譚卓輝：《車網(wǎng)互動實踐及展望》

 

在分論壇的設置上，11大專場論壇緊緊圍繞充換電產(chǎn)業(yè)的熱點話題展開，涵蓋車樁可信認證、新品發(fā)布、超充技術、區(qū)域運營、車網(wǎng)互動、社區(qū)充電、市場趨勢等多個方面，從技術創(chuàng)新到市場應用進行全方位探討，引領政府部門、專家學者及充換電上下游企業(yè)高層等2000+參會代表，一同探討充換電產(chǎn)業(yè)的無限機遇。
 

5月23日，「車網(wǎng)互動」專場論壇聚焦“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”作為車網(wǎng)互動標準化的理念，深入探討如何通過技術創(chuàng)新、市場管理，推動車網(wǎng)互動標準化，助力打造互利協(xié)同的充換電產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展生態(tài)。蔚來汽車能源產(chǎn)品高級專家 譚卓輝博士以《車網(wǎng)互動實踐及展望》為主題進行演講。

 

演講整理

 

 

 

譚卓輝表示，電網(wǎng)互動和車網(wǎng)互動這兩個概念在行業(yè)內(nèi)外的理解有所不同。一般情況下，媒體和學術界對電網(wǎng)互動的看法各異，但從專業(yè)角度來看，電網(wǎng)互動更關注的是源荷協(xié)同的新型電力系統(tǒng)。

 

他指出，關于電動汽車存在許多爭議，特別是車網(wǎng)互動?；貧w本源來看，中國目前的發(fā)電量幾乎是美國的兩倍，比聯(lián)合國在2010年預測時間提前了約13-14年。

 

在此大背景下，中國作為工業(yè)大國，如何解決能源安全問題成為一個重要趨勢。另一個趨勢是隨著電動汽車的快速普及，新銷售車型的滲透率已經(jīng)超過50%，電力是否足夠供應這些電動汽車。

 

根據(jù)國內(nèi)趨勢，周孝信院士指出，本世紀中葉中國新能源發(fā)電占比要超過50%，目前和這個目標還有相當一段距離。

 

過去二十年里，風能和太陽能在中國高速發(fā)展，滲透率已達到百分之十幾，使中國成為世界領先的新能源發(fā)電國家。在這種情況下，2050年實現(xiàn)這一宏偉目標還有從理論和工程角度看，仍存在很多的挑戰(zhàn)。

 

（1）挑戰(zhàn)一：新能源發(fā)電時間尺度和空間尺度的不平衡

 

 

他強調(diào)，大量的太陽能和風能接入會帶來嚴重的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題。根據(jù)圖示，展示了國內(nèi)東北地區(qū)在冬季晚間風力強勁，而白天風力較弱，這導致風電接納能力出現(xiàn)缺口。

 

 

該圖展示了光伏發(fā)展迅速的地區(qū)，如德國、歐洲以及中國山東，開始出現(xiàn)負電價的現(xiàn)象。從過去的“鴨子曲線”變成了“峽谷曲線”，趨勢十分明顯。

 

過去的高速發(fā)展導致新能源發(fā)電中心集中在三北地區(qū)，水電發(fā)電中心集中在西南和湖北，而用電負荷中心則位于東南沿海、京津冀，用電負荷中心遠離發(fā)電中心，需要通過因而建設特高壓電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的重要一環(huán)。

 

電力系統(tǒng)中的能量通常是即發(fā)即用的，而前述兩種供需不平衡會給電力系統(tǒng)穩(wěn)定帶來極大的困難。因為新能源發(fā)電的不確定性需要電力系統(tǒng)提供更多的調(diào)控資源（調(diào)峰調(diào)頻），使得新能源接入成本迅速提升。要解決這個問題，電網(wǎng)需要從依賴發(fā)電（源）側調(diào)控的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，進化到源荷協(xié)同的新型電力系統(tǒng)。電網(wǎng)互動的重點不應只停留在“地球一小時”關燈的環(huán)保浪漫主義上，而是切實地提供技術手段來應對這種時間和空間的不平衡。

 

（2）挑戰(zhàn)二：電動汽車

 

隨著電動汽車的普及，電力供應是否充足成為一個大眾心里一個疑惑。但實際上雖然中國能源相對短缺，即便2030年電動汽車保有量將達到1億輛這個級別，電動汽車總用電量在全國總用電量中占比并不高。根據(jù)估算，6000多萬輛車的年用電量相當于2019年風電發(fā)電量。而最近目前風電和光伏發(fā)電量已經(jīng)占全國總發(fā)電量的15%，滿足2030年的電力需求沒有疑問。

 

盡管總電力供應沒有太大問題，但充電焦慮依然存在，這主要來源于配電網(wǎng)建設和電動汽車發(fā)展速度的不匹配。同樣可以概括為區(qū)域不平衡和時間不平衡。

 

區(qū)域不平衡，例如老舊小區(qū)電力容量不足，供電半徑過長，，特別是中心城區(qū)增容非常困難。而在新城區(qū)新建小區(qū)由于有預先規(guī)劃，無論家充或是公共補能點建設，都順暢很多。

 

另一個問題是時間不平衡，電動汽車會加劇晚高峰負荷。以上海電網(wǎng)這個受端電網(wǎng)為例，晚高峰用電問題是電網(wǎng)的重要關注點，如果車主回家后立即充電，沒有很好的預約充電機制，晚高峰會明顯加強，需要更多電網(wǎng)設備投入。

 

通過典型換電站和充電站的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，換電站一天的負荷是相對平穩(wěn)。而充電站負荷因個人行為不同更加隨機化，這會加劇了電網(wǎng)的峰谷差，導致設備投資浪費。此外，大量的充電設備的接入，還存在著更加細節(jié)電能質量的問題，如電網(wǎng)的諧波、電壓等問題。

 

他闡述道，在新能源發(fā)電和新能源用電的雙重壓力下，新能源接入越多，電網(wǎng)的架構就會越發(fā)薄弱，包括備用電力成本、電力峰值需求成本、聚合成本、并網(wǎng)成本在內(nèi)的接入成本不斷增加，。而且這種成本增長并非以線性增長，而是會加速增長。

機遇

 

盡管新能源在車網(wǎng)互動領域面臨著諸多困境，但其機遇也不可忽視。他表示，電動汽車動力電池的總量是不可忽視的。預計到2030年電動汽車保有量將達到1億，每輛車的電池容量可達到50-80度電，甚至更高。若每輛車有20%的電量可與電網(wǎng)互動，這將為電網(wǎng)提供巨大的調(diào)控資源。此外，由于新能源汽車普遍使用IOT技術，聚合成本比傳統(tǒng)儲能相對要低。

 

他分析認為，在車網(wǎng)互動中，成本和確定性是關鍵因素。電網(wǎng)需要的是可以變現(xiàn)的確定性，用來進行調(diào)峰和調(diào)頻等輔助服務。，未來認為若能將分散的電動汽車資源聚合起來，會極大發(fā)展空間，從而促進新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。

 

具體到蔚來汽車在電網(wǎng)互動的實踐，蔚來從零部件到模塊、充電樁、換電站、電網(wǎng)，乃至整個系統(tǒng)設計均有涉獵。其主要目標有兩個：一是將這些分散的資源整合成一個協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)，以便更好地服務于電網(wǎng)；二是降低整合的成本。因此，蔚來能源致力于提供低成本且可以高效調(diào)度的電網(wǎng)互動資源及相應的技術產(chǎn)品，積極參與到新型電力系統(tǒng)的建設中。

 

舉幾個例子說明：

 

1、在華北京津冀地區(qū)，蔚來將50個換電站和充電樁整合，向華北電力提供了20MW的可調(diào)負荷，并獲得收益。

 

2、自前年起，蔚來和華能合作，在浙江省啟動了國內(nèi)首個市場化的虛擬電廠接入項目，使用全省的換電站進行調(diào)度。即使是單向的換電站也能參與虛擬電廠的運行，通過控制換電站負荷，實現(xiàn)了5-10秒級的功率控制。

 

3、今年，蔚來在武漢地區(qū)的服務區(qū)部署了雙向換電站，使用了自研的液冷雙向高效率模塊，并結合光儲充換一體化技術，實現(xiàn)臺區(qū)下的能量管理。而北京通州宋莊的雙向換電站也已上線，并計劃參與到調(diào)頻和調(diào)峰服務中。

 

4、在德邁科科技園工商業(yè)場景，蔚來安裝了10根雙向充電樁，幫助園區(qū)實現(xiàn)系統(tǒng)需量控制及峰谷套利，每天提供約300度電的放電，投資回報期少于兩年。此外，蔚來能源還為合肥個人用戶打造了家用雙向解決方案，通過峰谷套利實現(xiàn)了大幅的電費節(jié)省。

 

蔚來能源將通過電網(wǎng)互動創(chuàng)新產(chǎn)品技術的持續(xù)投入，提升用戶體驗，探索新的商業(yè)模式，為電網(wǎng)互動和新型電力系統(tǒng)的建設貢獻一分力量。