车网互动模式的分析及研究

车网互动模式的分析及研究

徐立金

长城汽车股份有限公司

摘要
当前能源格局正在处于以再生能源为动力，以电动汽车作为交通工具的第三次能源革命之中，基于目前能源格局，国家也提出了2030年碳中和，2060年碳达峰的目标，来促进我国能源的低碳化转型和电动汽车加速发展。但是电动车数量的急剧增加，会带来巨大且不稳定的用电负荷，给电网带来灾难性的后果，此时我们就需要电动车和电网的互动，达到电动车和电网的良性共同发展的目的。本文主要分析了车网互动的背景、前景、模式、可行性、应用场景和价值予以分析和研究。
关键词：车网互动、V1G、V2G
一、车网互动的背景
汽车行业迎来百年来前所未有的革命，电动车的属性也随着变革较传统燃油车发生了变化，除了具有交通的属性，还具备信息、能源等属性。信息属性是指，电动车作为信息互联的终端，参与未来的能源互联，智慧交通、智慧城市的信息交互。能源属性是指，电动车可以与电网实现互动，进行调峰、调频与消纳清洁能源等辅助服务，所以车网互动就存在了应用价值。
二、车网互动的前景
预计2030年我国新能源乘用车保有量将达6800万辆，若均参与车网互动。等效功率按照15kW的功率输出或输入计算，理论功率超过100万MW，相当于2019年50个左右北京大小城市的峰时用电负荷，按照火电投资0.4万元/kW计算，相当于投资规模4万亿元火电调峰电厂输出功率。等效容量按照平均配置60kWh电池，60%的电量参与每日一次的充放电计算，理论容量将达到25亿kWh，相当于2030年日均用电量280亿kWh的9%。
三、车网互动的主要模式
车网互动的主要模式主要有两种：智能有序充电（V1G）和双向智能充电（V2G）。智能有序充电的基本特征，信息双向互动，能量单向调控。技术经济属性，对电池寿命要求不高，与电网单向能量交互，电量和价值量小，调度计划安排相对简单，解决容量不足和提供“削峰填谷”和辅助服务，削峰能力较弱。双向智能充电基本特征，信息双向互动，能量双向调控。技术经济属性，对电池寿命要求高，与电网双向能量交互，电量和价值高一个数量级，调度计划安排相对复杂。V2G在V1G的基础上可提供更强的“削峰填谷”能力和辅助服务。这两者最大的区别就是V2G模式能量可以双向调控，V2G相比V1G对技术的要求更高，创造的价值也更高，但是实现难度也比较大。
四、车网互动的可行性分析
（一）兼具能量型和功率型储能优势
能量型：兆瓦级以上功率，小时级持续放电时间。

功率型：秒级响应速度，控制精确，稳定输出。

（二）与电网互动时间长
电动汽车承接了传统交通工具的交通属性，停驶时间较长，大部分私人汽车平均每日停驶时间不少于20小时。
（三）充放电功率可调节
随着电池技术进步，电动汽车动力电池容量逐步提高，充放电功率可调节性较强，尤其是乘用车。
（四）动力电池未利用循环寿命
未来电池利用空间大，为车网互动V2G模式的应用提供基础。私人乘用车按照行驶20万公里计算，仅需要循环600次，可开发利用空间较大。随着电池技术的发展，电池寿命越来越高，将会打消用户对电池衰减的担忧，提高V2G功能的接受度，增加车企的开发意愿，有助于V2G的推广应用。

五、车网互动的应用场景和价值
车网互动在未来存在广泛的应用场景，能给国家电力系统、能源聚合商、新能源车企、新能源车主带来不同的价值。
（一） 车网互动的应用场景
车网互动的应用场景主要体现在备用电源、需求侧相应、辅助服务和微电网等，通过智能有序充电（V1G）和双向智能充电（也就是V2G）进行调峰、调频与消纳清洁能源等服务
（二） 车网互动的价值
① 国家电力系统的价值：
可以疏解电网堵塞，延缓电网增容，提高发电机组的利用率，改善电网的质量。减少备用容量。促进可再生能源利用和应急等。
② 新能源汽车企业：
可以解决小区建桩难，增加充电成本优势，促进车辆的销售等。
③ 新能源车主：
免受配电网的容量影响，减低充电费用，增加售电收入，参与绿色行动等。
④ 聚合运营商
免受配网容量的影响，降低购电成本，吸引充电用户，增加售电收入，能源身份转型等。
结束语：
总而言之，在电动车蓬勃发展的时代背景下，电动车的规模化，停泊时间长，电池可开发空间大，具备参与车网互动的基础，同时电动汽车又存在功率型和能量型及可移动的储能优势，车网互动在在能源变革大背景下独具优势，前景可期。
参考文献：
[1]中国汽车技术研究中心有限公司.2020年动力电池产业发展报告.2020年第四期.