8月22-24日，由充換電百人會(huì)、中國(guó)充電樁網(wǎng)、中國(guó)風(fēng)光儲(chǔ)網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國(guó)家電投&融和元儲(chǔ)、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵(lì)展覽有限公司、上海賀勵(lì)商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國(guó)國(guó)際光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)大會(huì)&2022中國(guó)國(guó)際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會(huì)，簡(jiǎn)稱：金磚光儲(chǔ)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(kāi)。本屆大會(huì)設(shè)置“論壇峰會(huì)+展示臺(tái)展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場(chǎng)發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實(shí)國(guó)家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)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(dòng)汽車海量分布式儲(chǔ)能資源的有效挖掘》 。
以下為演講實(shí)錄：
黃學(xué)良：大家上午好！非常感謝主辦方的邀請(qǐng)，讓我有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家分享一下《新型電力系統(tǒng)背景下電動(dòng)汽車海量分布式儲(chǔ)能資源的有效挖掘》。
第一，背景。
當(dāng)今社會(huì)能源和環(huán)境已構(gòu)成了對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大威脅，各個(gè)國(guó)家紛紛采用了相應(yīng)的措施，提出了相應(yīng)的目標(biāo)。我們國(guó)家也提出了很多工作措施，2020年習(xí)近平總書(shū)記提出了“雙碳”目標(biāo)。2021年習(xí)近平總書(shū)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(fèi)的清潔化已經(jīng)成為趨勢(shì)。
今年6月底，保有量數(shù)量突破了一千萬(wàn)輛，充電設(shè)置也達(dá)到了將近400萬(wàn)臺(tái)。預(yù)期到今年年底新增新能源汽車可能能達(dá)到600萬(wàn)輛，所以電動(dòng)汽車的發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。在這樣的背景下，新能源也好，電動(dòng)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(fù)荷像電動(dòng)汽車就是典型的柔性負(fù)荷，占比會(huì)有很大的提升，對(duì)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(huì)發(fā)生很深刻的變化。
三，對(duì)電網(wǎng)調(diào)控模式也會(huì)發(fā)生很大變化。
四，對(duì)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(chǎng)。
以上每個(gè)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(dòng)的確定性電力電量平衡優(yōu)化決策方式必定要向計(jì)及源荷不確定性、源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)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(huì)越來(lái)越重要，越來(lái)越突出。
從電力負(fù)荷來(lái)說(shuō)太多了，各種負(fù)荷，傳統(tǒng)就有大量的負(fù)荷，新的負(fù)荷今天的主題電動(dòng)汽車也是一種新型的負(fù)荷。電動(dòng)汽車的負(fù)荷和其他負(fù)荷在這樣的背景下，是不是具有同等地位呢？我認(rèn)為地位是不一樣的。我這里列舉了幾個(gè)理由，在這樣的背景下，電動(dòng)汽車作為一種負(fù)荷相對(duì)其他負(fù)荷，它有一些優(yōu)勢(shì)。最主要的優(yōu)勢(shì)是，電動(dòng)汽車從一開(kāi)始發(fā)展起步的時(shí)候，基本信息都是具備的。源網(wǎng)荷儲(chǔ)，荷要參與電網(wǎng)互動(dòng)，首先一個(gè)基本前提除了能量互動(dòng)，信息一定要互動(dòng)。信息互動(dòng)的基礎(chǔ)，電動(dòng)汽車目前都是具備的，不像其他的負(fù)荷，當(dāng)然電動(dòng)汽車還有其他的優(yōu)勢(shì)，比如充換電基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用平臺(tái)，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(dòng)的方向規(guī)劃和建設(shè)。
我們得出一個(gè)結(jié)論，與其他負(fù)荷相比，電動(dòng)汽車具有更大的參與電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。這就是和其他負(fù)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(chǎng)景下，我們提出這樣一個(gè)問(wèn)題，電動(dòng)汽車作為全社會(huì)最大規(guī)模的分布式儲(chǔ)能，靈活性調(diào)節(jié)資源，它到底和電網(wǎng)的互動(dòng)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(huì)來(lái)說(shuō)，能否提供幫助消納新能源？我們有必要探討一下這些問(wèn)題。
第二，潛力與特點(diǎn)。
下面看一下電動(dòng)汽車到底和電網(wǎng)之間到底有多大的互動(dòng)潛力。如圖，我們這個(gè)數(shù)據(jù)是按照2030年的電動(dòng)汽車的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的。2020年電動(dòng)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(dòng)在線率是我們自己的思考。比如私家車快充占比估計(jì)是15%，慢充占比達(dá)到85%，這個(gè)也不是某個(gè)權(quán)威組織的數(shù)字，是我們團(tuán)隊(duì)自己的估計(jì)。我們估計(jì)的時(shí)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(cè)。里面非常明確，慢充電能總量將超過(guò)80%以上，因?yàn)槲冶救艘矃⑴c了電動(dòng)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(xiě)關(guān)于慢充電85%的明確判斷，所以我對(duì)占比做了這樣一個(gè)估計(jì)。
我們通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)可以非常明顯地看出，電動(dòng)汽車和電網(wǎng)互動(dòng)最大的潛力在于私家車。但是從數(shù)量上來(lái)說(shuō)，從在線率來(lái)說(shuō)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于私家車，我在這邊再次跟大家強(qiáng)調(diào)一下，我認(rèn)為新能源汽車和電網(wǎng)互動(dòng)的最大潛力在私家車。
這是我們?cè)u(píng)估的以2030年為例，8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車和電網(wǎng)互動(dòng)的潛力評(píng)估數(shù)據(jù)，這是一個(gè)關(guān)于調(diào)峰能力的評(píng)估數(shù)據(jù)。首先我想說(shuō)明一下在理想情況下，我們認(rèn)為互動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)都做得非常好，技術(shù)上面做得非常好，在這個(gè)情況下面我們得出一個(gè)數(shù)據(jù)。
第二，我們從兩個(gè)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(píng)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(lán)顏色的數(shù)據(jù)，取了一個(gè)平均。藍(lán)顏色的數(shù)據(jù)就是我們得到的調(diào)峰能力的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，這里面我說(shuō)明一下，如果只充電，代表充電的曲線；下面藍(lán)顏色的曲線是假設(shè)電動(dòng)汽車能夠放電，相當(dāng)于有一個(gè)放電相關(guān)的能力。
總的來(lái)說(shuō)，到2030年它的調(diào)峰能力平均每小時(shí)可以有億千瓦級(jí)。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(píng)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(gè)數(shù)量概念，你可能沒(méi)有相對(duì)的概念，如果沒(méi)有相對(duì)概念，大家不妨看一下我的PPT右上角。2030年的時(shí)候，整個(gè)電網(wǎng)的平均發(fā)電功率也就10億千瓦，電動(dòng)汽車8000萬(wàn)輛和電網(wǎng)的交互能力也是億千瓦級(jí)了。我們這邊的數(shù)據(jù)5.6、4.8、7.5等等，準(zhǔn)不準(zhǔn)確？我不敢說(shuō)，這是我們定量評(píng)估的結(jié)果。我也看過(guò)其他的文章，包括電網(wǎng)公司相關(guān)的一些文獻(xiàn)，一般都認(rèn)為是億千瓦級(jí)，也就是這個(gè)數(shù)量級(jí)是不會(huì)有問(wèn)題的，這是一個(gè)海量的全社會(huì)最大的分布式靈活資源。
這里面還有備用能力的評(píng)估，右邊的圖當(dāng)電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展以后，對(duì)電網(wǎng)實(shí)際四是分散加峰的問(wèn)題，怎么解決這個(gè)問(wèn)題？有序充電是一個(gè)解決辦法。雙向有序是充電有序、放電有序，那個(gè)會(huì)得到更好的（辦法），對(duì)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(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)到底有哪些作用
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)主要解決幾個(gè)問(wèn)題：
1、解決充電問(wèn)題，滿足用戶需求。
2、發(fā)揮其作用。通過(guò)互動(dòng)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(wèn)題，能充電、易充電、廉充電。
3、在解決充電問(wèn)題上，電動(dòng)汽車本身是負(fù)荷，它有消耗，有消耗以外同時(shí)還有儲(chǔ)能，它不僅僅是是儲(chǔ)能，它是最大的分布式儲(chǔ)能資源怎么發(fā)揮它的作用？就是資源利用。
這個(gè)資源利用有兩個(gè)層面：
（1）電網(wǎng)發(fā)揮輔助服務(wù)；
（2）為社會(huì)消納新能源。
這是我對(duì)電動(dòng)汽車電網(wǎng)互動(dòng)的作用思考，這個(gè)觀點(diǎn)我在去年青島國(guó)家第一屆創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施充電大會(huì)上談過(guò)這個(gè)觀點(diǎn)，今天再次分享一下。
充電的問(wèn)題大家比較容易理解，我這邊不再重復(fù)。如果對(duì)電網(wǎng)提供輔助服務(wù)的角度，我這邊梳理了一些。比如說(shuō)，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(gè)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(shí)間有限，我不展開(kāi)了。
后面也是我們團(tuán)隊(duì)自己對(duì)各個(gè)輔助服務(wù)關(guān)于某個(gè)場(chǎng)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(dòng)汽車參與阻塞管理的仿真結(jié)果；
這是電動(dòng)汽車參與電壓治理的仿真結(jié)果；
這是電動(dòng)汽車作為一個(gè)分布式儲(chǔ)能助力消納新能源的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果來(lái)看，效果是非常好的，這是我們以2030年為例，某一個(gè)具體日24小時(shí)之內(nèi)，它的“典型日”能夠多消納多少的新能源，應(yīng)該說(shuō)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(gè)統(tǒng)計(jì)。還是按照2030年這樣的場(chǎng)景，從無(wú)序充電、有序充電、雙向互動(dòng)，從這三個(gè)角度分析一下電動(dòng)汽車到底對(duì)新能源消納有多大作用。我們做定量分析的時(shí)候，沒(méi)有考慮常規(guī)儲(chǔ)能的作用。因?yàn)槌Ｒ?guī)儲(chǔ)能也在發(fā)展之中，常規(guī)儲(chǔ)能把這個(gè)因素暫時(shí)沒(méi)考慮，我們只考慮了電動(dòng)汽車的靈活性柔性負(fù)荷的作用，作為一個(gè)分布式儲(chǔ)能的作用也考慮進(jìn)去了。我們認(rèn)為電動(dòng)汽車既是無(wú)序充電，無(wú)序充電也會(huì)消納新能源，因?yàn)殡娎锩姹旧砭陀行履茉?，你即使不去調(diào)控它，也會(huì)有消納，我們估計(jì)是700億，8000萬(wàn)輛的時(shí)候假設(shè)全部無(wú)序充電，它會(huì)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?yàn)樗膬?chǔ)能作用，它可以協(xié)同增加其它負(fù)荷新能源的消納，加起來(lái)是3000億。大家注意一下，無(wú)序是700億，有序的時(shí)候增加了2300億，如果雙向互動(dòng)的話，一下子可以增加到7000億，這個(gè)效果是非常明顯的。
這邊是關(guān)于電動(dòng)汽車的分布式儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能對(duì)比的圖（如圖）。
結(jié)論：規(guī)?；妱?dòng)汽車以后既具有能量型的和功率型的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，它具有廣闊的應(yīng)用前景。
第四，電動(dòng)汽車與電網(wǎng)、新能源融合的技術(shù)架構(gòu)
電動(dòng)汽車和電網(wǎng)互動(dòng)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(dòng)汽車充電需求的。在這個(gè)過(guò)程中，電動(dòng)汽車發(fā)展各種各樣的問(wèn)題暴露了，暴露以后怎么辦？我們認(rèn)為需要做有序充電。而且這個(gè)階段往往是自治情況下的有序充電，還達(dá)不到和電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，所以我們叫做“被動(dòng)的有序充電”，這是第二階段。
第三個(gè)階段，電網(wǎng)接入進(jìn)來(lái)了，它可以更大范圍的有序充電，而且這個(gè)時(shí)候我們就會(huì)第三階段，我們叫“主動(dòng)有序”，這個(gè)主動(dòng)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(gè)階段我們認(rèn)為還有另外一個(gè)方式，就是基于主動(dòng)調(diào)控的有序充電。
最后一個(gè)階段，基于主動(dòng)調(diào)控的雙向電能互動(dòng)。
某一個(gè)行業(yè)、某一方面無(wú)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(diǎn)。
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(dòng)調(diào)峰的方式參與電動(dòng)汽車電網(wǎng)的互動(dòng)，這兩個(gè)是不一樣的。今天電力系統(tǒng)的同志不多，我這邊就不展開(kāi)了。
企業(yè)需求響應(yīng)比較多一點(diǎn)，我們從主動(dòng)調(diào)峰角度，梳理了一些想法，時(shí)間有限，我先放一邊了。
最后我要對(duì)電動(dòng)汽車和電網(wǎng)互動(dòng)成效做一個(gè)展望。我們梳理了一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，總的來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為互動(dòng)主體多元化、能量流動(dòng)單向雙向并存、本地互動(dòng)與廣域互動(dòng)并存。昨天討論的“光儲(chǔ)充”屬于本地互動(dòng)，大量通過(guò)電網(wǎng)接入以后，可以實(shí)現(xiàn)廣義的互動(dòng)。同時(shí)，能源形式多樣化、互動(dòng)場(chǎng)景多樣化。
剛才講了四個(gè)階段，我們對(duì)每個(gè)階段聚焦的問(wèn)題或者要解決什么痛點(diǎn)問(wèn)題，它的特點(diǎn)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(rèn)為是發(fā)展之中。
第二階段要聚焦什么問(wèn)題？我認(rèn)為要解決充電問(wèn)題。第二階段的特點(diǎn)主要是電動(dòng)汽車與運(yùn)營(yíng)商之間的就地互動(dòng)為主，這時(shí)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(shí)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(dòng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)廣義的互動(dòng)。這個(gè)時(shí)候能量是單向的，信息也是雙向的。
在這三個(gè)階段基礎(chǔ)上，最后就會(huì)達(dá)到智能雙向充換電階段，而且我覺(jué)得只要核心工作把前面三個(gè)階段的工作做完了，后面可以非常順利過(guò)渡到第四個(gè)階段。
第四個(gè)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(gè)技術(shù)路線、技術(shù)架構(gòu)差不多，比如你這個(gè)樁只是單向充電，你換一個(gè)樁它能雙向的，你這個(gè)平臺(tái)只是單向充電，你換個(gè)平臺(tái)加點(diǎn)功能就是雙向，整個(gè)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(jué)得還是循序漸進(jìn)推進(jìn)這個(gè)工作，會(huì)更有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
這是關(guān)于整個(gè)技術(shù)路線圖，從各個(gè)階段、理論研究、標(biāo)準(zhǔn)制定的設(shè)想，這個(gè)圖我在去年的會(huì)議上也講過(guò)了。
第五，電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)成效展望
我們通過(guò)這樣的工作，要達(dá)到什么樣的目標(biāo)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(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域、關(guān)鍵指標(biāo)，這個(gè)表是我參與寫(xiě)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(chǔ)互動(dòng)的主力軍之一；
2、EV儲(chǔ)能是全社會(huì)最大的分布式儲(chǔ)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(chǔ)能資源喚醒，需要各方協(xié)同努力。
我們要積極推動(dòng)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)工作，讓電動(dòng)汽車真正成為新能源汽車。這個(gè)觀點(diǎn)我在很多場(chǎng)合講過(guò)了，很多把新能源汽車、電動(dòng)汽車混為一談。我認(rèn)為電動(dòng)汽車不是天然的新能源汽車，為什么電動(dòng)汽車叫做新能源汽車？我認(rèn)為要滿足兩個(gè)條件：
（1）本身用電量里面要有足夠多的新能源；
（2）電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能，要協(xié)同其他的負(fù)荷來(lái)消納更多的新能源。
滿足這兩個(gè)條件，才能叫“新能源汽車”。
謝謝大家！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載?。?/span>
