家参考。谢谢!
(注:本文根据现场速记整理炒股配资平台,未经演讲嘉宾审阅)