去年以來，受中電聯(lián)的委托，我們開展了電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究。借此機(jī)會(huì)，跟大家分享一下研究的成果。
四部分：
一、車網(wǎng)互動(dòng)的意義
大家知道電動(dòng)汽車在國家政策鼓勵(lì)和市場拉動(dòng)下快速發(fā)展，樂觀估計(jì)到2025年，電動(dòng)汽車的保有量會(huì)超過000萬輛，到2030年會(huì)超過1億輛。屆時(shí)電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷將超過1億千瓦，占全社會(huì)最大負(fù)荷的5.5%，電動(dòng)汽車的儲能車載電池將超過50億度。這些電動(dòng)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(dāng)一部分臺區(qū)將會(huì)超載或過載，而且會(huì)加大電網(wǎng)運(yùn)行的峰谷差，對電網(wǎng)的運(yùn)行帶來巨大的挑戰(zhàn)。
另一方面，這1億千瓦的充電負(fù)荷有相當(dāng)一部分是可調(diào)節(jié)的負(fù)荷，是有序用電的最經(jīng)濟(jì)的資源。同時(shí)，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(yùn)行的基石。
電動(dòng)汽車快速發(fā)展的同時(shí)，新型電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，到2025年新能源占比達(dá)50%，電網(wǎng)運(yùn)行方式將從“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)儲一體化”和“荷隨源動(dòng)”的模式發(fā)展。因此，車網(wǎng)互動(dòng)受到政府和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
車網(wǎng)互動(dòng)是“源荷互動(dòng)”的一種重要形式，它主要是通過充換電設(shè)施與電網(wǎng)進(jìn)行能量和信息的互動(dòng)，將電動(dòng)汽車作為可調(diào)度的資源，和電網(wǎng)高度協(xié)同，在滿足用戶充電的同時(shí)，支持電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。說白了就是光伏發(fā)電，風(fēng)電大發(fā)的時(shí)候多充電，電網(wǎng)平衡緊張的時(shí)候就少用電。
在車網(wǎng)互動(dòng)過程當(dāng)中，充電用戶會(huì)享受到低電價(jià)，最近山東的電力市場頻繁出現(xiàn)負(fù)電價(jià)，在車網(wǎng)互動(dòng)過程中，在參與電力市場的時(shí)候可以享受到低電價(jià)。新能源棄光棄風(fēng)就會(huì)減少，電網(wǎng)的投資會(huì)減緩，車載電池沉睡的資源可以被利用，電動(dòng)汽車相比燃油車的經(jīng)濟(jì)性會(huì)更有優(yōu)勢，這樣電動(dòng)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(huì)更加繁榮。
二、車網(wǎng)互動(dòng)要規(guī)?；l(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)先行
談一談標(biāo)準(zhǔn)化的需求。近些年來，國家電網(wǎng)、南網(wǎng)電網(wǎng)、一些主機(jī)廠、設(shè)備制造商都在車網(wǎng)互動(dòng)方面做了積極的探索，在模式創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)推廣方面，推動(dòng)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)深度融合，提升可再生能源消納水平，促進(jìn)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展做了很多有益嘗試。
下面就國家電網(wǎng)的實(shí)踐做一下回顧。國家電網(wǎng)是最先開始充換電設(shè)施建設(shè)的電網(wǎng)企業(yè)。目前國家電網(wǎng)建設(shè)的充電樁已經(jīng)覆蓋27個(gè)省，273個(gè)城市，國家電網(wǎng)建設(shè)的車聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)接入的充電運(yùn)營商超過1700家，用戶超過1900萬，可結(jié)算的充電樁已經(jīng)突破40萬個(gè)。
國家電網(wǎng)還建設(shè)了一個(gè)“智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺”，這個(gè)車聯(lián)網(wǎng)平臺和電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)、電網(wǎng)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(wǎng)”數(shù)據(jù)的流通平臺，為車網(wǎng)互動(dòng)的實(shí)施建立了良好的基礎(chǔ)。
國家電網(wǎng)在此基礎(chǔ)上結(jié)合電力市場發(fā)展的進(jìn)程，也開展了很多車網(wǎng)互動(dòng)的實(shí)踐。包括建設(shè)了一個(gè)“1+M+N”車網(wǎng)互動(dòng)的業(yè)務(wù)體系，這個(gè)業(yè)務(wù)體系包括一個(gè)平臺+兩級服務(wù)調(diào)度中心，這個(gè)平臺就是國家電網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)，兩級服務(wù)調(diào)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(gè)省建立了服務(wù)調(diào)度中心，同時(shí)我們在市場上例如臺區(qū)治理、需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨市場開展了試點(diǎn)應(yīng)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(bào)一下具體場景，首先講講有序充電。有序充電是應(yīng)對電動(dòng)汽車負(fù)荷，對配電網(wǎng)造成沖擊的有效措施，已被廣泛認(rèn)同。有序充電的目標(biāo)就是考慮用戶充電需求和電網(wǎng)安全運(yùn)行的狀態(tài)下，以對電網(wǎng)影響最小和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)為目標(biāo)，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)和技術(shù)手段，引導(dǎo)控制充電時(shí)間和充電功率，對臺區(qū)負(fù)荷曲線進(jìn)行削峰填谷。
從技術(shù)路線來看，主要有三種技術(shù)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(yīng)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(diǎn)了統(tǒng)建統(tǒng)營的應(yīng)用，主要是就地平衡的方式。
（如圖）這張圖國家電網(wǎng)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(gè)個(gè)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(zhuǎn)移了充電的高峰，轉(zhuǎn)移到晚上1點(diǎn)以后。同時(shí)，采用無感有序充電技術(shù)以后，使用戶參與車網(wǎng)互動(dòng)的比例已經(jīng)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(gè)試點(diǎn)的場景，其中一個(gè)場景是試點(diǎn)了V2B的場景，在單位、在商業(yè)樓宇里面有峰谷價(jià)差的地方開展了試點(diǎn)。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?yán)锩孀疃嗟囊惠v車一年收益在4000塊錢，給運(yùn)營商分10%，給物業(yè)分10%，用戶可以分80%，一年的收益可以達(dá)到3000多塊錢。
同時(shí)，在V2G這種技術(shù)下，也參加了華北的調(diào)頻輔助服務(wù)市場。中間這個(gè)圖示中綠色曲線就是華北下達(dá)的AGC指令，紅色曲線是電動(dòng)汽車對AGC指令的響應(yīng)，從響應(yīng)情況來看和儲能相當(dāng)。
第三個(gè)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(shí)候，把電動(dòng)汽車聚集到重載臺區(qū)這邊來，通過電動(dòng)汽車的放電，把臺區(qū)超載負(fù)荷控制在變壓器的高限之下，這樣可以延緩電網(wǎng)的投資。
下面講一下負(fù)荷聚合如何參加大電網(wǎng)互動(dòng)的。我們公司作為一個(gè)負(fù)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(wǎng)、河北南網(wǎng)、浙江等地參與了調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)市場，主動(dòng)消納風(fēng)光電量超3億千瓦時(shí)，取得了很好的效益。
現(xiàn)在以京津唐為例，通過這個(gè)平臺，接入的可調(diào)充電樁已經(jīng)超過了8萬臺，最大的物理響應(yīng)負(fù)荷能力已經(jīng)超過了110萬千瓦，累計(jì)減少了棄風(fēng)棄光電網(wǎng)2.66億千瓦時(shí)。在試點(diǎn)過程當(dāng)中，驗(yàn)證了通過負(fù)荷聚合參與電網(wǎng)互動(dòng)的計(jì)量、數(shù)據(jù)采集、控制、安全的需求。
總之，通過前面的試點(diǎn)和示范，驗(yàn)證了電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。
雖然眾多的企業(yè)開展了車網(wǎng)互動(dòng)的實(shí)踐，但是由于還沒有形成規(guī)模化的效益，其中一個(gè)核心原因之一就是標(biāo)準(zhǔn)缺失和體系不完善，制約了車網(wǎng)互動(dòng)的高質(zhì)量發(fā)展。比如V2G的車由于沒有標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)的企業(yè)跟車企商量來定制，所以沒辦法規(guī)?；l(fā)展。再比如聚合商和運(yùn)營商之間的信息交換的標(biāo)準(zhǔn)沒有，我們在華北市場里面雖然有幾百家的運(yùn)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(dāng)中，并網(wǎng)的接入規(guī)范、測試規(guī)范沒有出臺，造成了只有1%的可調(diào)節(jié)負(fù)荷產(chǎn)生了車網(wǎng)互動(dòng)。再比如在參加電力市場過程當(dāng)中，由于沒有安全防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致調(diào)度系統(tǒng)、交易系統(tǒng)對聚合商的數(shù)據(jù)和響應(yīng)能力有不可信的方面，它對充換電負(fù)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(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)可以降低技術(shù)壁壘和成本，通過標(biāo)準(zhǔn)可以提高互聯(lián)互通的效率，通過標(biāo)準(zhǔn)可以優(yōu)化協(xié)同的發(fā)展，通過標(biāo)準(zhǔn)可以保證可信交易。所以，我們要進(jìn)行建立（標(biāo)準(zhǔn)），去年中電聯(lián)委托我們做了這么一個(gè)研究。
三、談?wù)勡嚲W(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的思考
車網(wǎng)互動(dòng)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(wù)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(wù)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(gè)新的角色叫“負(fù)荷聚合商”。車網(wǎng)互動(dòng)業(yè)務(wù)包含車、樁、充電運(yùn)營商、聚合商、電網(wǎng)五個(gè)主體。
（如圖）圖上匯總了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，從圖中可以看到設(shè)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(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化過程當(dāng)中主攻的方向，同時(shí)由于電力市場對數(shù)據(jù)要求不一樣，原先的這些標(biāo)準(zhǔn)要做相應(yīng)的修訂。
我們在做標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，采用這樣的步驟。首先，按照負(fù)荷聚合商參與電力市場的規(guī)則和技術(shù)的要求，從這兒入手作為需求的驅(qū)動(dòng)。第一步是建立信息交換模型，在信息交換模型的基礎(chǔ)上要規(guī)范信息交換的接口，最后提出相關(guān)設(shè)備和平臺的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)一致性測試的規(guī)范，以及這些充電設(shè)施并網(wǎng)運(yùn)行的管理規(guī)范。
在信息交換模型方面，從“源網(wǎng)荷儲”運(yùn)行全環(huán)節(jié)來看，可劃分為：“并網(wǎng)-申報(bào)-調(diào)控-清分-評價(jià)”五個(gè)環(huán)節(jié)，這樣就會(huì)有五個(gè)模型。
這一頁講的是設(shè)備模型。在車網(wǎng)互動(dòng)過程當(dāng)中，充電樁這個(gè)資產(chǎn)從原來服務(wù)充電的用電設(shè)備要變?yōu)殡娋W(wǎng)平衡中的一個(gè)資源設(shè)備，要從電網(wǎng)調(diào)度的視角來看這個(gè)設(shè)備的資產(chǎn)，主要保證這個(gè)設(shè)備可調(diào)度，要對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識，跟電網(wǎng)模型要進(jìn)行融合，同時(shí)要增加這些設(shè)備參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的參數(shù)等等。
第二個(gè)是關(guān)于并網(wǎng)的需求。充電樁和電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)互動(dòng)的時(shí)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(wǎng)互動(dòng)之前就要進(jìn)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(wǎng)運(yùn)行控制的技術(shù)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(shí)按照測試的曲線進(jìn)行傳行實(shí)驗(yàn)。
這邊講的是數(shù)據(jù)申報(bào)。參與電力市場了之后，充換電服務(wù)中的電價(jià)不再是“峰谷平”三個(gè)時(shí)段，而是96個(gè)時(shí)段，這些變化都對標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生重要的影響。
下一個(gè)講的是負(fù)荷控制對標(biāo)準(zhǔn)的影響。車網(wǎng)互動(dòng)之前，系統(tǒng)關(guān)心的是與交易訂單相關(guān)、與充電樁設(shè)備資產(chǎn)和運(yùn)營工況相關(guān)的數(shù)據(jù)采集比較多，這些數(shù)據(jù)采集都是以事件驅(qū)動(dòng)的方式采集，而且都是單向的（從樁到平臺）。車網(wǎng)互動(dòng)之后，電動(dòng)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(shí)還要增加調(diào)節(jié)指令的下發(fā)，也就是從平臺到樁進(jìn)行傳遞，同時(shí)對安全和可靠性也有更多的需求。
后面關(guān)于運(yùn)營、評價(jià)、結(jié)算有很多，由于時(shí)間關(guān)系不再詳細(xì)介紹。
通過我們的梳理，在已有的充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，初步規(guī)劃了車網(wǎng)互動(dòng)的體系。這個(gè)體系分為基礎(chǔ)、設(shè)備與接口標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)平臺標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)荷聚合標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)5部分，涉及術(shù)語、充換電系統(tǒng)與設(shè)備、聚合運(yùn)營、配電網(wǎng)接入等16個(gè)專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)。
在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)方面，重點(diǎn)制定2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，修訂3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。主要是用于規(guī)范車網(wǎng)互動(dòng)的技術(shù)術(shù)語、場景、技術(shù)架構(gòu)和信息規(guī)范，提高團(tuán)隊(duì)的溝通效率。
在設(shè)備與接口方面，新制定1項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，修訂10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)方面主要是利用以前的標(biāo)準(zhǔn)。
在服務(wù)平臺類標(biāo)準(zhǔn)方面，這是研究的重點(diǎn)，要新制定4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，修訂4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
在服務(wù)平臺類標(biāo)準(zhǔn)方面，要新修訂11項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，這部分主要增加了新的負(fù)荷聚合商，因?yàn)樗磮鼍胺郑€有共性的要求。這部分的研究任務(wù)比較重。
在建設(shè)運(yùn)營方面，主要是新制定3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，修訂5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
總體來看，結(jié)合實(shí)踐、結(jié)合技術(shù)發(fā)展的和行業(yè)發(fā)展的趨勢，充換電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)體系形成了2023年的意見稿，分了5部分，總共計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)84項(xiàng)，其中涉及國家標(biāo)準(zhǔn)26項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)48項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)。
四、車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化共創(chuàng)共贏
如何縮短車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的周期，我們打算以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的方式加快車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的研制工作。
車網(wǎng)互動(dòng)是一個(gè)新的業(yè)務(wù)，如果走向快速成熟的話，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須盡早確立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通過整合業(yè)務(wù)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠把創(chuàng)新格局向模塊化、互補(bǔ)化、系統(tǒng)化、協(xié)同化的方向發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定對行業(yè)非常有利，可以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，保障服務(wù)安全，促進(jìn)市場的競爭和合作。同時(shí)，也能提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量，提高產(chǎn)業(yè)的競爭力。
加快車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化是以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”作為車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的理念。同時(shí)，以“統(tǒng)一、簡化、協(xié)調(diào)、迭代”為車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的方法原理。以“標(biāo)準(zhǔn)即服務(wù)”的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化理念，開展車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。采用開源技術(shù)理念，按照“機(jī)器可讀能力模型”，構(gòu)建“標(biāo)準(zhǔn)討論-標(biāo)準(zhǔn)制定-測試改進(jìn)-容器認(rèn)證”的標(biāo)準(zhǔn)化流程，“高效透明協(xié)同智能”的加快車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的研究。
最后想提幾點(diǎn)建議：
首先，車網(wǎng)互動(dòng)是我們共同的事業(yè)，車網(wǎng)互動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化可以助推產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化也是行業(yè)的共識，為了盡快的標(biāo)準(zhǔn)化，希望大家能參與到標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)中來，希望大家能在標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)中受益，祝愿大家在車網(wǎng)互動(dòng)過程當(dāng)中都有獲得感。
