國網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng) 王文：《協(xié)同創(chuàng)新，驅(qū)動充換電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》

 

 

 

演講實錄

 

 

國網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司副總經(jīng)理王文線上發(fā)表主題演講——《協(xié)同創(chuàng)新，驅(qū)動充換電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)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(chǎn)業(yè)大會，很遺憾因為疫情防控的原因，不能到現(xiàn)場參會，與各位面對面交流學習。

 

今天我以“協(xié)同創(chuàng)新，驅(qū)動充換電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)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(fā)計劃項目過程中的思考。

 

我的匯報分為四個部分：

 

第一、發(fā)展背景與面臨問題

 

大家知道，加快發(fā)展純電動驅(qū)動的新能源汽車是我國交通強國戰(zhàn)略的重大需求，也是實現(xiàn)我國“30·60”碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標的必然選擇；經(jīng)過近十年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)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(fā)電量的60%，是新型電力系統(tǒng)經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的用戶側(cè)靈活性資源。但目前行業(yè)的發(fā)展在充換電網(wǎng)絡(luò)和車網(wǎng)互動方面，仍然面臨著諸多問題。

 

大家都能感受到產(chǎn)業(yè)中依然存在著用戶補電體驗差、設(shè)備利用率低、車樁匹配不智能等現(xiàn)象，主要原因是信息流、能源流與價值流運轉(zhuǎn)不暢，導致充換電網(wǎng)絡(luò)整體運營效率低下。通過“車、樁、電、云”跨網(wǎng)協(xié)同，實現(xiàn)安全高效的信息流通、能源轉(zhuǎn)化和價值傳導，是解決上述問題的主要方法。

 

而在車網(wǎng)互動方面市，大規(guī)模電動汽車融入新型電力系統(tǒng)面臨諸多挑戰(zhàn)：

 

（1）電網(wǎng)接入容量受限。現(xiàn)有40%的用戶無法報裝充電。

 

（2）充放電安全事故多發(fā)，占電動汽車火災事故總數(shù)的三分之一。

 

（3）信息安全威脅突出，身份偽造、數(shù)據(jù)篡改和反向攻擊電網(wǎng)的風險大。

 

（4）靈活性資源潛力未激發(fā)。目前開發(fā)量不到1%。

 

因此，突破電動汽車安全充換電與車網(wǎng)智能互動關(guān)鍵技術(shù)，意義也非常大。

 

第二、充換電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究

 

為了解決行業(yè)發(fā)展在充換電網(wǎng)絡(luò)、車網(wǎng)互動方面存在的問題，國家科技部分別在去年和今年發(fā)布了兩個重點研發(fā)計劃項目。下面，首先介紹充換電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究。

 

針對充換電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究中的問題，我們將以數(shù)據(jù)安全為核心，打造跨網(wǎng)服務的共享平臺，為后續(xù)研究提供數(shù)據(jù)與能力支撐，通過海量數(shù)據(jù)的分析。

 

從宏觀層面，揭示充換電網(wǎng)絡(luò)耦合運行規(guī)律，指導充換電設(shè)施增量建設(shè)與存量改造，實現(xiàn)多網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃。

 

從微觀層面，進一步揭示充換電網(wǎng)絡(luò)中，價值傳導對信息流通和能量轉(zhuǎn)化的促進作用，實現(xiàn)充換電網(wǎng)絡(luò)的高效運營。

 

為破解“車-樁-電”間數(shù)據(jù)難流通的問題，開展多層級應用架構(gòu)、多方計算系統(tǒng)構(gòu)建“車-樁-電”的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)安全法的要求，應用數(shù)據(jù)隱私保護計算方法，構(gòu)建高可靠、高性能的多主體數(shù)據(jù)安全融合計算框架，研發(fā)“車-樁-電-云”信息交互與跨網(wǎng)共享服務平臺，實現(xiàn)車-樁信息互聯(lián)，“車-樁-電”的數(shù)據(jù)流通。

 

我們這個研究還構(gòu)建基于多方計算的交互與共享平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)“可用不可見，可控可計量”，通過跨網(wǎng)數(shù)據(jù)融合，協(xié)同安全管控，保障充電安全。

 

為破解充換電網(wǎng)絡(luò)時空隨機性強，難以精細化布局的問題，優(yōu)化充換電設(shè)施的布局構(gòu)型，實現(xiàn)用戶的便利充電與充換電網(wǎng)絡(luò)的高效運行。開展充換電需求時空分布預測、充換電網(wǎng)絡(luò)建模仿真、布局構(gòu)型、綜合評估等方面的研究。

 

我們基于車-樁-網(wǎng)信息交互與跨網(wǎng)共享服務平臺，設(shè)計多時空尺度網(wǎng)格化充換電需求預測算法，建立充換電網(wǎng)絡(luò)仿真推演模型，提出多網(wǎng)協(xié)同的充換電設(shè)施規(guī)劃雙層優(yōu)化架構(gòu)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(guī)劃與引導技術(shù)等方面的研究。基于跨網(wǎng)服務平臺的數(shù)據(jù)支撐，研究多方共贏運營管理理論，并在充換電網(wǎng)絡(luò)知識圖譜快速檢索的基礎(chǔ)上，協(xié)同感知識別用戶行為和設(shè)施狀態(tài)，提出充換電需求實時引導策略，實現(xiàn)充換電設(shè)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(wǎng)互動的發(fā)展研究。

 

在這方面，我們圍繞電動汽車規(guī)?；l(fā)展與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的新需求，首先研究大規(guī)模電動汽車配電網(wǎng)友好接入和充放電智能控制技術(shù)，實現(xiàn)充電樁應接盡接。研究大規(guī)模電動汽車充放電靈活性預測與聚合優(yōu)化調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)靈活性的可靠支撐。同時，開展充換電過程車-網(wǎng)協(xié)同狀態(tài)監(jiān)測與安全預警-處置技術(shù)，車樁（站）網(wǎng)互動信息安全防護技術(shù)研究，保障互動過程物理、信息安全。

 

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

 

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

 

 

我們這個研究還提出了多主體云邊協(xié)同的多時間尺度無感有序充放電控制技術(shù)，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(xiàn)臺區(qū)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(xiàn)車樁網(wǎng)協(xié)同安全的動態(tài)監(jiān)測、精確預警和高效處置，分別從電池本體、充電樁、配電網(wǎng)三方面開展安全監(jiān)測、預警和處置研究，最后協(xié)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(wǎng)四類國家級平臺數(shù)據(jù)，構(gòu)建覆蓋全車型、多運營商及電網(wǎng)的協(xié)同狀態(tài)監(jiān)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(wǎng)交互動態(tài)安全邊界，并進行預警和分級處置。

 

為攻克電動汽車規(guī)模龐大、時空不確定性強的難題，實現(xiàn)快速、精準的大規(guī)模充放電靈活性預測與聚合調(diào)控，開展靈活性精準評估與預測，全場景聚合優(yōu)化、在線智能調(diào)控以及電網(wǎng)側(cè)公平管控四項研究。

 

技術(shù)路線是首先研究了充放電靈活性指標多時段可行域構(gòu)建和預測方法，然后提出運營商參與車網(wǎng)互動的全場景聚合優(yōu)化方法和分層分群調(diào)控決策技術(shù)。最后研究電網(wǎng)側(cè)的充放電基準功率計算與出清調(diào)控方法，實現(xiàn)大規(guī)模車網(wǎng)互動的多方協(xié)同、精準調(diào)控。

 

為了攻克車網(wǎng)互動中網(wǎng)絡(luò)暴露面多，不同系統(tǒng)信息安全防護差異大的難題，實現(xiàn)車樁網(wǎng)多主體間跨域、可信、經(jīng)濟的信息安全防護。開展持續(xù)防護體系構(gòu)建、動態(tài)訪問控制與終端研制，數(shù)據(jù)可信交互和智能化業(yè)務風險防控四項研究。

 

為此，我們建立了動態(tài)攻防組合模型，構(gòu)建持續(xù)優(yōu)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(shù)，研究沙盒隱私計算與鏈上鏈下協(xié)同存證策略，實現(xiàn)車網(wǎng)互動動態(tài)訪問控制與數(shù)據(jù)可信交互，突破數(shù)據(jù)、算法、模型全環(huán)節(jié)風險防控技術(shù)，保障智能決策安全。

 

第四，行業(yè)發(fā)展目標與展望。

 

通過這兩項研究，協(xié)同人車樁網(wǎng)資源，通過大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)，實現(xiàn)充換電產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化，提供智慧充電服務，在用戶友好、電網(wǎng)友好的情況下，引導全民參與清潔能源消納，實現(xiàn)充換電行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，使綠色低碳、高效經(jīng)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(wǎng)智能互動升級，提升新型電力系統(tǒng)的靈活性，促進可再生資源消納；電動汽車充新能源電，實現(xiàn)綠色出行，綠電消納比例提升30%。高效經(jīng)濟方面，實現(xiàn)充電樁利用率提高30%，提高場站運營效率；實現(xiàn)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(wǎng)投資的情況下，實現(xiàn)用戶的充電樁應接盡接。安全可靠方面，實現(xiàn)充放電安全預警準確率從85%提高到95%；實現(xiàn)協(xié)同安全管控，保障用戶數(shù)據(jù)隱私；搭建信息安全防護體系，保障車網(wǎng)互動的信息安全。以上是我今天分享的內(nèi)容，謝謝大家！