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国网电动汽车王明才:国网电动汽车有序充电技术及V2G技术应用

北极星储能网  来源:北极星电力网    2020/11/3 14:05:16  我要投稿  

北极星储能网讯:“2030年按照8千万辆车测算,基本上电动汽车在电网里功率可以达到12亿千瓦,同时我们也测算2030年全国新能源的装机情况,预计电动汽车功率值12亿千瓦相当于全国新能源装机的三分之一,新能源装机占比就是三分之二,这个调节能力基本上对于调解清洁能源波动能够起到关键性作用。”

——国网电动汽车服务有限公司 王明才

北极星电力网于 2020年 11 月 3-4 日在无锡举办“聚力当下,桩点未来“为主题的“2020 新基建充电桩发展论坛”。北极星电力网全程直播》》》

国网电动汽车服务有限公司 V2G业务高级经理 王明才 分享了《国网电动汽车有序充电技术及V2G技术应用》。

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国网电动汽车服务有限公司 V2G业务高级经理 王明才

以下为文字实录:

我的报告主要分四个部分,第一个为什么要做V2G?第二个,业务情况,第三是我们试点项目情况,最后是我们下一步的计划。

一、为什么要做V2G?

今年9月22日,习主席在75届联大上面提到,在2060年实现碳综合,这个事情对国内还是很有压力。国际社会对这个社会普遍赞赏,包括日本和韩国都提出了碳中和计划。实现碳中和从新能源行业里面看有两个方面,第一个电动汽车,是可以推动碳中和发展的。从电力行业来说,交通领域里面能源来源大部分石油,电力比例比较低,后续如果实现能源替代,通过电力替代形式可以进一步提升节能减排效果。

第二个,整个新能源发展要有电网协调。实现碳中和很重要一个方式,我们要大力去推进新能源产业发展,现代新能源产业中光伏风电发展很快,波动性很大,需要有电网调节,近些年来说对电网调解压力越来越大。随着这几年经济发展,电网峰谷差越来越大,电网确实有调控的需求。2019年我们国内装机火电差不多都是在60%左右,清洁能源发电,包括光伏风电发展比较快,预计2035年水电比例会上升到到50%左右,我们必须要调整发电装机结构,传统调整方式是有限的,我们有什么方案?电动汽车与电网双向智能互动可能是我们一个可行出路。

车辆方面我们一直说有三重属性:第一交通属性;第二能源属性,车是有电池,电池可以充电,可以放电,这个是区别于燃油车最大的特点;第三个,本身互联网化程度越来越高,所有车现在都具备了远程联网信息交互能力,这样我们认为电动汽车相当于是一个移动储能单元,而且能够连接到电网接受调度一个移动储能单元。

未来电动汽车量级很大,以后是足够去调控清洁能源波动的,目前电动汽车电量越来越大了,2016年刚有电动汽车时候差不多20- 30度电之间,但是现在普遍超过50度电,甚至单车100度电的车辆已经有了,这样车辆能够参与电网调控能力越来越强。另一方面,车有很长时间是停止的,停止的时间完全具备条件跟电网互动。这样车不管电量还是时间上面来讲都是可以调控的。第二个,电池循环次数,充换电寿命进步很快,有很大空间可以跟电网互动的。

V2G的发展潜力:零电池成本优势,本身买车时候,车已经买了,电池充换电成本已经购买了,不利用起来就是一个闲置成本。第二个,本身V2G场景里面车和桩,停车位资源本身是具有条件,可以实现电网互动,只要做一些适应性技术改造。本身新出厂电池,大部分私用车和专用车充电时间需要比较短,后续如果车辆历里程增加到800公里,我们的车它能够参与调控空间,包括充电时间和充电功率,平移空间会越来越大,我们能更多跟电网进行互动。我们也做了测算,假如现在电力市场进一步完善以后,电动汽车参与电网互动以后,可以进一步服务油电平价,包括电动汽车经济性会进一步提升,我们在比较理想场景下面,电动汽车开车不需要再花钱,只要车停着连上充电桩就可以。

按照之前测算,目前电动汽车配置60度电来算,1500次循环寿命,差不多有9万度电。真正我们需要行驶电量大概4万度电左右,会有一半多电池充放电寿命可以跟电动互动。到了2030年,电池电量肯定会进一步提升,当电池电量到120度,它的循环寿命按照2000次算,电池全生命周期有24万度电可以跟电网互动,这样它能够产生价值更大。2030年按照8千万辆车测算,基本上电动汽车在电网里功率可以达到12亿千瓦,同时我们也测算2030年全国新能源的装机情况,预计电动汽车功率值12亿千瓦相当于全国新能源装机的三分之一,新能源装机占比就是三分之二,这个调节能力基本上对于调解清洁能源波动能够起到关键性作用。

12亿千瓦基本上是日平均负荷的量级,关于电量,每辆车电池电量50%量去算,它的电量会超过64亿千瓦时,光电量可以占到全社会日用电量23%。所以,整个市场如果说一度电按照5分钱来算,车网互动的市场规模可能会超过1000亿元。

这是充电设施三个阶段,从无序充电,到有序充电,到V2G,车网双向互动,现在大部分公共桩主要还是一种无序模式,但是在小区等一些其他场景,完全具备我们做有序充电,甚至做V2G条件。我们提出来一个想法,我们认为电动汽车未来是一个巨大电力海绵,我们想做的事情是,在正确时间,正确地点去充放正确的电量,这样对电网,对电动汽车产业都可以起到非常大作用。

我们想通过V2G,电动汽车与电网双向互动,实现几个目标。第一个,从电力系统来说,本身车网互动可以提高电力系统整个运行效率,还有调节能力。也可以减缓电网增容改造,如果能够充分互动,能够从本质上改善清洁能源消纳困境,能够促进清洁能源参与电力市场,拓展整个应用范围和领域。

新能源企业受益以后,车主这块也可以享受到V2G参与到电网互动获得这个收益,这样对用户购车意愿和使用体验也会有进一步的提升,这样整个新能源汽车产业,它对燃油车更有竞争优势,可以持续的提升他的发展潜力。

二、主要工作情况

公共充电站,主要还是在建设布局,提供公共为主。我们实现即插即充和功率调节,我们现在做有序充电,今年重点在做投入,主要在小区建设布局。能解决小区阵容改造问题,通过有序充电能够基本解决好多配网上的问题,包括小区改造,扩容慢一些问题,基本上有序内都可以解决了。V2G,车网双向互动这个事情我们也做了一些试点,现在主要做商业化验证和推广。

说一下有序充电,这个是我们认为有序充电可以解决这几个问题,第一个好多小区确实面临容量不够的情况,有序充电可以解决在某些小区在用电高峰期存在配电容量不足问题;第二个,买了电动汽车以后不一定能建上充电桩,物业需要协调,我们可以通过统一建设管理去解决;第三个,本身这个桩含在车辆的购买成本里面,我们可以免费提供有序充电桩使用,降低用户车辆购买成本;最后一个是设备安装的问题,标准不统一对安全包括后续运维都会有很大的影响。

有序充电对于电网来说最直接的好处是,能够解决小区里面配电容量不足问题。通过调解时间和充电功率能够把配电容量问题解决掉。第二个清洁能源消纳,刘博士也提到,华北这块有辅助服务市场,我们觉得未来主力就是有序充电,社区充电还是电动汽车充电的主力。这是实现有序充电未来整个技术架构,第一个从车跟桩之间,识别充电需求,一个是车桩通讯这块,我们也会积极推动交流桩标准。桩跟平台,平台识别车辆需求以后,平台去调控充电计划,充电时间,确保用户的车能充满电,最后关于负荷聚合事情,能跟市场对接,通过平台调控这些充电桩。

我们自己也对有序桩提出一些要求,要支持4G通讯,必须上平台。我们有多款产品可供选择,用户可以通过APP设定需要的充电方式,如果车装通讯以后能够自动识别,能够保证用户充电需求。本身有序充电也跟主机厂合作,桩我们来提供,这样对主机厂来说第一方面可以降低成本,第二个车辆会更有竞争力,因为有序充电会进一步降低车辆使用成本,第三个用户充电数据我们对车厂实现开放,实现数据互通。最后我们会提供充电桩的终身质保。

说一下V2G情况,V2G会更复杂一些,实现V2G主要有三个方面(技术):需要一个平台,能够识别车辆需求,调控策略;第二个需要有V2G充电桩,这块可能是相关企业涉及比较少,国内真正做V2G充电桩具备量产条件不多,第三车辆支持V2G,这块很多主机厂支持,我们也跟主机厂做了很多工作。

因为我们公司本身是一个平台公司,平台这块功能2019年底已经开发完,具备整个实现V2G需要的业务功能,功能模块都有。下一步平台这块,会重点在电池寿命,对用户策略优化上面做优化升级;平台这块我们还有APP,用户可以设定他需要的续航里程,以及开放出来SOC的上下限,这样会在用户开放充放电区间和开放时间把这个车进行调度管理,去和电网互动。从目前我们试运营的项目看,只要用户设定好参与区间,对他用车没有什么影响的。

车这块,因为跟主机厂一直也在合作,跟他合作提了几个要求,车要实现V2G有四个方面,第一个,整车厂本身软硬件需要做一些升级,包括后续基本服务要跟上。第二个电池质保,一提到V2G,很多人会说对电池有多少影响?所以说要实现V2G,电池质保一定得有,我们跟宁德时代合作,除了常规质保外还提供了V2G循环次数质保,这部分量级可以开放出来给电网互动,用户不需要担心的,这是有质保的。第三个,车辆本身有监测,V2G过程中跟常规充电不一样了,是充放电可能会有反复多次切换,这块监测,为了保证安全会提的更高;最后是数据开放,我们现在跟整车厂、电池厂一块,分析V2G过程对电池最终影响,去优化我们的策略,调整我们充放电时序。这个是目前跟整车厂对接情况,目前国内主机厂基本上都已经做V2G这个车,所以这块进展还是比较快的。

三、试点项目情况

我们目前在全国14省市已经完成了项目建设。现在建的项目不太可能是赚钱的,很难,大部分还是做商业模式探索,把产品不断迭代完善为主。

从商业模式上看,V2G确实不赚钱,但是在特定场合,我们说相比储能电站还是很有优势,能开展各种储能应用,同时车辆还支持灵活调度,综合来看V2G还是有很好的经济性,但是问题四怎么找经济性合适的场景。

现在V2G场景,我们重点是在工商业园区,结合目的地充电这个场景。V2G真正价值不在于削峰填谷应用,而是在于电网调控,这些是充电的案例,大家看一下,几个示范项目里面比较好的用户情况下面,八年时间给用户大概能够带来3.3万元的收入,这样能够大幅涵盖掉电池一些成本。

四、未来工作计划

第一个标准,V2G标准很多,不管设备建设运行系统标准基本都没有,这可能需要行业的相关专家一块支持,推动标准制定,这是我们重点方向。

第二个,整个上下游合作,现在是我们作为国家电网公司下面二级单位,我们有义务做车网互动这个事情,我们义不容辞,把车网互动做好还需要在座各位,还有行业一块努力,我们想在主机厂合作,研发,平台,商业模式,试点项目等建立全面合作。不管V2G还是有序充电,只要有场景和想法可以跟我们交流,我们可以投资,这是结合新基建我们做的承诺。

第三个,我们想打造电动汽车全生命周期服务,因为V2G过程中本身对于车辆充放电,对于电子监测要做很多数据分析,获得很多数据和用户一些行为数据,这样最大化挖掘电动汽车价值。结合车辆,本身我们公司有车辆租售服务,去把V2G整个产业链串起来,包括梯次利用,实现电动汽车全生命周期业务。

最后是关于2021-2035发展规划,要推动新能源汽车与新能源融合发展,提到了要加强新能源汽车与电网V2G能量互动,这个事情对我们来说很有意义,我们希望这个事情,在座各位能够一起推动。

我的汇报完毕,谢谢大家。


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