10月16日，由国际能源网、国能能源研究院、充换电头条等联合主办的国能网·2024第九届产业年会之充换电产业大会在北京盛大举行。大会期间中国电力科学研究院三级职员教授级高工李斌，就《新型电力系统背景下的车网互动技术探索与实践》发表了主题报告。
车网互动技术作为当下的热点话题，李斌从车网互动技术研究背景、现状挑战、关键技术、总结展望四方面，对车网互动技术的研究成果进行了精彩分享。
中国电力科学研究院三级职员教授级高工 李斌
新能源汽车强国是必由之路
车网互动技术是必然趋势
习近平总书记强调：新能源汽车产业的发展是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，也是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。2023年6月，李强总理提出：构建高质量充电基础设施体系，更大释放新能源汽车消费潜力。新能源汽车已成为我国外贸“新三样”之首。2023年5月14日国家发展改革委国家能源局《关于加快推进充电基础设施建设 更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴的实施意见》，提出延续免收需量（容量）电费政策到2030年 。2023年6月8日国务院办公厅19号文《关于进一步构建高质量充电基础设施体体系的指导意见》。2023年7月21日国家发展改革委《关于促进汽车消费的若干措施》，提出着力提升农村电网承载能力，降低新能源汽车购置使用成本。2023年12月19日国家发改四部委1721号文《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》，提供千万千瓦级双向灵活性调节能力。2024年7月25日国家发改三部委1128号文《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，电动汽车充电基础设施网络拓展行动提出加强车网融合互动。
国家从立法端赋予新能源汽车发展的法律地位，国家电网公司也深入贯彻落实党中央、国务院决策部署，全力推进高质量充电基础设施网络体系建设，支持新能源汽车下乡和乡村振兴，服务我国新能源汽车产业发展。以支撑构建新型电力系统和新型能源体系为目标，印发车网融合互动两年行动计划，充分发挥电动汽车荷储特性，加快车网互动技术推广应用。
由此看出全国正在加速推进新能源汽车发展进程，不断开拓新能源汽车应用场景。数据显示，截至2024年6月底，全国新能源汽车保有量达2472万辆，近三年销售量占比超70%，渗透率超50%。全国充电桩总量达1024.4万台，其中公共桩312.2万台、私人桩712.2万台。车桩比1：2，相对合理。未来，大功率充电与车辆急速增长，新能源汽车会从里程焦虑转变成充电焦虑，车网互动技术可以解决这一问题。中国电科院预测2025年、2030年国网经营区新能源汽车保有量将分别达到3000万辆、8600万辆，充电桩保有量分别达到1840万台、6050万台。车网互动将是一个很大的产业规模。
李斌提到，现在我们国家提倡能源革命，新型电力系统也是一个国家战略。新型电力系统其核心与新能源的发展离不开。新能源大量替代常规机组，分布式能源、储能等交互式设备广泛接入，使得电力系统“双高”特征日益显著，给电网平衡调节带来巨大挑战，加剧系统不稳定性，未来需要在源荷互动方面开展相关研究。
据李斌介绍，在用户侧资源里横向比较，全国空调有7亿台、分布式光伏3亿千瓦、新能源汽车2472万辆。2024年上海、安徽、四川等空调负荷接近甚至超过40%，分布式光伏对山东、河北、河南电网接入带来压力，电动汽车充电设施在电网局部节点存在接入难问题。用户侧资源大多通过邀约方式进行引导，电动汽车引导的灵活性高于空调，但负荷占比相对来说不如空调负荷。
车网互动技术是面向未来电网
供需平衡调节的重要储备
从宏观政策到微观生活，车网互动技术将是未来社会的主流。在市场驱动下，新能源汽车通过充放电装置与电网连接，进行能量和信息互动，发挥动力电池可控负荷和移动储能价值属性，服务新能源汽车产业发展，支撑新型电力系统高效经济运行。车网互动的具体形式为：有序充电、V2G、聚合互动3个方面。
车网互动系统是典型的信息物理社会系统（CPSS），相关技术涉及人、车、桩、路、网、运营商、政府等多元主体，各方利益诉求差异大、协同困难，车网互动技术智能、安全、高效、便捷的充放电体验，科学、灵活的充放电电价与互动市场机制，是面向未来电网供需平衡调节的重要储备。不同于电网传统的直管直控，车网互动切换到价值驱动上来了。
中国电力科学研究院三级职员教授级高工 李斌
李斌表示我们主笔编制了车网互动行标总则部分，凝聚行业共识，经过5年的艰苦迭代，最终形成了车网互动的基本技术架构。从底下往上看，是设备运行层、负荷聚合层、调度交易层3层，最终将分散的充电负荷资源聚合起来去参与电力市场、现货、辅助服务等市场。当时在最右侧部署了电网直控的技术渠道，为未来必要的负荷管控措施预留了技术依据。除了电力市场，还有广阔的绿色金融市场。
通过国内外的车网互动案例调研，国外示范项目规模普遍较小，而国内目前有序充电是重点，V2G呈加速态势，前期发改委调研，国网V2G电量还是最大的，5.4万度。
未来，车网融合发展程度会越来越高，车网互动将经历一个无序充电(V0G)、有序充电(V1G)、有序充放电(V2G)和车网融合(VGI)的发展过程，当前正处于V0G到V1G的过渡过程。集中式超充与分散式慢充协同发展。在公共场站，充电功率会越来越大，在居民区也会有大量的双向慢充桩。
目前制约车网互动发展的问题主要有：精准预测与聚合调控能力较弱、互动装备系统功能不完善、市场机制与商业模式不成熟、多维度安全防护与承载水平不足。无法达到“规模化、规范化、常态化、市场化”的目标。
同时也面临四个方面的挑战。一是如何实现用户充电行为的精准刻画和聚合引导。二是如何提升装备与系统的互动水平，降低互动技术难度。三是如何建立常态化、车网互动市场机制，把互动价值充分挖掘出来，再给足红利传导激励。四是如何实现车桩网平台全链条的安全承载，做好能量安全、信息安全防护。
6项关键技术为电力供需深度互动
探索了新的可持续发展路径
问题与挑战相互呼应， 6项车网融合关键技术解决问题。分别是充放电资源特性智能分析预测技术、充放电资源聚合优化与调控技术、充放电互动智能引导技术、高效智能充放电装备与系统性能提升技术、车网融合互动仿真技术、车网互动全链条全环节安全防护技术。这六项技术也为电力供需深度互动探索了新的可持续发展路径。
下面介绍一些国内车网互动的案例：北京小区30余个电动汽车用户，集中开展有序充电示成效示范验证工作，带来了小区接入能力的增加。无锡车网互动示范中心，国网江苏聚焦电动汽车高效协同充换电、智慧车网互动、负荷侧可调资源聚合调控等领域，开展核心技术攻关，目前已建成国内首个高效协同充换电综合试验站。浙江电力打造省级充电负荷聚合平台，并与浙江高弹性电网智慧调度平台联动，实现充电桩实时调控。在NIO POWER DAY 2023上，蔚来汽车推出新款V2G充电桩，与祁连山国家公园合作搭建V2G光伏自循环补能体系。特来电在上海，建设首座集“光伏+储能+大功率快充+液冷超充+放电（V2G）+换电”于一体的新能源汽车充（换）电综合服务示范站，着力构建光、储、充、放、检及能源管理为一体的“新能源微电网”系统，探索“源网荷储”微电网，目前已在全国75个城市投运了近300座的充电型微网项目。深圳供电局已建成具备百万千瓦调节能力的网地一体虚拟电厂管理平台，可调节电动汽车充电站点超120座，调节能力超过7.1万千瓦。
最后李斌对车网互动技术的前景与展望进行了总结。
首先在新型电力系统背景下，研究车网互动技术的必要性主要体现在以下几个方面：车网互动技术是服务新能源电动汽车高质量发展的重要手段。车网互动是新型电力系统建设的重要组成部分。车网互动是未来电网跨界合作、创新研究的有效载体和平台。车网互动是当前国家和行业政策的热点，具有良好的政策实施基础。
其次车网互动技术发展是内涵不断丰富、技术不断完善的过程，未来需从车控与电池技术、充放电装备、电网接入技术、系统平台技术、机制与共性支撑等五个方面不断完善。
最后提出如下建议：一是加快完善车网互动标准体系，制定支持有序充电、V2G功能的充电设施技术规范与通信协议标准，将智能有序充电纳入充电桩和新能源汽车产品功能范围。二是积极探索新能源汽车参与电网运行调控市场，推动充换电运营商参与市场交易，降低购电成本。倡导充电运营商积极参与绿电交易、碳交易，提高充电场站绿电消费比例。三是建议各省市探索并落实私人充电桩分时充电电价政策，科学设置峰谷时段，优化峰谷电价比例。推广居住区新能源汽车有序充电，引导居民更多地充新能源电。
来源：充换电头条
