去年以來，受中電聯(lián)的委托，我們開展了電動汽車與電網互動標準體系的研究。借此機會，跟大家分享一下研究的成果。
四部分：
一、車網互動的意義
大家知道電動汽車在國家政策鼓勵和市場拉動下快速發(fā)展，樂觀估計到2025年，電動汽車的保有量會超過000萬輛，到2030年會超過1億輛。屆時電動汽車的充電負荷將超過1億千瓦，占全社會最大負荷的5.5%，電動汽車的儲能車載電池將超過50億度。這些電動汽車的增量絕大部分來自于私家車，他們要么在家里充電，要么在單位充電，不被管理的話，相當一部分臺區(qū)將會超載或過載，而且會加大電網運行的峰谷差，對電網的運行帶來巨大的挑戰(zhàn)。
另一方面，這1億千瓦的充電負荷有相當一部分是可調節(jié)的負荷，是有序用電的最經濟的資源。同時，50億度的電池是巨大的電力海綿，它能夠占每天用電量的25%。這也是新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基石。
電動汽車快速發(fā)展的同時，新型電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，到2025年新能源占比達50%，電網運行方式將從“源隨荷動”向“源網儲一體化”和“荷隨源動”的模式發(fā)展。因此，車網互動受到政府和產業(yè)界的廣泛關注。
車網互動是“源荷互動”的一種重要形式，它主要是通過充換電設施與電網進行能量和信息的互動，將電動汽車作為可調度的資源，和電網高度協(xié)同，在滿足用戶充電的同時，支持電網的經濟運行。說白了就是光伏發(fā)電，風電大發(fā)的時候多充電，電網平衡緊張的時候就少用電。
在車網互動過程當中，充電用戶會享受到低電價，最近山東的電力市場頻繁出現(xiàn)負電價，在車網互動過程中，在參與電力市場的時候可以享受到低電價。新能源棄光棄風就會減少，電網的投資會減緩，車載電池沉睡的資源可以被利用，電動汽車相比燃油車的經濟性會更有優(yōu)勢，這樣電動汽車的發(fā)展就更快了。多種因素的疊加，充換電行業(yè)市場會更加繁榮。
二、車網互動要規(guī)?；l(fā)展，標準先行
談一談標準化的需求。近些年來，國家電網、南網電網、一些主機廠、設備制造商都在車網互動方面做了積極的探索，在模式創(chuàng)新、技術研發(fā)、產業(yè)推廣方面，推動電動汽車與電網深度融合，提升可再生能源消納水平，促進電動汽車行業(yè)的發(fā)展做了很多有益嘗試。
下面就國家電網的實踐做一下回顧。國家電網是最先開始充換電設施建設的電網企業(yè)。目前國家電網建設的充電樁已經覆蓋27個省，273個城市，國家電網建設的車聯(lián)網平臺已經接入的充電運營商超過1700家，用戶超過1900萬，可結算的充電樁已經突破40萬個。
國家電網還建設了一個“智慧車聯(lián)網平臺”，這個車聯(lián)網平臺和電網的調度系統(tǒng)、電網的交易系統(tǒng)，以及國家的新能源汽車監(jiān)控平臺做了互聯(lián)互通，形成了“車-樁-路-網”數(shù)據(jù)的流通平臺，為車網互動的實施建立了良好的基礎。
國家電網在此基礎上結合電力市場發(fā)展的進程，也開展了很多車網互動的實踐。包括建設了一個“1+M+N”車網互動的業(yè)務體系，這個業(yè)務體系包括一個平臺+兩級服務調度中心，這個平臺就是國家電網智慧車聯(lián)網，兩級服務調度中心是針對區(qū)域性的市場和省級的市場，分別在總部和24個省建立了服務調度中心，同時我們在市場上例如臺區(qū)治理、需求響應、輔助服務、現(xiàn)貨市場開展了試點應用。聚合的資源包括社區(qū)充電、公共充電、專用充電、換電站、V2G場站。
跟大家匯報一下具體場景，首先講講有序充電。有序充電是應對電動汽車負荷，對配電網造成沖擊的有效措施，已被廣泛認同。有序充電的目標就是考慮用戶充電需求和電網安全運行的狀態(tài)下，以對電網影響最小和經濟最優(yōu)為目標，運用經濟和技術手段，引導控制充電時間和充電功率，對臺區(qū)負荷曲線進行削峰填谷。
從技術路線來看，主要有三種技術路線：
（1）采用“云+樁”的方式；
（2）就地控制方式；
（3）云邊協(xié)同方式。
目前與隨車送樁比較相適應的充電方式，主要采用的是“云+充電樁”的方式做的，但是在成都、上海也試點了統(tǒng)建統(tǒng)營的應用，主要是就地平衡的方式。
（如圖）這張圖國家電網用“云+充電樁”的方式開展了無感有序充電的效果圖。我們在北京2000個個人用戶采用了無感有序充電，其中一組用的是無感有序充電，一組是用的無序充電。從曲線來看，有效地轉移了充電的高峰，轉移到晚上1點以后。同時，采用無感有序充電技術以后，使用戶參與車網互動的比例已經超過40%。
V2G的概念大家比較熟悉，不多講了。我想講講V2G在幾個試點的場景，其中一個場景是試點了V2B的場景，在單位、在商業(yè)樓宇里面有峰谷價差的地方開展了試點。在中再大廈里面建了10臺V2G樁，將近10輛車參與了V2G，10輛車里面最多的一輛車一年收益在4000塊錢，給運營商分10%，給物業(yè)分10%，用戶可以分80%，一年的收益可以達到3000多塊錢。
同時，在V2G這種技術下，也參加了華北的調頻輔助服務市場。中間這個圖示中綠色曲線就是華北下達的AGC指令，紅色曲線是電動汽車對AGC指令的響應，從響應情況來看和儲能相當。
第三個場景是參與了重載臺區(qū)的治理，主要通過V2G的方式，在夏季晚高峰的時候，把電動汽車聚集到重載臺區(qū)這邊來，通過電動汽車的放電，把臺區(qū)超載負荷控制在變壓器的高限之下，這樣可以延緩電網的投資。
下面講一下負荷聚合如何參加大電網互動的。我們公司作為一個負荷聚合商，聯(lián)合了星星充電、特來電和蔚來汽車，先后在京津唐電網、河北南網、浙江等地參與了調峰、旋轉備用等輔助服務市場，主動消納風光電量超3億千瓦時，取得了很好的效益。
現(xiàn)在以京津唐為例，通過這個平臺，接入的可調充電樁已經超過了8萬臺，最大的物理響應負荷能力已經超過了110萬千瓦，累計減少了棄風棄光電網2.66億千瓦時。在試點過程當中，驗證了通過負荷聚合參與電網互動的計量、數(shù)據(jù)采集、控制、安全的需求。
總之，通過前面的試點和示范，驗證了電動汽車在有序充電方面，車樁和平臺的通訊、安全協(xié)議，以及數(shù)據(jù)采集等方面的新需求，為我們下一步制定標準奠定了基礎。
雖然眾多的企業(yè)開展了車網互動的實踐，但是由于還沒有形成規(guī)模化的效益，其中一個核心原因之一就是標準缺失和體系不完善，制約了車網互動的高質量發(fā)展。比如V2G的車由于沒有標準，車就沒有商業(yè)化的車，老百姓想放電是買不著的，只有想做試點的企業(yè)跟車企商量來定制，所以沒辦法規(guī)模化發(fā)展。再比如聚合商和運營商之間的信息交換的標準沒有，我們在華北市場里面雖然有幾百家的運營商，只聚合了5家，還不到1%。再比如在參與電力交易過程當中，并網的接入規(guī)范、測試規(guī)范沒有出臺，造成了只有1%的可調節(jié)負荷產生了車網互動。再比如在參加電力市場過程當中，由于沒有安全防護的標準要求，導致調度系統(tǒng)、交易系統(tǒng)對聚合商的數(shù)據(jù)和響應能力有不可信的方面，它對充換電負荷參與市場上限要求不能大于50萬千瓦。所以，急需要建立標準，通過標準可以降低技術壁壘和成本，通過標準可以提高互聯(lián)互通的效率，通過標準可以優(yōu)化協(xié)同的發(fā)展，通過標準可以保證可信交易。所以，我們要進行建立（標準），去年中電聯(lián)委托我們做了這么一個研究。
三、談談車網互動標準的思考
車網互動的主要形式是參與電力市場，包括中長期市場、現(xiàn)貨市場和輔助服務市場。這些市場對參與的主體有容量的限制，比如華北的輔助服務市場要求參與主體必須聚合超過5兆瓦的能力，這樣就出現(xiàn)了一個新的角色叫“負荷聚合商”。車網互動業(yè)務包含車、樁、充電運營商、聚合商、電網五個主體。
（如圖）圖上匯總了相關標準的關系，從圖中可以看到設備與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，黃色的部分是私有協(xié)議。這些私有協(xié)議就是車網互動標準化過程當中主攻的方向，同時由于電力市場對數(shù)據(jù)要求不一樣，原先的這些標準要做相應的修訂。
我們在做標準的時候，采用這樣的步驟。首先，按照負荷聚合商參與電力市場的規(guī)則和技術的要求，從這兒入手作為需求的驅動。第一步是建立信息交換模型，在信息交換模型的基礎上要規(guī)范信息交換的接口，最后提出相關設備和平臺的技術要求和標準一致性測試的規(guī)范，以及這些充電設施并網運行的管理規(guī)范。
在信息交換模型方面，從“源網荷儲”運行全環(huán)節(jié)來看，可劃分為：“并網-申報-調控-清分-評價”五個環(huán)節(jié)，這樣就會有五個模型。
這一頁講的是設備模型。在車網互動過程當中，充電樁這個資產從原來服務充電的用電設備要變?yōu)殡娋W平衡中的一個資源設備，要從電網調度的視角來看這個設備的資產，主要保證這個設備可調度，要對設備進行標識，跟電網模型要進行融合，同時要增加這些設備參與電網調節(jié)的參數(shù)等等。
第二個是關于并網的需求。充電樁和電動汽車參與電網互動的時候，它的可靠性、可用性、可信性要提出更高的要求，在參與車網互動之前就要進行測試，這些測試就是看看從聚合商一直到充電樁是不是滿足了符合并網運行控制的技術要求，包括通信的要求、數(shù)據(jù)的要求、功能的要求、性能的要求，同時按照測試的曲線進行傳行實驗。
這邊講的是數(shù)據(jù)申報。參與電力市場了之后，充換電服務中的電價不再是“峰谷平”三個時段，而是96個時段，這些變化都對標準產生重要的影響。
下一個講的是負荷控制對標準的影響。車網互動之前，系統(tǒng)關心的是與交易訂單相關、與充電樁設備資產和運營工況相關的數(shù)據(jù)采集比較多，這些數(shù)據(jù)采集都是以事件驅動的方式采集，而且都是單向的（從樁到平臺）。車網互動之后，電動汽車參與的電力市場不僅數(shù)據(jù)更加全面，采集的周期也更加頻繁了，采集周期要到分鐘級甚至到秒級，同時還要增加調節(jié)指令的下發(fā)，也就是從平臺到樁進行傳遞，同時對安全和可靠性也有更多的需求。
后面關于運營、評價、結算有很多，由于時間關系不再詳細介紹。
通過我們的梳理，在已有的充電設施標準的基礎上，初步規(guī)劃了車網互動的體系。這個體系分為基礎、設備與接口標準、服務平臺標準、負荷聚合標準、建設與運行標準5部分，涉及術語、充換電系統(tǒng)與設備、聚合運營、配電網接入等16個專業(yè)領域標準。
在基礎標準方面，重點制定2項標準，修訂3項標準。主要是用于規(guī)范車網互動的技術術語、場景、技術架構和信息規(guī)范，提高團隊的溝通效率。
在設備與接口方面，新制定1項標準，修訂10項標準，這個方面主要是利用以前的標準。
在服務平臺類標準方面，這是研究的重點，要新制定4項標準，修訂4項標準。
在服務平臺類標準方面，要新修訂11項標準，這部分主要增加了新的負荷聚合商，因為它按場景分，還有共性的要求。這部分的研究任務比較重。
在建設運營方面，主要是新制定3項標準，修訂5項標準。
總體來看，結合實踐、結合技術發(fā)展的和行業(yè)發(fā)展的趨勢，充換電設施的標準體系形成了2023年的意見稿，分了5部分，總共計劃標準84項，其中涉及國家標準26項，行業(yè)標準48項，團體標準10項。
四、車網互動標準化共創(chuàng)共贏
如何縮短車網互動標準化的周期，我們打算以標準數(shù)字化的方式加快車網互動標準的研制工作。
車網互動是一個新的業(yè)務，如果走向快速成熟的話，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須盡早確立統(tǒng)一的標準，通過整合業(yè)務鏈上各個環(huán)節(jié)的技術標準，能夠把創(chuàng)新格局向模塊化、互補化、系統(tǒng)化、協(xié)同化的方向發(fā)展，加快產業(yè)化的進程。這個標準的制定對行業(yè)非常有利，可以促進技術進步，實現(xiàn)規(guī)模效益，保障服務安全，促進市場的競爭和合作。同時，也能提高產品和服務的質量，提高產業(yè)的競爭力。
加快車網互動標準化是以“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”作為車網互動標準化的理念。同時，以“統(tǒng)一、簡化、協(xié)調、迭代”為車網互動標準化的方法原理。以“標準即服務”的標準數(shù)字化理念，開展車網互動標準化工作。采用開源技術理念，按照“機器可讀能力模型”，構建“標準討論-標準制定-測試改進-容器認證”的標準化流程，“高效透明協(xié)同智能”的加快車網互動標準化的研究。
最后想提幾點建議：
首先，車網互動是我們共同的事業(yè)，車網互動的標準化可以助推產業(yè)更好更快地發(fā)展。標準化也是行業(yè)的共識，為了盡快的標準化，希望大家能參與到標準化當中來，希望大家能在標準化當中受益，祝愿大家在車網互動過程當中都有獲得感。
