近日，由南方電網(wǎng)公司申請(qǐng)、廣東電網(wǎng)公司研發(fā)的國(guó)家863計(jì)劃課題“電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”，正式通過科技部技術(shù)驗(yàn)收。
這是國(guó)內(nèi)首個(gè)功能全面的網(wǎng)、省、市、站四級(jí)電動(dòng)汽車充換電運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，開拓了“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”的一種新的服務(wù)形式。憑借系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶能輕松獲取就近充電樁的信息并隨時(shí)發(fā)出救援信號(hào)，從而更好地服務(wù)電動(dòng)汽車的推廣，消除用戶出行的后顧之憂。
“系統(tǒng)就是一個(gè)大數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)羅廣東、海南等多地充電設(shè)施和電動(dòng)汽車的信息。”該系統(tǒng)參與者，清華大學(xué)電力系統(tǒng)研究所副教授胡澤春介紹，目前該系統(tǒng)涵蓋廣州、深圳、佛山、中山、韶關(guān)、肇慶、海口等7個(gè)地市共7座充電站、1座換電站，且已于2014年7月正式上線運(yùn)行。“這是電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)互動(dòng)合作的一個(gè)典型案例。”胡澤春表示。
今年以來，國(guó)家關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的相關(guān)工作意見相繼出臺(tái)，南方電網(wǎng)也制定了《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》。電網(wǎng)企業(yè)如何迎接電動(dòng)汽車時(shí)代，電動(dòng)汽車如何更順暢地“駛?cè)?rdquo;智能電網(wǎng)?作為同時(shí)介入電動(dòng)汽車和電力系統(tǒng)兩大領(lǐng)域的知名專家，胡澤春對(duì)此有自己的見解與建議。
關(guān)于電動(dòng)汽車最關(guān)注什么？
問：電動(dòng)汽車時(shí)代似乎越來越近，有哪些技術(shù)和現(xiàn)象是您關(guān)注的?
胡澤春：首先，作為消費(fèi)者，最關(guān)注的是電池技術(shù)的發(fā)展?；瘜W(xué)電池技術(shù)的突破是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵，目前還沒有取得革命性的突破，有待繼續(xù)投入。從目前的電池技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看，適合先行發(fā)展電動(dòng)公交車，以及插電式電動(dòng)汽車。今后電池技術(shù)取得突破后，快速充電可能是最易被接受的方式。
其次，是電能補(bǔ)給的方式。傳統(tǒng)的充電方式有快充、慢充等，最近出現(xiàn)了很熱門的無線充電，不需要物理連接，無接口問題，可以在行駛中充電，舒適性較高。
無線充電可以在電動(dòng)公共車輛領(lǐng)域進(jìn)行試點(diǎn)，而在電動(dòng)私家車領(lǐng)域大規(guī)模推廣比較難。
第三，是充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化，就是將充電、運(yùn)營(yíng)等與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來。目前，電動(dòng)汽車的消費(fèi)者仍存在“里程焦慮”問題，如果將出行管理與智能終端連接起來，
就可以及時(shí)提醒消費(fèi)者距離下一個(gè)充電點(diǎn)有多遠(yuǎn)，充電設(shè)施是否可以使用，以及充電功率、費(fèi)用等情況。另外，消費(fèi)者也可以通過智能終端自動(dòng)導(dǎo)航到充電點(diǎn)，或者在規(guī)劃出行路線時(shí)將續(xù)航里程與沿途充電點(diǎn)情況同時(shí)考慮進(jìn)來，這在出行方便性與界面可用性方面將是很好的體驗(yàn)。
電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)會(huì)有哪些影響？
問：電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)將帶來哪些改變?
胡澤春：最初，業(yè)界以為電動(dòng)汽車的發(fā)展會(huì)給電網(wǎng)帶來很大的負(fù)荷增長(zhǎng)，但經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，就目前我國(guó)用電結(jié)構(gòu)而言，總體的用電量不會(huì)有很大增長(zhǎng)。需要注意的是，在電動(dòng)汽車充電比較集中的時(shí)段，充電功率的增長(zhǎng)更明顯，但不會(huì)很高。電動(dòng)汽車在整個(gè)汽車市場(chǎng)的占有率不超過20%的情況下，充電用電量占全社會(huì)總用電量的比例不會(huì)超過10%。當(dāng)然，在某些負(fù)荷集中的局部電網(wǎng)，可能會(huì)存在配電網(wǎng)承受壓力增大的問題。
問：不斷增長(zhǎng)的充電負(fù)荷有何特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生哪些影響?
胡澤春：充電負(fù)荷增長(zhǎng)與電動(dòng)汽車的類型與規(guī)模是直接相關(guān)的。隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展，充電負(fù)荷會(huì)有一個(gè)明顯的晚高峰。另外，電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的等效用電時(shí)間相對(duì)于其他常規(guī)負(fù)荷要短，具有明顯的峰谷差，其峰荷時(shí)段與全網(wǎng)峰荷時(shí)段基本一致，電網(wǎng)對(duì)充電負(fù)荷調(diào)控的潛力很大。
充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，首先是對(duì)配網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有影響，然后間接傳輸?shù)街骶W(wǎng)影響輸電安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)配網(wǎng)來說，主要是對(duì)電能質(zhì)量的影響，包括電壓、諧波、三相不平衡等。這也提醒電網(wǎng)企業(yè)在充電站接入方面要設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格檢測(cè)。
問：不斷增長(zhǎng)的充電負(fù)荷，使得配電網(wǎng)改造更受關(guān)注，而配網(wǎng)改造需要龐大投資，您有何建議?
胡澤春：改造配電網(wǎng)的確需要很大的投資，不可能一下子就完成，需要分階段進(jìn)行。我們?cè)鲞^相關(guān)研究，充電負(fù)荷在不同地方的配網(wǎng)產(chǎn)生的影響是不一樣的，也就是說，不同小區(qū)的配電網(wǎng)對(duì)充電負(fù)荷的接納能力是不同的。根據(jù)測(cè)算，對(duì)于規(guī)劃容量比較高，負(fù)載率相對(duì)較低，電動(dòng)汽車滲透率20%～30%的新建小區(qū)來說，配電網(wǎng)是不需要改造的，相對(duì)老舊的小區(qū)則更需要改造。
其實(shí)，除了改造配網(wǎng)，應(yīng)對(duì)充電負(fù)荷增長(zhǎng)還有更簡(jiǎn)單易行的辦法，即充電調(diào)控，也就是協(xié)調(diào)充電策略。比如延時(shí)充電，避開高峰負(fù)荷時(shí)段進(jìn)行充電;比如對(duì)充電設(shè)施進(jìn)行集中監(jiān)控，給消費(fèi)者及時(shí)提供建議等。如果能夠通過充電調(diào)控解決就先進(jìn)行調(diào)控，實(shí)在不行，再進(jìn)行配網(wǎng)改造。
電動(dòng)汽車如何與電網(wǎng)互動(dòng)？
問：您認(rèn)為電網(wǎng)企業(yè)與汽車企業(yè)有哪些合作空間?
胡澤春：交通、汽車及電網(wǎng)企業(yè)可以在基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行合作，比如充電設(shè)施的接口、標(biāo)準(zhǔn)等，為有序充電提供支持。另外，智能電網(wǎng)與智能交通都涉及到信息問題，
也就是當(dāng)前很熱門的大數(shù)據(jù)。一方面，交通出行信息由交通部門掌握，電網(wǎng)企業(yè)要想挖掘充電行為及需求，必須借助交通部門的支持。另一方面，交通部門不了解電網(wǎng)方面的情況，比如負(fù)荷特性、充電的電網(wǎng)約束等，若想做智能交通引導(dǎo)，則需要電網(wǎng)方面的支持。如果兩者合作，共享信息，推動(dòng)力會(huì)很強(qiáng)，智能電網(wǎng)和智能交通都會(huì)推進(jìn)得更順暢。
問：那么，電動(dòng)汽車如何更好地融入智能電網(wǎng)?
胡澤春：電動(dòng)汽車是新型負(fù)荷，或者稱為新型家電，在充電過程、充電功率方面具有較好的調(diào)控性，可以納入需求側(cè)管理、電網(wǎng)調(diào)度，并與新能源發(fā)電配合，從而成為智能電網(wǎng)中的重要角色。這包括兩個(gè)層面：作為需求，電動(dòng)汽車可以通過有序充電進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng);如果向電網(wǎng)放電，電動(dòng)汽車則相當(dāng)于分布式電源。
問：如何在我國(guó)電力價(jià)格體制下構(gòu)建市場(chǎng)機(jī)制，提出控制策略，來激勵(lì)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)?
胡澤春：將電動(dòng)汽車充放電作為可控負(fù)荷的形式參與電網(wǎng)調(diào)控，是有效規(guī)避其大規(guī)模充電對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)面影響的重要手段。一般以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)或?qū)﹄娋W(wǎng)的影響最小為目標(biāo)，綜合考慮電池性能約束與用戶充電需求，通過控制充電時(shí)間和充電功率的大小，來協(xié)調(diào)充電過程。
這里著重講一下“V2G”概念(見上圖)，即電動(dòng)汽車與電網(wǎng)雙向互動(dòng)(Vehicle-to-Grid)，指電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能單元，以充電和放電的形式參與電網(wǎng)的調(diào)控。
V2G的主要功能包括削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓、備用服務(wù)等。比如削峰填谷，就是讓電動(dòng)汽車在負(fù)荷低谷充電、在高峰負(fù)荷期間放電，通過優(yōu)化充放電時(shí)間和過程，降低峰荷，平滑負(fù)荷曲線，提高設(shè)備利用率和減少電網(wǎng)運(yùn)行成本。
調(diào)頻是指通過調(diào)整或改變充放電狀態(tài)，向電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)，減小電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻容量需求和支付的調(diào)頻費(fèi)用。
電動(dòng)汽車參與二次調(diào)頻被認(rèn)為是較有潛力的應(yīng)用，電網(wǎng)需要調(diào)頻容量較小，約占全網(wǎng)高峰負(fù)荷1%時(shí)，對(duì)電池淺充淺放，對(duì)電動(dòng)汽車來說影響較小。調(diào)壓是指參與無功優(yōu)化，以維持電壓水平合格。如果電網(wǎng)遇到機(jī)組停機(jī)等故障，通過中斷或改變充放電過程，由電動(dòng)汽車向電網(wǎng)提供備用負(fù)荷，在必要時(shí)切除充電負(fù)荷，這比切除其他負(fù)荷的成本要低得多，對(duì)消費(fèi)者影響不大。
