8月22-24日，由國(guó)家電投&融和元儲(chǔ)、新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、風(fēng)光儲(chǔ)百人會(huì)、中國(guó)風(fēng)光儲(chǔ)網(wǎng)等單位聯(lián)合主辦的2022中國(guó)國(guó)際光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)大會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)：金磚光儲(chǔ)充論壇）在常州香格里拉大酒店圓滿(mǎn)閉幕。本屆大會(huì)設(shè)置“論壇峰會(huì)+展示臺(tái)展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專(zhuān)家為市場(chǎng)發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實(shí)國(guó)家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求，積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。

 

東南大學(xué)電氣工程教授 黃學(xué)良出席論壇并發(fā)表主題演講——《新型電力系統(tǒng)背景下電動(dòng)汽車(chē)海量分布式儲(chǔ)能資源的有效挖掘》。

 

 

大家上午好！非常感謝主辦方的邀請(qǐng)，讓我有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家分享一下《新型電力系統(tǒng)背景下電動(dòng)汽車(chē)海量分布式儲(chǔ)能資源的有效挖掘》。

 

第一，背景。

 

當(dāng)前能源和環(huán)境問(wèn)題已構(gòu)成了對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大威脅，各個(gè)國(guó)家紛紛采用了相應(yīng)的措施，提出了相關(guān)目標(biāo)。2020年習(xí)近平總書(shū)記提出了“雙碳”目標(biāo)。2021年習(xí)近平總書(shū)記進(jìn)一步提出了建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的要求，在這樣的大背景下，我們發(fā)現(xiàn)電源的清潔化、能源消費(fèi)的清潔化已經(jīng)成為趨勢(shì)。

 

今年6月底，電動(dòng)汽車(chē)保有量數(shù)量已經(jīng)突破了一千萬(wàn)輛，充電設(shè)施也達(dá)到了將近400萬(wàn)臺(tái)。預(yù)期到今年年底新增新能源汽車(chē)可能達(dá)到600萬(wàn)輛，所以電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。在這樣的背景下，新能源、電動(dòng)汽車(chē)等構(gòu)成了新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵的元素。

 

新型電力系統(tǒng)到底和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有哪些區(qū)別？新型電力系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)主要有六大方面的區(qū)別：

 

一，系統(tǒng)構(gòu)成。

 

二，電力電量平衡方式。

 

三，電網(wǎng)調(diào)控模式。

 

四，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制。

 

五，電力系統(tǒng)故障演化規(guī)律。

 

六，電力市場(chǎng)。

 

以上每個(gè)變化都和源側(cè)的新能源、荷側(cè)以電動(dòng)汽車(chē)為代表的柔性負(fù)荷的大量接入有關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)，在這樣的背景下，傳統(tǒng)的源隨荷動(dòng)的確定性電力電量平衡優(yōu)化決策方式必定要向計(jì)及源荷不確定性、源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的電力電量平衡優(yōu)化決策方式轉(zhuǎn)變。也就是說(shuō)，荷側(cè)的作用會(huì)越來(lái)越重要。

 

電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷和其他傳統(tǒng)負(fù)荷相比，在這樣的背景下，是不是具有同等地位、作用呢？我認(rèn)為地位是不一樣的。我這里列舉了7個(gè)理由，電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷相對(duì)其他負(fù)荷，它有一些優(yōu)勢(shì)。最主要的優(yōu)勢(shì)是，電動(dòng)汽車(chē)、運(yùn)營(yíng)商和互動(dòng)相關(guān)的基本信息是具備的。源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)，除了能量互動(dòng)，信息一定要互動(dòng)。信息互動(dòng)是基礎(chǔ)，電動(dòng)汽車(chē)具備支持互動(dòng)的信息，不像其他負(fù)荷。當(dāng)然電動(dòng)汽車(chē)還有其他的優(yōu)勢(shì)，比如電動(dòng)汽車(chē)是全社會(huì)最大的分布式儲(chǔ)能資源；該產(chǎn)業(yè)目前處于發(fā)展之中，容易按照適合互動(dòng)的方向進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)。這些都是其他負(fù)荷不具備的優(yōu)勢(shì)。

 

我們可以得出一個(gè)結(jié)論，與其他負(fù)荷相比，電動(dòng)汽車(chē)具有更大的參與電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。

 

這是電網(wǎng)、新能源網(wǎng)、交通網(wǎng)構(gòu)成的智慧能源交通網(wǎng)示意圖。在這樣的場(chǎng)景下，我們提出如下問(wèn)題：電動(dòng)汽車(chē)作為全社會(huì)最大規(guī)模的分布式儲(chǔ)能、靈活性調(diào)節(jié)資源，它到底和電網(wǎng)的互動(dòng)潛力有多大？能否為電網(wǎng)提供調(diào)峰等各種各樣的輔助服務(wù)？怎么提供輔助服務(wù)？對(duì)全社會(huì)來(lái)說(shuō)，能否幫助消納新能源？我們有必要探討一下這些問(wèn)題。

 

第二，潛力與特點(diǎn)。

 

下面分析一下電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)之間到底有多大的互動(dòng)潛力。如圖，我們這個(gè)數(shù)據(jù)是按照2030年的電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的。這是新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0版里面給出的典型的電動(dòng)汽車(chē)，包括出租車(chē)、私家車(chē)、公務(wù)車(chē)、公交車(chē)等類(lèi)型。保有量也是參考的技術(shù)路線(xiàn)圖2.0的。各車(chē)型的充電模式和日平均互動(dòng)在線(xiàn)率是我們自己的估計(jì)。比如私家車(chē)快充占比估計(jì)是15%，慢充占比達(dá)到85%。我們估計(jì)的時(shí)候，充分地參考了技術(shù)路線(xiàn)圖2.0關(guān)于慢充電能的預(yù)測(cè)。技術(shù)路線(xiàn)圖2.0里面的估計(jì)是，電動(dòng)汽車(chē)規(guī)?；l(fā)展以后慢充電能總量將超過(guò)80%以上。

 

我們通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)可以非常明顯地看出，今后電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)的最大潛力在于私家車(chē)。其他車(chē)型無(wú)論從數(shù)量上來(lái)說(shuō)，還是從在線(xiàn)率來(lái)說(shuō)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于私家車(chē)。我在這邊再次強(qiáng)調(diào)一下，從全社會(huì)角度看，我認(rèn)為新能源汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)的最大潛力在私家車(chē)。

 

這是我們?cè)u(píng)估的以2030年為例，8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)的潛力評(píng)估數(shù)據(jù)。這是理想情況下，關(guān)于調(diào)峰能力的評(píng)估數(shù)據(jù)。我們是從兩個(gè)層面得到的這個(gè)評(píng)估數(shù)據(jù)。

 

（1）從需求側(cè)層面出發(fā)進(jìn)行評(píng)估；

 

（2）從供給側(cè)層面出發(fā)進(jìn)行評(píng)估。

 

最終取的是平均值。藍(lán)顏色的曲線(xiàn)就是我們得到的調(diào)峰能力的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，這里面我說(shuō)明一下，上面的藍(lán)色曲線(xiàn)代表的是單向充電情況下的能力曲線(xiàn)；下面藍(lán)顏色的曲線(xiàn)是假設(shè)電動(dòng)汽車(chē)能夠放電情況下的能力曲線(xiàn)。

 

總的來(lái)說(shuō)，到2030年電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)峰能力平均每小時(shí)可以有億千瓦級(jí)。同樣，對(duì)調(diào)頻能力、備用容量也做了評(píng)估，，能力也是億千瓦級(jí)的。

 

大家可能只是一個(gè)數(shù)量概念，可能沒(méi)有相對(duì)的概念。大家不妨看一下PPT右上角。2030年的時(shí)候，整個(gè)電網(wǎng)的平均發(fā)電功率也就10億千瓦，8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)的交互能力也是億千瓦級(jí)了。這是一個(gè)海量的全社會(huì)最大的分布式靈活資源。

 

當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模發(fā)展以后，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷實(shí)際是峰上加峰的問(wèn)題，怎么解決這個(gè)問(wèn)題？有序充電是一個(gè)解決辦法。如果雙向有序，包括充電有序、放電有序，這個(gè)問(wèn)題會(huì)得到更好的解決，對(duì)電網(wǎng)的沖擊更小。右邊的圖反映的就是這樣的情況（如圖）。

 

第三，電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)到底有哪些作用

 

通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)主要解決幾個(gè)問(wèn)題：

 

1、解決充電問(wèn)題，滿(mǎn)足用戶(hù)需求。通過(guò)互動(dòng)首先要解決能充電。不光要能充電，還要更容易充電，要降低用戶(hù)的充電成本，達(dá)到“廉充電”的目的，即要實(shí)現(xiàn)能充電、易充電、廉充電。

 

2、發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)作用。電動(dòng)汽車(chē)本身是負(fù)荷，它有能源消耗，同時(shí)還是儲(chǔ)能，這是它區(qū)別于普通儲(chǔ)能的方面，所以有時(shí)候說(shuō)它是最大的分布式靈活性資源。那怎么發(fā)揮它的作用？就是資源利用。

 

這個(gè)資源利用有兩個(gè)層面：

 

（1）為電網(wǎng)發(fā)揮輔助服務(wù)；

 

（2）為社會(huì)消納新能源。

 

這是我對(duì)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的作用思考。這個(gè)觀點(diǎn)我在去年青島召開(kāi)的第一屆中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)上談過(guò)這個(gè)觀點(diǎn)，今天再次分享一下。

 

充電的問(wèn)題大家比較容易理解，我這邊不再重復(fù)。從對(duì)電網(wǎng)提供輔助服務(wù)的角度，我這邊梳理了一些。比如說(shuō)，它能夠參與電網(wǎng)調(diào)峰、參與電網(wǎng)調(diào)壓、調(diào)頻、阻塞管理、新能源消納，包括可以提供電能備用。這里面有的概念大家比較容易理解，有些概念電力系統(tǒng)的同行會(huì)更容易理解。

 

每一個(gè)輔助服務(wù)的預(yù)期效果是什么樣的？我這邊給大家列舉一下。

 

這些是我們團(tuán)隊(duì)對(duì)各種輔助服務(wù)在不同場(chǎng)景下的仿真結(jié)果：這是關(guān)于調(diào)峰業(yè)務(wù)的仿真結(jié)果；

 

這是電動(dòng)汽車(chē)參與阻塞管理的仿真結(jié)果；

 

這是電動(dòng)汽車(chē)參與電壓治理的仿真結(jié)果；

 

這是電動(dòng)汽車(chē)作為一個(gè)分布式儲(chǔ)能資源助力消納新能源的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果來(lái)看，效果是非常好的。這是我以2030年為例，某一個(gè)典型日24小時(shí)之內(nèi)，能夠多消納多少的新能源，應(yīng)該說(shuō)效果非常明顯。（如圖）

 

這是2030年全年的估計(jì)數(shù)據(jù)，從無(wú)序充電、有序充電、雙向互動(dòng)這三個(gè)角度，分析一下電動(dòng)汽車(chē)到底對(duì)新能源消納有多大作用。我們做定量分析的時(shí)候，沒(méi)有考慮常規(guī)儲(chǔ)能的作用。因?yàn)槌Ｒ?guī)儲(chǔ)能也在發(fā)展之中，這個(gè)因素暫時(shí)沒(méi)考慮，我們只考慮了電動(dòng)汽車(chē)的靈活性柔性資源的作。我們認(rèn)為電動(dòng)汽車(chē)即使是無(wú)序充電，不去調(diào)控它，也會(huì)消納部分新能源，我們估計(jì)是700億度左右；假設(shè)有序充電，那么一部分是電動(dòng)汽車(chē)本身的用電量中會(huì)增加新能源電；第二，因?yàn)樗膬?chǔ)能作用，它可以協(xié)同增加其它負(fù)荷的新能源消納。加起來(lái)是3000億度。請(qǐng)大家注意一下，無(wú)序是700億度，有序情況下增加了2300億度；如果雙向互動(dòng)的話(huà)，估計(jì)可以增加到7000億度。通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)，從助力新能源消納角度看，這個(gè)效果是非常明顯的。

 

這個(gè)是電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能對(duì)比的圖（如圖）。

 

結(jié)論：規(guī)?；妱?dòng)汽車(chē)兼具能量型和功率型的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，它具有廣闊的應(yīng)用前景。

 

第四，電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)、新能源融合的技術(shù)架構(gòu)

 

電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)既然作用那么大，它的基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)該是什么樣的？我們這邊不妨跟大家探討一下。

 

這是第一階段的技術(shù)架構(gòu)，就是為了滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求的。在這個(gè)過(guò)程中，電動(dòng)汽車(chē)充電帶來(lái)的各種問(wèn)題暴露了，那怎么辦？我們認(rèn)為需要做有序充電。而且初期階段往往是自治情況下的有序充電，還達(dá)不到和電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，所以我們叫做“被動(dòng)的有序充電”，這是第二階段。

 

第三個(gè)階段，電網(wǎng)接入進(jìn)來(lái)了，可以進(jìn)行更大范圍的有序充電，我們叫“主動(dòng)有序”。從電網(wǎng)角度看，一種是基于需求響應(yīng)的有序充電；另一種是基于主動(dòng)調(diào)控的有序充電。圖里面可以看得很清楚（如圖）。

 

最后一個(gè)階段，電能雙向互動(dòng)階段。

 

這么龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，需要各方協(xié)同才能共同推進(jìn)。這里我想從電網(wǎng)的角度，比較一下基于需求響應(yīng)和基于主動(dòng)調(diào)控的電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的異同點(diǎn)：兩者在工作的側(cè)重點(diǎn)、業(yè)務(wù)的協(xié)同、技術(shù)現(xiàn)狀、效用等方面有明顯的區(qū)別。

 

以前需求響應(yīng)講得比較多一點(diǎn)，這里我們從主動(dòng)調(diào)控角度，梳理了一些想法，時(shí)間有限，我不多展開(kāi)了。

 

最后我要對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)成效做一個(gè)展望。我們梳理了一下發(fā)展趨勢(shì)，總的來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為發(fā)展趨勢(shì)是互動(dòng)主體多元化、能量流動(dòng)單向雙向并存、本地互動(dòng)與廣域互動(dòng)并存、能源形式多樣化、互動(dòng)場(chǎng)景多樣化。昨天討論的“光儲(chǔ)充”很多情況下屬于本地互動(dòng)，電網(wǎng)接入以后，可以實(shí)現(xiàn)廣域的互動(dòng)。同時(shí)，能源形式多樣化、互動(dòng)場(chǎng)景多樣化。

 

剛才講了四個(gè)階段，這里我們梳理了每個(gè)階段需要解決的聚焦問(wèn)題或者痛點(diǎn)問(wèn)題，以及它的特點(diǎn)。。當(dāng)前正處于第一階段向第二階段的過(guò)渡期。

 

第二階段要聚焦什么問(wèn)題？我認(rèn)為要著力解決電動(dòng)汽車(chē)較大規(guī)模發(fā)展后的充電問(wèn)題。第二階段的特點(diǎn)主要是電動(dòng)汽車(chē)與運(yùn)營(yíng)商之間的就地互動(dòng)為主，這時(shí)候能量是單向的，信息是雙向的。

 

第三階段也是有序充電，這時(shí)候電網(wǎng)深度介入了，而且電網(wǎng)接入以后，不光能夠?qū)崿F(xiàn)本地的互動(dòng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)廣域的互動(dòng)。這個(gè)時(shí)候能量是單向的，信息也是雙向的。

 

在前三個(gè)階段的基礎(chǔ)上，最后就會(huì)過(guò)渡到智能雙向充放電階段。而且我覺(jué)得只要把前面三個(gè)階段的工作做好了，體系、架構(gòu)建立起來(lái)了，后面可以順利地過(guò)渡到第四個(gè)階段。

 

第四個(gè)階段是很多人講的V2G階段，，它和有序充電的技術(shù)體系、技術(shù)架構(gòu)比較類(lèi)似，因此第二、第三階段的有序充電工作是非常關(guān)鍵的。這些都屬于電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)互動(dòng)范疇的工作。從產(chǎn)業(yè)、技術(shù)發(fā)展角度，我覺(jué)得還是循序漸進(jìn)推進(jìn)這個(gè)工作，會(huì)更有利于發(fā)展。

 

這是關(guān)于整個(gè)技術(shù)路線(xiàn)圖，從各個(gè)階段、理論研究、標(biāo)準(zhǔn)制定的設(shè)想。

 

第五，電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)成效展望我們通過(guò)上述工作，要達(dá)到什么樣的目標(biāo)，或者對(duì)未來(lái)有怎樣的展望？這里還是借用一下新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0里面，關(guān)于2025、2030、2035年總體目標(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域、關(guān)鍵指標(biāo)的表述。我這邊列了一下，供大家參考（如圖）。

 

總結(jié)：

 

1、EV是新型電力系統(tǒng)背景下源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的主力軍之一；

 

2、EV儲(chǔ)能是全社會(huì)最大的分布式儲(chǔ)能資源；

 

3、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)是發(fā)揮EV分布式資源作用的核心技術(shù)；

 

4、借助電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)，可以滿(mǎn)足用戶(hù)充電需求，也可以發(fā)揮調(diào)峰調(diào)頻等電網(wǎng)輔助服務(wù)作用，有利于新能源消納；

 

5、EV分布式儲(chǔ)能資源喚醒，需要各方協(xié)同努力。

 

我們要積極推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)工作，讓電動(dòng)汽車(chē)真正成為新能源汽車(chē)，為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)發(fā)揮積極作用。謝謝大家！