電動汽車與電網(wǎng)互動技術

湯煜東 馮佳夢 周曉旭

（1.國網(wǎng)電動汽車服務有限公司，北京 100052；2.國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，河北 唐山 063000；3.北京電力設備總廠有限公司，北京 102401）

0 引言

根據(jù)我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，應促進電動汽車產(chǎn)業(yè)化及大規(guī)模發(fā)展。通過有關的研究顯示，電動汽車目前已經(jīng)實現(xiàn)快速發(fā)展。眾多的車輛充電會導致新一輪的負荷增長，這將在很大程度上提升發(fā)電及輸電等的壓力。怎樣促進電動汽車的持續(xù)發(fā)展，與此同時，還要實現(xiàn)越來越多的用電需要，借助電動汽車來充當移動分布儲能裝置，以減小電力峰谷負荷差，增加設備的利用率，降低發(fā)電廠建設成本，文章提出了V2G技術的運用，進而促進電網(wǎng)及電動汽車之間的互動。

1 V 2G技術的概念

在電網(wǎng)技術中，V2G技術屬于新型技術，就電動汽車來看，可將其看作電力消費體，如果電動汽車在不使用的情況下，還能將其看成綠色可再生能源，給予電網(wǎng)所需的電力，這樣基于可控的條件，就能完成電動汽車同電網(wǎng)能量的轉換。V2G技術的運用就能達到電量的實時及雙向轉換，針對充放電控制設施來說，它不但可以實現(xiàn)電網(wǎng)之間的交互，還能同車輛進行交互，其交互內容涉及很多信息，比如能量轉換信息等。從中可以看出，V2G技術中涉及大量的高端應用技術，比如通信技術等。V2G技術的運用，能夠推動電網(wǎng)技術朝著智能化方向發(fā)展，還能讓電動汽車技術取得突破性進展[1]。

2 工作原理

V2G技術屬于比較先進的科技，根據(jù)其結構框架，可將其劃分成四個層面：第一層屬于電網(wǎng)層，第二層屬于站控層。第三層屬于智能充放電層，第四層則屬于車輛層，其中包含多項技術，比如通信技術及調度技術等，其工作原理具體包括：（1）在電網(wǎng)及車輛間，能夠促使電能完成雙向流動，屬于雙向智能控制設施，將其同運用了V2G技術的車輛進行連接，并把車輛的充放電信息反饋到后臺管理系統(tǒng)，比如充電狀態(tài)等信息。（2）就其后臺管理系統(tǒng)而言，能夠對管理區(qū)域的全部車輛的可充放電情況進行采集及計算等，比如實時容量等，能將這些信息實時發(fā)送到電網(wǎng)安全監(jiān)控及SCADA系統(tǒng)中。（3）針對后臺管理系統(tǒng)來說，它是遵照電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)來發(fā)布調度命令的，進一步發(fā)布充放電指令，針對管理區(qū)域的雙向智能控制設施開展充放電控制及管理，同時還會反饋有關的信息。（4）針對雙向智能控制設施來說，當其履行后臺管理系統(tǒng)發(fā)布的指令的過程中，需對連接的車輛開展充放電操作。

3 充放電業(yè)務流程

針對V2G技術而言，根據(jù)它的充放電業(yè)務流程來看，從其充放電業(yè)務流程來看，如果工作模式處于開啟狀態(tài)，通過能量管理系統(tǒng)，不但可以掌握電池狀態(tài)信息，還能掌握受控條件，進而將管理區(qū)域的所有車輛的充放電信息進行整合，結合運用的充放電手段，再加之電網(wǎng)負荷情況，對充放電命令進行發(fā)布，以達到對車輛電池狀態(tài)的監(jiān)控。針對有關的數(shù)據(jù)進行實時計算、儲存及轉發(fā)，當運行完成之后，需將其立即停機，之后再對賬單開展核算[2]。

4 標準制定情況

在智能電網(wǎng)技術的構成中，V2G是非常關鍵的部分，該技術是新型技術，需正確看待有關標準的制定。根據(jù)一系列的電動車輛研討會等，對車輛的充電系統(tǒng)及裝置的連接情況，還有關于車載電池的標準等展開了分析。有關的組織還制定了與智能電網(wǎng)及電動汽車對應的標準，進行了很多與之有關的工作，其內容具體包括：（1）從電氣接口方面來看，針對連接器及電纜等，應將相關的規(guī)格標準進行統(tǒng)一。（2）從通信接口方面來看，利用電力線載波通信裝置，以及別的充電裝置等，來實現(xiàn)信息的交換，在這一過程中，也應制定統(tǒng)一的規(guī)格標準，并對通信協(xié)議進行統(tǒng)一[3]。V2G技術能夠將車輛及電網(wǎng)連接起來，是連接的載體，不管是汽車企業(yè)還是電力企業(yè)，只有促進標準制定及規(guī)范研究方面的合作，才能構建合理的體系，推動電動汽車及智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展。

5 發(fā)展V 2 G技術的意義

（1）V2G技術能夠促使電網(wǎng)及車輛之間完成雙向互動，該技術是智能電網(wǎng)技術的關鍵構成部分。這一技術的普及，勢必會對將來的電動汽車運營模式造成很大的影響。通過有關的研究顯示，將智能車輛同智能電網(wǎng)一起進行研究，能夠外接插電式電動車及純電動汽車，使其在20a內發(fā)展成配電系統(tǒng)的關鍵構成部分，給予其相應的儲能，實現(xiàn)各個需求之間的平衡，進一步確保緊急供電，增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性。大概有90%多的乘用車輛，它們平均一天的行駛時間大概是1小時，有95%的時間都為閑置情況[4]。把停駛的電動汽車與電網(wǎng)進行連接，同時若是數(shù)量比較多的話，就可將電動汽車當作移動分布的儲能裝置，在確保能夠達到電動汽車用戶的實際需要的基礎上，把余下的電能用來回饋電網(wǎng)。

（2）將V2G技術同智能電網(wǎng)技術進行結合，就電動汽車來說，其電池的充放電需進行統(tǒng)一布置，結合已經(jīng)明確的充放電對策，構建三贏的局面，推動用戶、汽車及電網(wǎng)企業(yè)的和諧發(fā)展。首先，針對電動汽車用戶來說，在電價相對較低的情況下，需先幫助電動汽車完成充電，這樣當電價逐漸增多時，可把電動汽車的儲能輸送到電力公司，以換取現(xiàn)金補貼，進而有效減少電能汽車的應用成本。其次，針對電網(wǎng)公司來說，不僅能夠在一定程度上降低由于電動汽車普及而產(chǎn)生的用電壓力，減少電網(wǎng)建設投資費用，還能把電動汽車當作儲能設施，對用電負荷進行科學調節(jié)，進而全面增強電網(wǎng)運行效率，提升其可行性。最后，從汽車企業(yè)方面來看，電動汽車現(xiàn)階段無法大力發(fā)展的關鍵原因在于成本比較高。在電動汽車中引入V2G技術，有利于最大限度地減少用戶的使用成本，這也會在一定程度上促進電動汽車的發(fā)展，會為汽車企業(yè)帶來較多的經(jīng)濟效益。

（3）在電網(wǎng)中應用V2G技術，有利于進一步實現(xiàn)風能及太陽能等同電網(wǎng)的連接。不管是風能還是太陽能都極易被天氣及地域等因素所影響，它存在著極大的不可預測性及波動性，很難直接與電網(wǎng)進行連接，應有效防止其對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成影響。從現(xiàn)階段已經(jīng)建設的風力發(fā)電廠來看，其中大部分能量都很難同電網(wǎng)連接，究其原因是缺乏穩(wěn)定性造成的。利用V2G技術，同時借助電動汽車對風力及太陽能進行儲存，最后再將其輸送至電網(wǎng)。

6 結論

綜上所述，將電動汽車同智能電網(wǎng)進行融合的技術，我們將其稱之為V2G技術，它不但有效解決了電動汽車大力發(fā)展導致的電網(wǎng)負荷壓力，還能把電動汽車看作可移動的儲能裝置，并且還可以與電網(wǎng)進行連接，適用在新能源接入中，有利于促進電網(wǎng)供電的有效性，提升能源利用率，進一步減少電網(wǎng)投資費用。V2G技術的運用同用戶及電動汽車企業(yè)之間有著緊密的聯(lián)系，對相關的V2G技術運用模式開展研討，對與之有關的政策及法律法規(guī)進行分析是非常關鍵的課題，有利于全面提升用戶及企業(yè)的熱情，有著非常關鍵的現(xiàn)實意義。