3月份,国家发展改革委等部门印发《关于公布首批车网互动规模化应用试点的通知》,公布首批车网互动规模化应用试点名单,9个城市30个项目入选,标志着我国车网互动技术迈入规模化应用新阶段。近日,江苏省正式明确新能源汽车参与车网互动放电价格机制。
车网互动是指新能源汽车与电网的双向能量流动。新能源汽车成为可移动“充电宝”,在用电低谷期充电,供车辆行驶及储存;在用电高峰期放电,为电网输送电力,供其他用户使用。这一技术既能促进新能源电量消纳,又能缓解电网保供压力,有利于巩固和扩大我国新能源汽车的发展优势,助力构建新型电力系统和新型能源体系。
车网互动助力新型电力系统建设
从政策导向看,新能源汽车车网互动建设路径已经明确。国家相继出台文件大力推进车网互动。2023年12月,国家发展改革委等部门联合发布《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,这是我国首个车网互动顶层设计文件,提出了车网互动的总体要求、重点任务和保障措施,明确到2025年初步建成车网互动技术标准体系,充电峰谷电价机制全面实施并持续优化,市场机制建设取得重要进展;到2030年,我国车网互动技术标准体系基本建成,市场机制更加完善,车网互动实现规模化应用。2024年7月,《加快构建新型电力系统行动方案(2024~2027年)》发布,明确提出开展电动汽车充电设施网络拓展行动,要求加强电动汽车与电网融合互动。
从发展前景看,新型电力系统加速建设背景下,车网互动规模化应用成为必然趋势。截至2024年年底,中国新能源汽车保有量已达3140万辆,充电设施总数达到1281.8万台,同比增长49%,全年充电量突破1100亿千瓦时,同比增速为38%。新能源汽车集中充电与居民用电高峰时段高度重合,充电高峰时段过于集中可能会给电网运行造成影响。通过车网互动,充电负荷可主动参与电网运行调节,助力新型电力系统建设。
从试点情况看,车网互动技术和相关机制日趋成熟。近年来,我国在充电峰谷分时电价制定推广、车网互动资源聚合参与辅助服务市场和需求响应试点验证,以及双向充放电技术可行性验证等方面取得了积极进展。山东聚合充换电设施等调节资源构建虚拟电厂,已经实现电力现货市场模式下常态化、规模化车网互动。上海开展大规模车网互动全链路集中测试,已具备30万千瓦智能有序充电网络和2万千瓦双向充放电能力。5月30日,安徽合肥开展基于“5G+量子”虚拟电厂精准调度的车网互动规模化实测,超6000辆次新能源汽车参与,互动电量达2.8万千瓦时。
车网互动规模化应用仍面临诸多挑战
当前车网互动相关试点正加速推进,但规模化应用需要基础设施、标准体系、商业模式等多方面因素的协同支撑,相关配套机制仍有待完善。
车网互动技术和基础设施有待升级。一方面,高频次充放电对动力电池的循环寿命和安全性提出更高要求。尽管电池能量密度和续航能力已显著提升,但车主仍面临频繁充放加速电池衰减、电池损耗售后难等问题。另一方面,充电设施的智能化水平不足,私人充电桩普遍缺乏智能调控功能,不满足配电网负荷动态调节需求。面对大量分散的新能源汽车车网互动需求,电网控制计算能力、通信速度和可靠性也面临挑战。
车网互动标准体系需进一步完善。目前,关于有序充电的标准体系较为完善,但针对双向充放电的标准体系建设尚处于起步阶段,现行新能源汽车和充电设施标准均未对双向充放电的功能作出有效规范,新能源汽车聚合参与电力交易的相关数据交互、运行调控、信息安全等标准体系有待建立健全。不同品牌新能源汽车充电接口及通信协议不统一,影响车网互动大规模、商业化应用。
车网互动的商业模式需要创新。车网互动灵活性资源参与电力市场仍存在制约因素,仅少数省份出台了明确的车网互动放电价格机制,相关资源参与电能量市场和电力辅助服务市场的机制还在探索。参与车网互动的主体主要靠赚取充放电价差获得收益,盈利模式较为单一。车网互动充电桩的成本高于常规直流充电桩的成本,短期内车网互动的收益难以覆盖充电桩的投资和运行维护成本。
多措并举夯实车网互动规模化应用基础
实现车网互动规模化应用,需要强化关键技术研发、标准体系建设与商业模式构建。
加强关键技术研发攻关。加大电池高频双向充放电循环寿命和安全防控技术等关键技术攻关,在不明显增加成本的基础上继续延长动力电池循环寿命。推动建立高可靠、高灵活、低能耗的车网互动系统架构并研制双向充放电设备,推进光储充一体化、直流母线柔性互济等电网友好型充换电场站关键技术研发。
加快完善标准体系和平台建设。车网互动涉及新能源汽车、电网、通信等多个领域,需从协同角度加快“车-桩-网”各环节统一标准体系建设,完善涵盖充放电设备、并网技术、信息交互等领域的技术标准体系。建立基于跨行业信息融合体系的车网互动平台,实现交通、能源等跨领域数据的深度融合,为车网互动的全面开展提供有力支持。
加力构建商业机制。优化完善配套电价和市场机制,推动居民充电峰谷分时电价全面应用。研究新能源汽车和充换电场站对电网放电的价格机制,进一步激发各类充换电设施灵活调节潜力。加快推进以虚拟电厂聚合车网互动资源参与现货等电能量市场,常态化参与系统运行调节。
(作者单位:国网安徽省电力有限公司经济技术研究院)