演講實錄

 

 

國網智慧車聯網技術有限公司副總經理王文線上發表主題演講——《協同創新，驅動充換電行業高質量發展》。

 

 

以下為演講實錄：  

 

尊敬的各位專家、各位同仁，女士們、先生們：大家上午好！我是王文，很榮幸受邀參加第八屆中國國際電動汽車充換電產業大會，很遺憾因為疫情防控的原因，不能到現場參會，與各位面對面交流學習。

 

今天我以“協同創新，驅動充換電行業高質量發展”為主題，向大家介紹一下近年以來，我們在研究國家重點研發計劃項目過程中的思考。

 

我的匯報分為四個部分：

 

第一、發展背景與面臨問題

 

大家知道，加快發展純電動驅動的新能源汽車是我國交通強國戰略的重大需求，也是實現我國“30·60”碳達峰、碳中和戰略目標的必然選擇；經過近十年的產業化發展，我國已建成全球最大的電動汽車和充電樁市場。

 

到2030年，我國電動汽車保有量將超過8000萬輛，動力電池容量超40億千瓦時，超過風電、光伏日均發電量的60%，是新型電力系統經濟、優質的用戶側靈活性資源。但目前行業的發展在充換電網絡和車網互動方面，仍然面臨著諸多問題。

 

大家都能感受到產業中依然存在著用戶補電體驗差、設備利用率低、車樁匹配不智能等現象，主要原因是信息流、能源流與價值流運轉不暢，導致充換電網絡整體運營效率低下。通過“車、樁、電、云”跨網協同，實現安全高效的信息流通、能源轉化和價值傳導，是解決上述問題的主要方法。

 

而在車網互動方面市，大規模電動汽車融入新型電力系統面臨諸多挑戰：

 

（1）電網接入容量受限。現有40%的用戶無法報裝充電。

 

（2）充放電安全事故多發，占電動汽車火災事故總數的三分之一。

 

（3）信息安全威脅突出，身份偽造、數據篡改和反向攻擊電網的風險大。

 

（4）靈活性資源潛力未激發。目前開發量不到1%。

 

因此，突破電動汽車安全充換電與車網智能互動關鍵技術，意義也非常大。

 

第二、充換電網絡發展研究

 

為了解決行業發展在充換電網絡、車網互動方面存在的問題，國家科技部分別在去年和今年發布了兩個重點研發計劃項目。下面，首先介紹充換電網絡發展研究。

 

針對充換電網絡發展研究中的問題，我們將以數據安全為核心，打造跨網服務的共享平臺，為后續研究提供數據與能力支撐，通過海量數據的分析。

 

從宏觀層面，揭示充換電網絡耦合運行規律，指導充換電設施增量建設與存量改造，實現多網協同規劃。

 

從微觀層面，進一步揭示充換電網絡中，價值傳導對信息流通和能量轉化的促進作用，實現充換電網絡的高效運營。

 

為破解“車-樁-電”間數據難流通的問題，開展多層級應用架構、多方計算系統構建“車-樁-電”的數據流通平臺，并對充電安全預警進行研究，開展試點驗證。

 

我們還要按照國家數據安全法的要求，應用數據隱私保護計算方法，構建高可靠、高性能的多主體數據安全融合計算框架，研發“車-樁-電-云”信息交互與跨網共享服務平臺，實現車-樁信息互聯，“車-樁-電”的數據流通。

 

我們這個研究還構建基于多方計算的交互與共享平臺，實現數據“可用不可見，可控可計量”，通過跨網數據融合，協同安全管控，保障充電安全。

 

為破解充換電網絡時空隨機性強，難以精細化布局的問題，優化充換電設施的布局構型，實現用戶的便利充電與充換電網絡的高效運行。開展充換電需求時空分布預測、充換電網絡建模仿真、布局構型、綜合評估等方面的研究。

 

我們基于車-樁-網信息交互與跨網共享服務平臺，設計多時空尺度網格化充換電需求預測算法，建立充換電網絡仿真推演模型，提出多網協同的充換電設施規劃雙層優化架構和綜合評價方法。

 

為破解充換電需求難以有序引導的問題，開展運營決策理論、車群充換電規劃與引導技術等方面的研究。基于跨網服務平臺的數據支撐，研究多方共贏運營管理理論，并在充換電網絡知識圖譜快速檢索的基礎上，協同感知識別用戶行為和設施狀態，提出充換電需求實時引導策略，實現充換電設施的高效運營。

 

同時，我們通過AI在線決策，幫助運營商在提高充電效率的同時，降低車輛充電等待時間。

 

第三，車網互動的發展研究。

 

在這方面，我們圍繞電動汽車規模化發展與新型電力系統構建的新需求，首先研究大規模電動汽車配電網友好接入和充放電智能控制技術，實現充電樁應接盡接。研究大規模電動汽車充放電靈活性預測與聚合優化調控技術，實現對電網靈活性的可靠支撐。同時，開展充換電過程車-網協同狀態監測與安全預警-處置技術，車樁（站）網互動信息安全防護技術研究，保障互動過程物理、信息安全。

 

為了攻克配電網容量約束下的大規模充放電多主體博弈難題，實現智能有序充放電控制，提升充放電設施接入容量，開展需求動態特性分析、友好接入與評估，社區智能有序充放電、快充站靈活性資源協同控制四項研究。

 

首先，量化用戶充電需求及可調邊界，提出友好接入方案協同優化設計方法，通過云端管控的系統和邊端臺區裝置協同電網安全、運營商的收益、用戶充電需求等多主體利益，在社區提出智能無感有序充放電控制技術，在快充站突破“光-儲-充-放”靈活性資源功率協同控制技術。

 

 

我們這個研究還提出了多主體云邊協同的多時間尺度無感有序充放電控制技術，建立“周-日”長時間尺度電量平衡與“時-分”短時間尺度功率平衡，實現臺區充電樁容量2倍接入和快充站峰值負荷削減20%。

 

為攻克充放電過程中的安全風險生成與傳導機制不明確的問題，實現車樁網協同安全的動態監測、精確預警和高效處置，分別從電池本體、充電樁、配電網三方面開展安全監測、預警和處置研究，最后協同開展全過程多源信息融合的預警和處置研究。

 

融合電池、車輛、充放電、電網四類國家級平臺數據，構建覆蓋全車型、多運營商及電網的協同狀態監測體系。從熵值、柯氏復雜度、外特性等多維度對單體、模組、整車級動力電池進行實時充放電過程和全生命周期熱失控預警，建立樁、網交互動態安全邊界，并進行預警和分級處置。

 

為攻克電動汽車規模龐大、時空不確定性強的難題，實現快速、精準的大規模充放電靈活性預測與聚合調控，開展靈活性精準評估與預測，全場景聚合優化、在線智能調控以及電網側公平管控四項研究。

 

技術路線是首先研究了充放電靈活性指標多時段可行域構建和預測方法，然后提出運營商參與車網互動的全場景聚合優化方法和分層分群調控決策技術。最后研究電網側的充放電基準功率計算與出清調控方法，實現大規模車網互動的多方協同、精準調控。

 

為了攻克車網互動中網絡暴露面多，不同系統信息安全防護差異大的難題，實現車樁網多主體間跨域、可信、經濟的信息安全防護。開展持續防護體系構建、動態訪問控制與終端研制，數據可信交互和智能化業務風險防控四項研究。

 

為此，我們建立了動態攻防組合模型，構建持續優化的信息安全防護體系，研究多因子身份認證與自適應加密技術，研究沙盒隱私計算與鏈上鏈下協同存證策略，實現車網互動動態訪問控制與數據可信交互，突破數據、算法、模型全環節風險防控技術，保障智能決策安全。

 

第四，行業發展目標與展望。

 

通過這兩項研究，協同人車樁網資源，通過大數據、人工智能、區塊鏈等技術，實現充換電產業的數字化，提供智慧充電服務，在用戶友好、電網友好的情況下，引導全民參與清潔能源消納，實現充換電行業的高質量發展，使綠色低碳、高效經濟和安全可靠，這個不可能三角形成為可能。具體來講，在綠色低碳方面，車網智能互動升級，提升新型電力系統的靈活性，促進可再生資源消納；電動汽車充新能源電，實現綠色出行，綠電消納比例提升30%。高效經濟方面，實現充電樁利用率提高30%，提高場站運營效率；實現車輛充電等待時間降低30%，提高用戶充電體驗。在不增加配網投資的情況下，實現用戶的充電樁應接盡接。安全可靠方面，實現充放電安全預警準確率從85%提高到95%；實現協同安全管控，保障用戶數據隱私；搭建信息安全防護體系，保障車網互動的信息安全。以上是我今天分享的內容，謝謝大家！