8月22-24日，由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會，簡稱：金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設(shè)置“論壇峰會+展示臺展示”，既有企業(yè)細致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實國家提出的“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標要求，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 品牌與公共事務(wù)中心教授 黃學(xué)良出席論壇并發(fā)表主題演講——《新型電力系統(tǒng)背景下電動汽車海量分布式儲能資源的有效挖掘》 。
以下為演講實錄：
黃學(xué)良：大家上午好！非常感謝主辦方的邀請，讓我有這個機會跟大家分享一下《新型電力系統(tǒng)背景下電動汽車海量分布式儲能資源的有效挖掘》。
第一，背景。
當今社會能源和環(huán)境已構(gòu)成了對社會發(fā)展的重大威脅，各個國家紛紛采用了相應(yīng)的措施，提出了相應(yīng)的目標。我們國家也提出了很多工作措施，2020年習(xí)近平總書記提出了“雙碳”目標。2021年習(xí)近平總書記也提出了建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)這樣的要求，在這樣的大背景下，我們發(fā)現(xiàn)電源的清潔化、能源消費的清潔化已經(jīng)成為趨勢。
今年6月底，保有量數(shù)量突破了一千萬輛，充電設(shè)置也達到了將近400萬臺。預(yù)期到今年年底新增新能源汽車可能能達到600萬輛，所以電動汽車的發(fā)展勢頭非常迅猛。在這樣的背景下，新能源也好，電動汽車也好，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？新型的電力系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)主要有六大方面的區(qū)別：
一，從系統(tǒng)構(gòu)成角度看，新能源發(fā)電，包括電力電子設(shè)備、柔性負荷像電動汽車就是典型的柔性負荷，占比會有很大的提升，對于源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、荷側(cè)產(chǎn)生深層次影響。
二，電力電量平衡也會發(fā)生很深刻的變化。
三，對電網(wǎng)調(diào)控模式也會發(fā)生很大變化。
四，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。
五，電力系統(tǒng)故障演化的規(guī)律
六，電力市場。
以上每個變化都和源側(cè)的新能源和荷側(cè)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)的源隨荷動的確定性電力電量平衡優(yōu)化決策方式必定要向計及源荷不確定性、源網(wǎng)荷儲互動的電力電量平衡優(yōu)化決策方式轉(zhuǎn)變。在這樣的背景下，荷側(cè)的因素會越來越重要，越來越突出。
從電力負荷來說太多了，各種負荷，傳統(tǒng)就有大量的負荷，新的負荷今天的主題電動汽車也是一種新型的負荷。電動汽車的負荷和其他負荷在這樣的背景下，是不是具有同等地位呢？我認為地位是不一樣的。我這里列舉了幾個理由，在這樣的背景下，電動汽車作為一種負荷相對其他負荷，它有一些優(yōu)勢。最主要的優(yōu)勢是，電動汽車從一開始發(fā)展起步的時候，基本信息都是具備的。源網(wǎng)荷儲，荷要參與電網(wǎng)互動，首先一個基本前提除了能量互動，信息一定要互動。信息互動的基礎(chǔ)，電動汽車目前都是具備的，不像其他的負荷，當然電動汽車還有其他的優(yōu)勢，比如充換電基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用平臺，目前的產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展之中，不像其他的荷都已經(jīng)非常成熟了。既然在發(fā)展中，我們就很容易按照適合互動的方向規(guī)劃和建設(shè)。
我們得出一個結(jié)論，與其他負荷相比，電動汽車具有更大的參與電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲互動的優(yōu)勢。這就是和其他負荷不一樣的地方。
電網(wǎng)、新能源網(wǎng)、交通網(wǎng)構(gòu)成了智慧能源交通網(wǎng)。在這樣的場景下，我們提出這樣一個問題，電動汽車作為全社會最大規(guī)模的分布式儲能，靈活性調(diào)節(jié)資源，它到底和電網(wǎng)的互動潛力有多大？能否為電網(wǎng)提供各種各樣的調(diào)峰等等輔助服務(wù)，怎么提供輔助服務(wù)？為全社會來說，能否提供幫助消納新能源？我們有必要探討一下這些問題。
第二，潛力與特點。
下面看一下電動汽車到底和電網(wǎng)之間到底有多大的互動潛力。如圖，我們這個數(shù)據(jù)是按照2030年的電動汽車的預(yù)測數(shù)據(jù)進行分析的。2020年電動汽車包括出租車、私家車、公務(wù)車、公交車等等類型，這是新能源汽車技術(shù)路線圖2.0版里面已經(jīng)給出了這幾種典型。數(shù)量也是按照技術(shù)路線圖2.0里面給出的。這里面充電模式和日平均互動在線率是我們自己的思考。比如私家車快充占比估計是15%，慢充占比達到85%，這個也不是某個權(quán)威組織的數(shù)字，是我們團隊自己的估計。我們估計的時候，充分地參考了技術(shù)路線圖2.0關(guān)于慢充電能的預(yù)測。里面非常明確，慢充電能總量將超過80%以上，因為我本人也參與了電動汽車技術(shù)路線圖2.0關(guān)于充換電基礎(chǔ)設(shè)施那部分的撰寫關(guān)于慢充電85%的明確判斷，所以我對占比做了這樣一個估計。
我們通過這個數(shù)據(jù)可以非常明顯地看出，電動汽車和電網(wǎng)互動最大的潛力在于私家車。但是從數(shù)量上來說，從在線率來說要遠遠少于私家車，我在這邊再次跟大家強調(diào)一下，我認為新能源汽車和電網(wǎng)互動的最大潛力在私家車。
這是我們評估的以2030年為例，8000萬輛電動汽車和電網(wǎng)互動的潛力評估數(shù)據(jù)，這是一個關(guān)于調(diào)峰能力的評估數(shù)據(jù)。首先我想說明一下在理想情況下，我們認為互動的各個環(huán)節(jié)都做得非常好，技術(shù)上面做得非常好，在這個情況下面我們得出一個數(shù)據(jù)。
第二，我們從兩個層面。
（1）從需求側(cè)層面；
（2）從供給側(cè)層面。
我們分別做了評估。我們發(fā)現(xiàn)上面一條曲線和下面黑顏色的曲線比較接近，最終我們?nèi)〉脭?shù)據(jù)就取藍顏色的數(shù)據(jù)，取了一個平均。藍顏色的數(shù)據(jù)就是我們得到的調(diào)峰能力的評價數(shù)據(jù)，這里面我說明一下，如果只充電，代表充電的曲線；下面藍顏色的曲線是假設(shè)電動汽車能夠放電，相當于有一個放電相關(guān)的能力。
總的來說，到2030年它的調(diào)峰能力平均每小時可以有億千瓦級。我們吸收電量是5.6億，釋放電量4.7億。同樣，調(diào)頻的能力也做了評估，平均每5分鐘最多可以提供7.5億向下調(diào)頻容量，4.8億向上調(diào)頻容量。
大家可能只是一個數(shù)量概念，你可能沒有相對的概念，如果沒有相對概念，大家不妨看一下我的PPT右上角。2030年的時候，整個電網(wǎng)的平均發(fā)電功率也就10億千瓦，電動汽車8000萬輛和電網(wǎng)的交互能力也是億千瓦級了。我們這邊的數(shù)據(jù)5.6、4.8、7.5等等，準不準確？我不敢說，這是我們定量評估的結(jié)果。我也看過其他的文章，包括電網(wǎng)公司相關(guān)的一些文獻，一般都認為是億千瓦級，也就是這個數(shù)量級是不會有問題的，這是一個海量的全社會最大的分布式靈活資源。
這里面還有備用能力的評估，右邊的圖當電動汽車大規(guī)模發(fā)展以后，對電網(wǎng)實際四是分散加峰的問題，怎么解決這個問題？有序充電是一個解決辦法。雙向有序是充電有序、放電有序，那個會得到更好的（辦法），對電網(wǎng)的沖擊更小。右邊的圖反應(yīng)的就是這樣的情況（如圖）。
第三，電動汽車與電網(wǎng)互動到底有哪些作用
電動汽車與電網(wǎng)互動主要解決幾個問題：
1、解決充電問題，滿足用戶需求。
2、發(fā)揮其作用。通過互動首先要解決能充電，不光要能充電，還要更容易充電，要降低用戶的充電成本“廉充電”，最主要還是解決充電的問題，能充電、易充電、廉充電。
3、在解決充電問題上，電動汽車本身是負荷，它有消耗，有消耗以外同時還有儲能，它不僅僅是是儲能，它是最大的分布式儲能資源怎么發(fā)揮它的作用？就是資源利用。
這個資源利用有兩個層面：
（1）電網(wǎng)發(fā)揮輔助服務(wù)；
（2）為社會消納新能源。
這是我對電動汽車電網(wǎng)互動的作用思考，這個觀點我在去年青島國家第一屆創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施充電大會上談過這個觀點，今天再次分享一下。
充電的問題大家比較容易理解，我這邊不再重復(fù)。如果對電網(wǎng)提供輔助服務(wù)的角度，我這邊梳理了一些。比如說，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。這里面有的大家比較容易理解，如果有電力系統(tǒng)同志在這邊比較容易，如果不是搞電力系統(tǒng)的話，有的不一定能夠理解。
包括每一個輔助服務(wù)的預(yù)期效果是什么樣的？我這邊給大家列舉一下，內(nèi)容比較多，時間有限，我不展開了。
后面也是我們團隊自己對各個輔助服務(wù)關(guān)于某個場景的仿真結(jié)果，這是關(guān)于調(diào)峰業(yè)務(wù)的仿真結(jié)果；
這是電動汽車參與阻塞管理的仿真結(jié)果；
這是電動汽車參與電壓治理的仿真結(jié)果；
這是電動汽車作為一個分布式儲能助力消納新能源的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果來看，效果是非常好的，這是我們以2030年為例，某一個具體日24小時之內(nèi)，它的“典型日”能夠多消納多少的新能源，應(yīng)該說效果非常明顯。（如圖）
圖上這是某一日的，如果我們把數(shù)據(jù)做一個統(tǒng)計。還是按照2030年這樣的場景，從無序充電、有序充電、雙向互動，從這三個角度分析一下電動汽車到底對新能源消納有多大作用。我們做定量分析的時候，沒有考慮常規(guī)儲能的作用。因為常規(guī)儲能也在發(fā)展之中，常規(guī)儲能把這個因素暫時沒考慮，我們只考慮了電動汽車的靈活性柔性負荷的作用，作為一個分布式儲能的作用也考慮進去了。我們認為電動汽車既是無序充電，無序充電也會消納新能源，因為電里面本身就有新能源，你即使不去調(diào)控它，也會有消納，我們估計是700億，8000萬輛的時候假設(shè)全部無序充電，它會消納700億；
假設(shè)做有序充電，有序充電以后是兩部分。一部分是本身增加了新能源用電；第二，因為它的儲能作用，它可以協(xié)同增加其它負荷新能源的消納，加起來是3000億。大家注意一下，無序是700億，有序的時候增加了2300億，如果雙向互動的話，一下子可以增加到7000億，這個效果是非常明顯的。
這邊是關(guān)于電動汽車的分布式儲能和其他儲能對比的圖（如圖）。
結(jié)論：規(guī)模化電動汽車以后既具有能量型的和功率型的儲能優(yōu)勢，它具有廣闊的應(yīng)用前景。
第四，電動汽車與電網(wǎng)、新能源融合的技術(shù)架構(gòu)
電動汽車和電網(wǎng)互動既然作用那么大，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稍微探討一下。
這是第一階段的技術(shù)架構(gòu)，就是為了滿足電動汽車充電需求的。在這個過程中，電動汽車發(fā)展各種各樣的問題暴露了，暴露以后怎么辦？我們認為需要做有序充電。而且這個階段往往是自治情況下的有序充電，還達不到和電網(wǎng)進行互動，所以我們叫做“被動的有序充電”，這是第二階段。
第三個階段，電網(wǎng)接入進來了，它可以更大范圍的有序充電，而且這個時候我們就會第三階段，我們叫“主動有序”，這個主動有序從電網(wǎng)層面往往是按照需求響應(yīng)的方式。
圖里面可以看得很清楚（如圖），第三個階段我們認為還有另外一個方式，就是基于主動調(diào)控的有序充電。
最后一個階段，基于主動調(diào)控的雙向電能互動。
某一個行業(yè)、某一方面無法完成這么大的系統(tǒng)，需要各方協(xié)同才能把這么大的事情做完，這是關(guān)于技術(shù)架構(gòu)的觀點。
這里面我講到從電網(wǎng)的角度，第一階段可能是以需求響應(yīng)的方式去參與有序充電，后面更多地用主動調(diào)峰的方式參與電動汽車電網(wǎng)的互動，這兩個是不一樣的。今天電力系統(tǒng)的同志不多，我這邊就不展開了。
企業(yè)需求響應(yīng)比較多一點，我們從主動調(diào)峰角度，梳理了一些想法，時間有限，我先放一邊了。
最后我要對電動汽車和電網(wǎng)互動成效做一個展望。我們梳理了一個發(fā)展趨勢，總的來說，我們認為互動主體多元化、能量流動單向雙向并存、本地互動與廣域互動并存。昨天討論的“光儲充”屬于本地互動，大量通過電網(wǎng)接入以后，可以實現(xiàn)廣義的互動。同時，能源形式多樣化、互動場景多樣化。
剛才講了四個階段，我們對每個階段聚焦的問題或者要解決什么痛點問題，它的特點是什么？我們做了梳理。現(xiàn)在正處于第一階段和第二階段，我認為是發(fā)展之中。
第二階段要聚焦什么問題？我認為要解決充電問題。第二階段的特點主要是電動汽車與運營商之間的就地互動為主，這時候能量是單向的，信息是雙向的。
第三階段也是有序充電，這時候電網(wǎng)深度接入了，而且電網(wǎng)接入以后，不光能夠?qū)崿F(xiàn)本地的互動，也能夠?qū)崿F(xiàn)廣義的互動。這個時候能量是單向的，信息也是雙向的。
在這三個階段基礎(chǔ)上，最后就會達到智能雙向充換電階段，而且我覺得只要核心工作把前面三個階段的工作做完了，后面可以非常順利過渡到第四個階段。
第四個階段是很多人講的V2G階段，做好有序充電是非常關(guān)鍵的，它整個技術(shù)路線、技術(shù)架構(gòu)差不多，比如你這個樁只是單向充電，你換一個樁它能雙向的，你這個平臺只是單向充電，你換個平臺加點功能就是雙向，整個架構(gòu)核心技術(shù)差別不大。所以，從產(chǎn)業(yè)角度、技術(shù)角度，我覺得還是循序漸進推進這個工作，會更有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
這是關(guān)于整個技術(shù)路線圖，從各個階段、理論研究、標準制定的設(shè)想，這個圖我在去年的會議上也講過了。
第五，電動汽車與電網(wǎng)互動成效展望
我們通過這樣的工作，要達到什么樣的目標或者展望？借用一下技術(shù)路線圖2.0里面，關(guān)于2025、2030、2035年總體目標、應(yīng)用領(lǐng)域、關(guān)鍵指標，這個表是我參與寫的，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)荷儲互動的主力軍之一；
2、EV儲能是全社會最大的分布式儲能資源；
3、V2G技術(shù)是發(fā)揮EV分布式資源作用的核心技術(shù)；
4、借助V2G技術(shù)，可以滿足用戶充電需求，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分布式儲能資源喚醒，需要各方協(xié)同努力。
我們要積極推動電動汽車與電網(wǎng)互動工作，讓電動汽車真正成為新能源汽車。這個觀點我在很多場合講過了，很多把新能源汽車、電動汽車混為一談。我認為電動汽車不是天然的新能源汽車，為什么電動汽車叫做新能源汽車？我認為要滿足兩個條件：
（1）本身用電量里面要有足夠多的新能源；
（2）電動汽車作為儲能，要協(xié)同其他的負荷來消納更多的新能源。
滿足這兩個條件，才能叫“新能源汽車”。
謝謝大家！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請勿轉(zhuǎn)載！）
