“车- 桩- 网”互动 电动汽车用的才舒心

电动汽车能不能用得舒心,关键要看充电是否便捷。

充电桩作为新能源汽车发展的重要基础设施,已然成为传统加油站的替代品,或将迎来遍地开花之势,充电网络也随之进入快速发展期, 配电网发展迎来新的挑战。

本周四,自然资源保护协会(NRDC)与国网能源研究院有限公司联合发布的《电动汽车发展对配电网影响及效益分析》(以下简称《报告》)报告指出,随着电动汽车负荷的增多,对配电网容量配置提出了更高要求,而“车- 桩- 网”互动可以充分利用电动汽车移动储能特性,实现对配电网负荷的优化调整,合理利用谷期容量,降低峰期负荷,减少配电网容量的配置。

电动汽车充电需求亟待引导

广东省日前公布的《关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》明确提出,广东省新建住宅必须100%配备充电设施,否则不得验收。今年1月1日起实施的《长沙市住宅区电动汽车充电设施设计导则(试行)》则要求,长沙市15%停车位要配建充电桩接入设施,其余85%停车位预留充电桩安装条件。

国发能研院、绿能智库梳理发现,如果要为新小区的每一个停车位配建充电桩,就必须在小区规划之处预留足够的电力条件,满足所有充电桩同时充电的需求,如果老旧小区和已经建成的办公楼、商场希望重新配建充电桩,就可能需要对电网进行一定的改造,避免大量用电后出现跳闸的现象。

值得注意的是,虽然充电基础设施规划、建设、运营体系已经建立,但电动汽车与电网互动问题尚未得到足够重视,电动汽车缺乏采用互动充电模式的动力,总体上表现出无序集中充电特性,节能减排等综合效益难以充分体现。

《报告》显示,到2020 年与2030 年,在无序充电情形下,国家电网公司经营区域峰值负荷增加1361 万千瓦和1.53 亿千瓦。分区域来看,加快发展地区占比最大,超过62% 和58%。分设施来看,分散式专用充电桩占比最大,约68% 和75%。

不仅如此,电动汽车的聚集性充电可能还会导致局部地区的负荷紧张,加重配电网负担,并对部分地区的局部配电网产生增容改造的需求。国发能研院、绿能智库认为,电动汽车的充电需求是可以引导和转移的,通过有序充电使电动汽车利用配电网谷期容量进行充电,从而平抑负荷波动,降低峰谷差,降低尖峰负荷。

“车- 桩- 网”互动  实现有序充电

电动汽车有序用电降低对电网最大负荷的影响主要是通过专用设施的价格引导和智能充电管理实现,将有望使充电负荷下降50%-70%,对负荷降低贡献最大。其中,“车- 桩- 网”互动模式能够从不同手段与层次实现电动汽车有序充电行为,从而降低对电网最大负荷的影响,促进需求侧资源的协调运行,最大程度消纳新能源,并降低配电网建设改造成本。

以一个2000 户的居民区配电设施为例,在配置充电桩时,无序充电下小区用电总容量要增加105%,在有序用电模式下用电下仅增加35%,并减少充电桩成本约50%。

与此同时,“车-桩-网”互动可增强电网灵活性调节能力。电动汽车的停驶特性与电网负荷的爬坡特性存在较好的匹配关系。当早晨电网负荷爬升以及夜间电网负荷快速降低的同时,电动汽车也进入停驶状态,可以通过充电基础设施接入电网,参与电网的削峰填谷。此外,“车-桩-网”互动模式还能够提高配电网的管理效率,丰富电网的服务模式。

那么,“车-桩-网”互动又会对配电网综合效益产生哪些影响呢?以一个2000户的居民区配电设施为例,在“车-桩-网”互动模式下,配电网扩建容量减少约78%,配电网的资源利用率可提高约34%,负载率可降低约42%,并提升事故支撑能力,即配电网发生故障时能够调用的用户资源支撑配电网恢复供电行为的能力。

可见,“车-桩-网”互动模式能够提高配电网的经济性、安全稳定性和环境友好性,亟需重视。

价格引导促智能充电率先应用

实际上,“车-桩-网”互动方式可分为价格引导模式、本地优化的智能充电模式、全网优化的智能充电模式、本地优化的智能充放电模式、全网优化的智能充放电模式。在广泛应用价格引导模式的基础上,本地优化的智能充电模式有望率先得到应用,一方面有利于降低局部配电网的建设改造成本,另一方面能够在技术、设备、标准等方面打下良好基础。

目前,随着价格引导模式在多地实行,《报告》预计到2020 年,价格引导模式将全面推行,本地优化的智能充电模式率先应用,全网优化的智能充电模式随着智能电网的建设以及电力市场改革推进等取得进展,“本地充放电模式”开始取得一定应用。

国发能研院、绿能智库认为要想实现上述目标,需要加快建设电力市场,以建立“车-桩-网”互动下电动汽车集群参与电网辅助服务的市场机制。为建立这个市场机制,应制定相应政策来激励电动汽车用户积极参与,且市场参与方不限于电动汽车用户、充电服务商和电网公司。同时,考虑到电动汽车“散又多”的特征,应探索不同商业模式,寻求有效的集成模式促进电动汽车参与到电力市场当中,以达到多方共赢的目标。

作者:张莎莎

来源:国发能研院、绿能智库

2018年9月12日 11:41