胡澤春告訴你電動(dòng)汽車如何融入“智能電網(wǎng)”

　　“作為電動(dòng)汽車專家，您有沒(méi)有購(gòu)買使用電動(dòng)汽車呢？”這恐怕是清華大學(xué)副教授胡澤春被問(wèn)到最多的問(wèn)題之一，盡管答案是“還沒(méi)有”，但他明確表示對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展持樂(lè)觀態(tài)度。

　　今年以來(lái)，國(guó)家關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的相關(guān)工作意見(jiàn)相繼出臺(tái)，南方電網(wǎng)也制定了《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，為加快電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動(dòng)節(jié)能減排增添了新引擎。電網(wǎng)企業(yè)如何迎接“電動(dòng)汽車時(shí)代”，電動(dòng)汽車如何融入“智能電網(wǎng)”？作為同時(shí)介入電動(dòng)汽車和電力系統(tǒng)兩大領(lǐng)域的知名專家，胡澤春對(duì)此有自己的見(jiàn)解與建議。

　　關(guān)于電動(dòng)汽車，最關(guān)注什么？

　　記者：“電動(dòng)汽車時(shí)代”似乎越來(lái)越近，有哪些技術(shù)和現(xiàn)象是您關(guān)注的？

　　胡澤春：首先，作為消費(fèi)者，最關(guān)注的是電池技術(shù)的發(fā)展。個(gè)人認(rèn)為，化學(xué)電池技術(shù)的突破是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵，目前還沒(méi)有取得革命性的突破，有待繼續(xù)投入。從目前的電池技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，適合先行發(fā)展電動(dòng)公交車，以及插電式電動(dòng)汽車。今后電池技術(shù)取得突破后，快速充電可能是最被接受的方式。

　　其次，是電能補(bǔ)給的方式。傳統(tǒng)的充電方式有快充、慢充等，最近出現(xiàn)了很熱門的“無(wú)線充電”，不需要物理連接，無(wú)接口問(wèn)題，可以在行駛中充電，舒適性較高。個(gè)人認(rèn)為，目前“無(wú)線充電”尚處于示范應(yīng)用階段。原因有二：一是可替代性，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線充電的地方，基本上都可以通過(guò)有線方式來(lái)充電；二是成本高，目前所有的無(wú)線充電方式，無(wú)論是靜止式還是移動(dòng)式，其成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有線充電。個(gè)人建議，“無(wú)線充電”目前可以在電動(dòng)公共車輛領(lǐng)域進(jìn)行試點(diǎn)，而在電動(dòng)私家車領(lǐng)域大規(guī)模推廣比較難。

　　第三，是充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化，就是將充電、運(yùn)營(yíng)等與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。目前，電動(dòng)汽車的消費(fèi)者仍存在“里程焦慮”問(wèn)題，如果將出行管理與智能終端連接起來(lái)，就可以及時(shí)提醒消費(fèi)者距離下一個(gè)充電點(diǎn)有多遠(yuǎn)，充電設(shè)施是否可以使用，以及充電功率、費(fèi)用等情況。另外，消費(fèi)者也可以通過(guò)智能終端自動(dòng)導(dǎo)航到充電點(diǎn)，或者在規(guī)劃出行路線時(shí)將續(xù)航里程與沿途充電點(diǎn)情況同時(shí)考慮進(jìn)來(lái)，這在出行方便性與界面可用性方面將是很好的體驗(yàn)。

　　記者：電動(dòng)汽車的充電問(wèn)題是消費(fèi)者的關(guān)注熱點(diǎn)，包括充電樁普及、充電時(shí)間等，但相關(guān)投資多在“觀望”，“雞生蛋，蛋生雞”仍在困擾市場(chǎng)，您如何看待這一問(wèn)題，并請(qǐng)預(yù)測(cè)充電發(fā)展前景。

　　胡澤春：新生事物的發(fā)展總會(huì)遇到這樣的情況——互相觀望?；仡櫄v史，傳統(tǒng)燃油汽車在發(fā)展初期也遇到過(guò)類似情況，當(dāng)時(shí)的加油站建設(shè)并不完善，車輛長(zhǎng)途出行往往需要自帶燃油。總的說(shuō)來(lái)，充電樁與電動(dòng)汽車之間是互相促進(jìn)的關(guān)系，兩者都蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)，備受資本關(guān)注。從發(fā)展前景來(lái)看，未來(lái)的充電市場(chǎng)規(guī)模會(huì)很大，預(yù)計(jì)我國(guó)會(huì)有“上萬(wàn)億”的體量。

　　記者：面對(duì)充電市場(chǎng)機(jī)遇，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)如何作為？

　　胡澤春：據(jù)了解，電網(wǎng)企業(yè)在深度介入電動(dòng)汽車方面，已經(jīng)做了很多務(wù)實(shí)的研究與摸索。個(gè)人認(rèn)為，目前，電網(wǎng)企業(yè)首先要研究電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)電網(wǎng)的沖擊與影響到底會(huì)有多大。其次，面對(duì)越來(lái)越多客戶的充電需求，電網(wǎng)企業(yè)作為供電服務(wù)商，要盡力滿足接入要求。第三，電網(wǎng)企業(yè)可以嘗試突破傳統(tǒng)賣電模式，有選擇地介入充電市場(chǎng)，介入電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)生態(tài)鏈，提供充電服務(wù)（包括投入充電站點(diǎn)、設(shè)施建設(shè)），提供電動(dòng)公交線路運(yùn)營(yíng)服務(wù)，對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，做好服務(wù)商。

　　電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)會(huì)有哪些影響？

　　記者：電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)我國(guó)能源系統(tǒng)，尤其是電網(wǎng)系統(tǒng)將帶來(lái)哪些改變？

　　胡澤春：發(fā)展電動(dòng)汽車能夠提高能源利用效率和環(huán)保水平。從能源消費(fèi)角度講，我國(guó)對(duì)石油進(jìn)口依賴度高，發(fā)展電動(dòng)汽車就是將用油改為用電，這對(duì)能源系統(tǒng)來(lái)講確實(shí)是一個(gè)重要改變。環(huán)保方面，我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車還涉及到排放轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，就是將化石能源的排放集中轉(zhuǎn)移到發(fā)電廠。我們專門針對(duì)南方電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)測(cè)評(píng)，結(jié)果顯示，電動(dòng)公交車的二氧化碳排放低于傳統(tǒng)燃油公交車。在水電比例高的地區(qū)，電動(dòng)私家車的二氧化碳排放低于傳統(tǒng)燃油轎車。在煤電比例高的地區(qū)，兩者持平。但反過(guò)來(lái)看，燃油汽車對(duì)環(huán)境的不利影響不僅限于排放二氧化碳，其他尾氣排放物會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重霧霾等。目前燃煤電廠經(jīng)過(guò)集中治理后，二氧化碳等污染物排放比較低，這就是排放轉(zhuǎn)移的好處。

　　最初，業(yè)界以為電動(dòng)汽車的發(fā)展會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)很大的負(fù)荷增長(zhǎng)，但經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，就目前我國(guó)用電結(jié)構(gòu)而言，總體的用電量不會(huì)有很大增長(zhǎng)。需要注意的是，在電動(dòng)汽車充電比較集中的時(shí)段，充電功率的增長(zhǎng)更明顯，但不會(huì)很高。電動(dòng)汽車在整個(gè)汽車市場(chǎng)的占有率不超過(guò)20%的情況下，充電用電量占全社會(huì)總用電量的比例不會(huì)超過(guò)10%。當(dāng)然，在某些負(fù)荷集中的局部電網(wǎng)，可能會(huì)存在配電網(wǎng)承受壓力增大的問(wèn)題。

　　記者：不斷增長(zhǎng)的充電負(fù)荷有何特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生什么影響？

　　胡澤春：充電負(fù)荷增長(zhǎng)與電動(dòng)汽車的類型與規(guī)模是直接相關(guān)的。隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展，充電負(fù)荷會(huì)有一個(gè)明顯的晚高峰。另外，電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的等效用電時(shí)間相對(duì)于其他常規(guī)負(fù)荷要短，具有明顯的峰谷差，其峰荷時(shí)段與全網(wǎng)峰荷時(shí)段基本一致，電網(wǎng)對(duì)充電負(fù)荷調(diào)控的潛力很大。

　　充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，首先是對(duì)配網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有影響，然后間接傳輸?shù)街骶W(wǎng)影響輸電安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)配網(wǎng)來(lái)說(shuō)，主要是對(duì)電能質(zhì)量的影響，包括電壓、諧波、三相不平衡等。這也提醒電網(wǎng)企業(yè)在充電站接入方面要設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格檢測(cè)。

　　記者：不斷增長(zhǎng)的充電負(fù)荷，使得配電網(wǎng)改造更受關(guān)注，而配網(wǎng)改造需要龐大投資，您有何建議？

　　胡澤春：改造配電網(wǎng)的確需要很大的投資，不可能一下子完成，需要分階段進(jìn)行。我們?cè)鲞^(guò)相關(guān)研究，充電負(fù)荷在不同地方的配網(wǎng)產(chǎn)生的影響是不一樣的，也就是說(shuō)，不同小區(qū)的配電網(wǎng)對(duì)充電負(fù)荷的接納能力是不同的。根據(jù)測(cè)算，對(duì)于規(guī)劃容量比較高，負(fù)載率相對(duì)較低，電動(dòng)汽車滲透率20%~30%的新建小區(qū)來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)是不需要改造的，相對(duì)老舊的小區(qū)則更需要改造。

　　其實(shí)，除了改造配網(wǎng)，應(yīng)對(duì)充電負(fù)荷增長(zhǎng)還有更簡(jiǎn)單易行的辦法，即充電調(diào)控，也就是協(xié)調(diào)充電策略。比如延時(shí)充電，避開(kāi)高峰負(fù)荷時(shí)段進(jìn)行充電；比如對(duì)充電設(shè)施進(jìn)行集中監(jiān)控，給消費(fèi)者及時(shí)提供建議等。個(gè)人認(rèn)為，如果能夠通過(guò)充電調(diào)控解決就先進(jìn)行調(diào)控，實(shí)在不行，再進(jìn)行配網(wǎng)改造。

　　電動(dòng)汽車如何與電網(wǎng)互動(dòng)？

　　記者：長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，您認(rèn)為電網(wǎng)企業(yè)與汽車企業(yè)之間有哪些合作空間？

　　胡澤春：電動(dòng)汽車本身就是跨專業(yè)的，涉及交通、汽車及電力專業(yè)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，電網(wǎng)企業(yè)與汽車企業(yè)之間有很大的合作空間。具體來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)企業(yè)提出“智能電網(wǎng)”，將電動(dòng)汽車作為重要內(nèi)容來(lái)考慮。交通、汽車行業(yè)提出“互聯(lián)網(wǎng)+智能交通”，包括對(duì)電動(dòng)汽車充電引導(dǎo)、充電設(shè)施布局等。這兩方面如果分別單獨(dú)做的話，可能都達(dá)不到最優(yōu)效果，如果合作，則會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的推動(dòng)力。交通、汽車及電網(wǎng)企業(yè)可以在基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行合作，比如充電設(shè)施的接口、標(biāo)準(zhǔn)等，為有序充電提供支持。另外，智能電網(wǎng)與智能交通都涉及到信息問(wèn)題，也就是當(dāng)前很熱門的“大數(shù)據(jù)”。一方面，交通出行信息由交通部門掌握，電網(wǎng)企業(yè)要想挖掘充電行為及需求，必須借助交通部門的支持。另一方面，交通部門不了解電網(wǎng)方面的情況，比如負(fù)荷特性、充電的電網(wǎng)約束等，若想做智能交通引導(dǎo)，則需要電網(wǎng)方面的支持。如果兩者合作，共享信息，推動(dòng)力會(huì)很強(qiáng)，智能電網(wǎng)和智能交通都會(huì)推進(jìn)得更順暢。

　　記者：那么，電動(dòng)汽車如何更好地融入智能電網(wǎng)？

　　胡澤春：電動(dòng)汽車是新型負(fù)荷，或者稱為新型家電，在充電過(guò)程、充電功率方面具有較好的調(diào)控性，可以納入需求側(cè)管理、電網(wǎng)調(diào)度，并與新能源發(fā)電配合（比如充電站采用光伏、風(fēng)力發(fā)電），從而成為智能電網(wǎng)中的重要角色。這包括兩個(gè)層面：作為需求，電動(dòng)汽車可以通過(guò)有序充電進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng)；如果向電網(wǎng)放電，電動(dòng)汽車則相當(dāng)于分布式電源。

　　記者：如何在我國(guó)電力價(jià)格體制下構(gòu)建市場(chǎng)機(jī)制，提出控制策略，來(lái)激勵(lì)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)？

　　胡澤春：將電動(dòng)汽車充放電作為可控負(fù)荷的形式參與電網(wǎng)調(diào)控，是有效規(guī)避其大規(guī)模充電對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)面影響的重要手段。一般以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)或?qū)﹄娋W(wǎng)的影響最小為目標(biāo)，綜合考慮電池性能約束與用戶充電需求，通過(guò)控制充電時(shí)間和充電功率的大小，來(lái)協(xié)調(diào)充電過(guò)程。

　　這里著重講一下“V2G”概念，即電動(dòng)汽車與電網(wǎng)雙向互動(dòng)(Vehicle-to-Grid)，指電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能單元，以充電和放電的形式參與電網(wǎng)的調(diào)控。V2G的主要功能包括削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓、備用服務(wù)等。削峰填谷就是讓電動(dòng)汽車在負(fù)荷低谷充電、在高峰負(fù)荷期間放電，通過(guò)優(yōu)化充放電時(shí)間和過(guò)程，降低峰荷，平滑負(fù)荷曲線，提高設(shè)備利用率和電網(wǎng)運(yùn)行成本。調(diào)頻是指通過(guò)調(diào)整或改變充放電狀態(tài)，向電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)，減小電網(wǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻容量需求和支付的調(diào)頻費(fèi)用。電動(dòng)汽車參與二次調(diào)頻被認(rèn)為是較有潛力的應(yīng)用，電網(wǎng)需要調(diào)頻容量較小，約占全網(wǎng)高峰負(fù)荷1%時(shí)，對(duì)電池淺充淺放，對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)影響較小。在美國(guó)，已經(jīng)有專門的電動(dòng)汽車車隊(duì)參與電網(wǎng)調(diào)頻，還可獲得相應(yīng)補(bǔ)償。調(diào)壓是指參與無(wú)功優(yōu)化，以維持電壓水平合格。備用服務(wù)是指如果電網(wǎng)遇到機(jī)組停機(jī)等故障，通過(guò)中斷或改變充放電過(guò)程，由電動(dòng)汽車向電網(wǎng)提供備用負(fù)荷,在必要時(shí)切除充電負(fù)荷，這比切除其它負(fù)荷的成本要低得多，對(duì)消費(fèi)者影響不大。

　　記者：近日，廣東電網(wǎng)公司承擔(dān)的國(guó)家863計(jì)劃課題“電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”通過(guò)了科技部驗(yàn)收，作為參與者，談?wù)勀鷮?duì)該項(xiàng)研究的看法。

　　胡澤春：當(dāng)前，很多企業(yè)都參與開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，將來(lái)的趨勢(shì)應(yīng)該是融合。電網(wǎng)企業(yè)在開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)方面有自己的優(yōu)勢(shì)，即調(diào)度、通訊平臺(tái)更順暢。該系統(tǒng)立足于廣東省，包括省、市、站三級(jí)系統(tǒng)，具體有以下特點(diǎn)：一是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)方式進(jìn)行充電服務(wù)，車的狀態(tài)、位置，包括故障、充電請(qǐng)求等均可跟系統(tǒng)進(jìn)行交互溝通；二是跟電網(wǎng)結(jié)合，可對(duì)充電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)；三是充電的有序調(diào)控，包括效果展示，如果充電站引入這項(xiàng)功能，可在配網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段對(duì)充電行為進(jìn)行調(diào)控，盡量避開(kāi)高峰時(shí)段，也可作為可調(diào)負(fù)荷，在電網(wǎng)應(yīng)急情況下提供支持。（作者：楊雅潔）