電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)調(diào)峰的關(guān)鍵技術(shù)研究綜述

白澤洋，巨健，姜炎君，劉耀先，孫曉晨，王金鋒，陳珂

（1.國網(wǎng)陜西省電力有限公司，西安 710000；2.需求側(cè)多能互補(bǔ)優(yōu)化與供需互動(dòng)技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國電力科學(xué)研究院有限公司），北京 100192）

0 引言

目前，交通領(lǐng)域碳排放約占我國碳排放總量的10%［1］，在“雙碳”目標(biāo)下，推動(dòng)電動(dòng)汽車（electrical vehicle，EV）取代傳統(tǒng)的燃油車，已是不可阻擋的趨勢。按照國家有關(guān)規(guī)劃，2025年我國新能源汽車新車銷售量將達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右，2035年純EV將成為新銷售車輛的主流，公共領(lǐng)域用車全面電動(dòng)化［2］。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測表明，2025年我國EV保有量將至少達(dá)到2 390萬［3］。但EV的大量入網(wǎng)，將會(huì)增大電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，造成峰值負(fù)荷增加、線路節(jié)點(diǎn)電壓下降等問題［4］，不斷擴(kuò)增配網(wǎng)容量，固然可以解決以上問題，但這種做法所需周期長，建設(shè)成本高，不符合新型電力系統(tǒng)的要求。可將EV視為一個(gè)良好的移動(dòng)儲(chǔ)能單元，使用電動(dòng)汽車并網(wǎng)（vehicle to grid，V2G）技術(shù)與電網(wǎng)進(jìn)行友好互動(dòng)，不但可以降低或消除EV對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，還可以使EV參與到系統(tǒng)的輔助服務(wù)市場中，對(duì)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低電網(wǎng)峰谷差、增加新能源發(fā)電消納有著積極意義［5］。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入網(wǎng)中的EV的充電狀態(tài)進(jìn)行采集，使用大數(shù)據(jù)對(duì)EV用戶出行的時(shí)空分布進(jìn)行分析預(yù)測，使用云計(jì)算對(duì)EV的充電方案進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，再通過政策引導(dǎo)、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼、合理的市場交易模式，對(duì)大量處于閑置狀態(tài)的EV進(jìn)行充放電的統(tǒng)一調(diào)度，參與到輔助服務(wù)市場中，對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷，在理論上是完全可行的。

因此，本文將從EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)性、市場交易模式與策略、可調(diào)節(jié)能力的刻畫與預(yù)測、優(yōu)化控制策略等方面進(jìn)行研究和分析，詳細(xì)介紹這些領(lǐng)域的最新研究成果，并針對(duì)現(xiàn)有研究中的不足進(jìn)行總結(jié)和展望。

1 EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的潛力和經(jīng)濟(jì)性

新能源發(fā)電具有不確定性，尤其是在出現(xiàn)了負(fù)荷高峰期新能源發(fā)電不升反降的情況時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性將受到極大挑戰(zhàn)。在這種情況下，為了滿足峰值負(fù)荷的需要，部分傳統(tǒng)發(fā)電廠不得不增大自身的備用容量，這樣的做法顯然經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)，也會(huì)增大系統(tǒng)碳排放，但若能使EV參與到調(diào)峰中，在負(fù)荷高峰期降低EV的充電負(fù)荷，或?qū)V電能倒送入電網(wǎng)中，無疑可以大大降低系統(tǒng)的調(diào)峰壓力，助力“雙碳”目標(biāo)。

文獻(xiàn)［6］分析了EV有序充電對(duì)于新能源發(fā)電的消納潛力，并通過仿真驗(yàn)證了在含有新能源發(fā)電的電力系統(tǒng)中，通過調(diào)控EV進(jìn)行有序充電可有效降低負(fù)荷峰谷差，促進(jìn)新能源消納。

EV參與電網(wǎng)調(diào)峰不僅會(huì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低系統(tǒng)調(diào)峰壓力、助力“雙碳”目標(biāo)，還會(huì)對(duì)EV用戶本身帶來十分可觀的經(jīng)濟(jì)性。文獻(xiàn)［7］基于美國新澤西地區(qū)的交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合紐約的輔助服務(wù)市場模式，對(duì)EV提供輔助服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了計(jì)算分析，結(jié)果表明在電力市場環(huán)境下，EV通過代理聚合商參與輔助服務(wù)市場，經(jīng)濟(jì)上是完全可行的。文獻(xiàn)［8］以上海EV用戶的習(xí)慣和相關(guān)市場的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算了上海電動(dòng)私家車在無序充電、有序充電、V2G充電3種模式下的充電總支出，計(jì)算結(jié)果表明無序充電的總支出大約為V2G充電模式下的3倍。鑒于EV參與系統(tǒng)調(diào)峰的諸多優(yōu)勢，國內(nèi)外也有許多項(xiàng)目進(jìn)行了相關(guān)研究。丹麥于2009年了開展了EDISON項(xiàng)目，旨在使EV參與到輔助服務(wù)市場中，該項(xiàng)目著重研究了EV智能并網(wǎng)及其與風(fēng)電交互的優(yōu)化，并在一個(gè)具有4萬居民的島上進(jìn)行了實(shí)際試點(diǎn)運(yùn)行［9］。我國也有EV參與調(diào)峰比較典型的案例，如京津冀地區(qū)的EV聚合商參與華北的輔助服務(wù)市場，EV聚合商統(tǒng)計(jì)負(fù)荷曲線，預(yù)測負(fù)荷基線走向，然后考慮EV集群的響應(yīng)能力，估計(jì)自身可調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而在輔助服務(wù)市場上報(bào)容量和價(jià)格，然后通過智能運(yùn)行管控平臺(tái)進(jìn)行響應(yīng)控制，電網(wǎng)的夜間負(fù)荷隨之上升，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行了有效的填谷［10］。

2 EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 交易模式與交易策略

交易模式和交易策略的研究主要是基于新型電力市場理論和多人博弈理論，在包含了EV等一系列柔性負(fù)荷的需求側(cè)資源池中，通過多人博弈理論充分考慮用戶、負(fù)荷聚合商、電網(wǎng)等不同主體的需求和特點(diǎn)，結(jié)合新型電力市場理論中的交易規(guī)則，協(xié)調(diào)和優(yōu)化多方之間的關(guān)系，進(jìn)而在需求側(cè)資源池中挖掘出各方主體所需的資源和利益。

EV參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場，主要采用集中式交易模式，通過負(fù)荷聚合商來實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，在交易中EV聚合商作為車主的代理商，直接參與到電力交易市場競價(jià)中。單一EV的行為難以預(yù)測，但集群EV出行、充電行為呈現(xiàn)較強(qiáng)的規(guī)律性，因此可以為電網(wǎng)提供容量較大的、響應(yīng)速度較快的可調(diào)節(jié)資源，使需求側(cè)的響應(yīng)資源更加可控，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但EV聚合商若想聚集到足夠多的EV資源并進(jìn)行控制，也將涉及到一些新的問題：其一，負(fù)荷聚合商要與EV用戶簽約，獲取EV在充電期間的充放電控制權(quán)，合理的簽約策略才能調(diào)動(dòng)用戶的積極性，提高經(jīng)濟(jì)性，文獻(xiàn)［11］分析了固定簽約策略與靈活簽約策略下參與激勵(lì)調(diào)度的EV數(shù)量，以及EV聚合商的收益問題；其二，負(fù)荷聚合商為了實(shí)現(xiàn)與EV的互動(dòng)，必須配備相應(yīng)的通信、控制和量測技術(shù)，但這些技術(shù)在本質(zhì)上是能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)的一部分，結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)行研究應(yīng)該是可行的方向，文獻(xiàn)［12］結(jié)合了能源互聯(lián)網(wǎng)框架下的先進(jìn)通信技術(shù)，基于能源互聯(lián)網(wǎng)思維對(duì)EV充電站的通信模式進(jìn)行了展望。

圖1 集中式交易模式Fig.1 Centralized transaction mode

在集中式交易模式下，EV參與輔助服務(wù)市場的交易策略也是能否充分發(fā)揮EV集群調(diào)峰潛力的關(guān)鍵，目前基于新型電力市場理論和多人博弈理論策略主要有3種：

（1）以虛擬電廠形式參與日前市場交易。文獻(xiàn)［13］結(jié)合我國目前售電側(cè)開放下的電力市場機(jī)制，提出了在EV充電管理中以虛擬電廠作為實(shí)體的優(yōu)化調(diào)度模型。文獻(xiàn)［14］構(gòu)建了包含EV和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的虛擬電廠參與日前能量市場和調(diào)節(jié)市場的聯(lián)合競價(jià)策略。通過對(duì)次日EV行為和用戶的參與度進(jìn)行預(yù)測，獲得次日可調(diào)度容量，綜合考慮自身成本、用戶出行的需求約束和其他報(bào)價(jià)者的報(bào)價(jià)信息，以調(diào)峰邊際成本最低為目標(biāo)模擬市場出清，進(jìn)而生成自身報(bào)價(jià)信息。這種交易方式對(duì)系統(tǒng)運(yùn)營商和EV聚合商預(yù)測能力提出較高的要求，且現(xiàn)有的研究大多都沒有考慮到輔助服務(wù)市場有多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行主體參加，且單個(gè)主體的交易決策最優(yōu)時(shí)，整體上的最優(yōu)能否滿足，因此包含多個(gè)運(yùn)營主體的合作競爭以達(dá)到整體最優(yōu)化的策略值得進(jìn)一步研究。

（2）以虛擬電廠形式參與時(shí)前源荷聯(lián)動(dòng)的市場交易。文獻(xiàn)［15］為了解決新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)而電源的可調(diào)節(jié)能力不足的問題，提出了一種包含負(fù)荷聚合商參與的源荷聯(lián)動(dòng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場框架和交易流程，并通過算例表明，在這種市場機(jī)制下系統(tǒng)中的新能源消納容量大幅度提升，有效降低了系統(tǒng)的調(diào)峰缺額。這種交易方式雖然在一定程度上降低了對(duì)其可調(diào)節(jié)能力的預(yù)測難度，但增加了對(duì)單臺(tái)EV充放電計(jì)劃的求解難度。

（3）以虛擬電廠形式參與實(shí)時(shí)能量市場交易。文獻(xiàn)［16］充分考慮了EV聚合商參與電網(wǎng)互動(dòng)的優(yōu)勢，建立起了EV聚合商從參與日前輔助服務(wù)市場到實(shí)時(shí)輔助服務(wù)市場的優(yōu)化調(diào)度模型。文獻(xiàn)［17］提出了一種交互能源機(jī)制，用于協(xié)調(diào)配網(wǎng)中不同層次、不同特點(diǎn)多主體需求，其應(yīng)用時(shí)間尺度涵蓋了日前到實(shí)時(shí)控制和系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)。這種交易策略可最大限度地發(fā)揮出EV響應(yīng)速度快這一特點(diǎn)需要一個(gè)十分完善的電力市場體制來支撐。

燈光多有變化而多以純色為主，和音樂、道具設(shè)計(jì)一樣，試圖給舞臺(tái)更多象征性，時(shí)而瀉滿舞臺(tái)的白光，又似乎是給觀眾席帶來隱隱的逼問。

總體來說，由EV聚合商為主導(dǎo)的集中式交易模式能夠降低單體EV參與輔助服務(wù)市場的風(fēng)險(xiǎn)和成本，其交易行為更為經(jīng)濟(jì)，且不同的交易時(shí)間尺度對(duì)應(yīng)著不同的交易策略，以此能適應(yīng)集群EV的特點(diǎn)，進(jìn)一步挖掘其調(diào)節(jié)潛力。與此同時(shí)，由于電力市場價(jià)格具有不確定性，EV聚合商利用聚合管理和風(fēng)險(xiǎn)管理手段，也為EV個(gè)體承擔(dān)了參與市場的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 EV可調(diào)節(jié)容量的刻畫與預(yù)測

EV參與電網(wǎng)調(diào)峰要與電網(wǎng)需求相結(jié)合，電網(wǎng)須根據(jù)自身的負(fù)荷特性和EV的可調(diào)節(jié)容量向其下達(dá)對(duì)應(yīng)調(diào)峰指令，使其有效合理的參與到調(diào)峰當(dāng)中。所以對(duì)EV可調(diào)節(jié)容量的刻畫，是使EV參與電網(wǎng)調(diào)峰，制定EV參與電網(wǎng)調(diào)峰計(jì)劃的基礎(chǔ)任務(wù)之一。影響EV可調(diào)節(jié)容量的因素關(guān)聯(lián)如圖2所示，對(duì)實(shí)際運(yùn)行中的EV，其可調(diào)節(jié)容量受EV用戶的出行需求、EV的充放電功率、局部電網(wǎng)的功率約束等諸多關(guān)聯(lián)因素的影響，但其中很多因素是難以預(yù)測的，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的因素進(jìn)行全面考慮，以下文獻(xiàn)分別從影響EV可調(diào)節(jié)容量的一些關(guān)鍵因素考慮，進(jìn)行了分析研究。

圖2 影響EV可調(diào)節(jié)容量的因素關(guān)聯(lián)圖Fig.2 Correlation diagram of factors affecting EV adjustable capacity

文獻(xiàn)［18］通過EV的最低荷電率以及EV離網(wǎng)時(shí)用戶的期望荷電率進(jìn)行約束，刻畫了EV在不同荷電率下的可調(diào)節(jié)能力，但并未考慮到EV的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及配電網(wǎng)的功率約束問題。文獻(xiàn)［19］綜合考慮了EV用戶的出行需求、電池壽命、電池電量等多種因素，分別提出了EV的實(shí)時(shí)上調(diào)節(jié)容量與下調(diào)節(jié)容量的評(píng)估算法，并通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。文獻(xiàn)［20］通過劃定EV充放電可行域，并結(jié)合EV的功率邊界、電量邊界、放電深度、放電次數(shù)約束，提出了EV短時(shí)的上備用和下備用容量的計(jì)算方法，放電可行域的劃定為后續(xù)EV充放電策略的設(shè)計(jì)提供了很好的基礎(chǔ)。

對(duì)于EV可調(diào)節(jié)容量的刻畫已取得了較多的研究成果，且這個(gè)預(yù)測精度直接影響了汽車聚合商參與輔助服務(wù)市場的經(jīng)濟(jì)效益［21］。文獻(xiàn)［22］針對(duì)不同類型的EV集群，基于蒙特卡洛仿真，提出了一種V2G可用容量評(píng)估方法，可以預(yù)測EV集群在某一特定時(shí)間段內(nèi)的可用容量。文獻(xiàn)［23］使用隨機(jī)森林算法所建立起的分類模型，判斷EV用戶是否愿意參與V2G調(diào)度，進(jìn)而預(yù)測EV集群的充放電容量。

由此可見，對(duì)于集群EV可調(diào)節(jié)容量的預(yù)測，目前主要是通過概率抽樣建模的手段，來獲取不同類型EV集群離網(wǎng)時(shí)間、入網(wǎng)時(shí)間、行駛里程以及荷電狀態(tài)等隨機(jī)變量的概率分布，進(jìn)而結(jié)合可調(diào)節(jié)容量的評(píng)估算法，預(yù)測汽車集群的可調(diào)節(jié)容量。這種方法固然可以對(duì)EV集群的可調(diào)節(jié)容量在更大時(shí)間尺度上進(jìn)行預(yù)測，但未來隨著其EV集群規(guī)模不斷擴(kuò)大，內(nèi)部復(fù)雜程度的進(jìn)一步上升，已建立的正態(tài)分布模型可能無法準(zhǔn)確表征集群的充放電特征，之后的研究結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，通過不斷對(duì)EV集群信息的采集、分析和聚類，進(jìn)一步劃分出更精細(xì)的EV集群類型，并分別建立起對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)模型，可以得到在大時(shí)間尺度上，EV集群可調(diào)節(jié)容量更精準(zhǔn)可信的預(yù)測數(shù)據(jù)。

2.3 有序充電控制策略

有序充電是指在滿足EV用戶充電需求的情況下，對(duì)EV的充電時(shí)段和充電功率進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而達(dá)到參與電網(wǎng)調(diào)峰的目的，并依據(jù)優(yōu)化目標(biāo)的不同，產(chǎn)生不同的有序充電控制策略。

文獻(xiàn)［24］以減少配電網(wǎng)的有功網(wǎng)損為優(yōu)化目標(biāo)，使用二次規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，提出了對(duì)于配網(wǎng)EV充電的控制方法。文獻(xiàn)［25］針對(duì)一地區(qū)不同種類的EV，以平抑電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)和用戶充電成本最小為目標(biāo)制定了一種有序充電控制策略。文獻(xiàn)［26］提出了通過制定動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)，使用戶根據(jù)電價(jià)自主響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有序充電，達(dá)到降低負(fù)荷峰谷差的目的。文獻(xiàn)［27］以售電方和EV用戶為博弈雙方，綜合考慮雙方需求和約束后，建立起博弈模型，尋找兩方的均衡點(diǎn)來制定電價(jià)，通過用戶對(duì)電價(jià)的自主響應(yīng)降低了負(fù)荷方差。文獻(xiàn)［28］考慮了EV與綜合能源系統(tǒng)的交互，提出了動(dòng)態(tài)分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)策略，通過仿真表明，它有效抑制了EV的無序充電，降低了綜合能源系統(tǒng)的電負(fù)荷峰谷差和運(yùn)行成本。

以上控制策略都很好地兼顧了EV用戶的出行需求和電網(wǎng)的調(diào)峰需求，電網(wǎng)的負(fù)荷曲線得到了改善，避免了峰上加峰的情況，新能源發(fā)電的消納達(dá)到了更高的水平，并降低了用戶的充電支出。但在使用電價(jià)引導(dǎo)用戶進(jìn)行有序充電的策略中，尤其是對(duì)于分時(shí)、實(shí)時(shí)電價(jià)引導(dǎo)，用戶可能無法持續(xù)關(guān)注電價(jià)決定何時(shí)使汽車充電，而導(dǎo)致EV用戶無法及時(shí)快速響應(yīng)電價(jià)信號(hào)，使在實(shí)際應(yīng)用中已有的策略可能無法達(dá)到預(yù)期效果。結(jié)合本文對(duì)于交易模式的研究，本文認(rèn)為單一的有序充電控制策略也可以與集中式交易模式相結(jié)合，由用戶委托EV聚合商調(diào)節(jié)充電計(jì)劃，及時(shí)響應(yīng)電價(jià)信息，且由于此過程只涉及到充電行為控制，其控制策略相對(duì)固定，不會(huì)為聚合商增加過多計(jì)算負(fù)擔(dān)。

2.4 V2G控制策略

V2G是一種新型的、綜合的、高度集成的電網(wǎng)控制技術(shù)，與有序充電控制技術(shù)不同，V2G可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)能量的雙向交互，更大限度的發(fā)揮出EV的調(diào)峰潛力，但同時(shí)也增加了對(duì)EV充放電策略的制定難度。

文獻(xiàn)［29］以充電運(yùn)營商收益最高配網(wǎng)網(wǎng)損最低為優(yōu)化目標(biāo)，提出了一種分層分區(qū)的多目標(biāo)有序充放電控制模型。文獻(xiàn)［30］基于V2G技術(shù)設(shè)計(jì)了一種車網(wǎng)聚合器，結(jié)合其內(nèi)置的優(yōu)化策略可為電網(wǎng)提供頻率和電壓支撐，并結(jié)合英國EV歷史的充電數(shù)據(jù)集在一個(gè)33節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中驗(yàn)證了其算法的有效性。文獻(xiàn)［31］綜合考慮了電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的需求，以電網(wǎng)側(cè)負(fù)荷波動(dòng)最小，用戶側(cè)參與V2G獲得最大收益為優(yōu)化目標(biāo)，采用了粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行了求解，仿真結(jié)果表明，該方法可有效降低電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，提高用戶收益，但隨著EV規(guī)模的不斷擴(kuò)大，此優(yōu)化問題的求解維數(shù)將出現(xiàn)爆炸性增長，求解難度增加。文獻(xiàn)［32］以EV聚合商的角度，結(jié)合分時(shí)電價(jià)，電池?fù)p耗等實(shí)際因素，探究了使EV參與V2G充放電控制的具體實(shí)現(xiàn)模式和響應(yīng)成本，為V2G的實(shí)際應(yīng)用提供了一種分析模型。

總的來說，多目標(biāo)優(yōu)化是V2G控制策略的研究熱點(diǎn)，涉及到了電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、運(yùn)營代理商等多個(gè)主體，可以針對(duì)不同的場景和不同的主體優(yōu)先級(jí)構(gòu)建不同的充放電策略。隨著對(duì)于EV協(xié)同參與V2G調(diào)控更加全面的考慮，建立的優(yōu)化模型將出現(xiàn)更多的變量、更高的維度，通過粒子群算法、遺傳算法等元啟發(fā)算法求解難度將越來越大，求解速度難以保證。針對(duì)這一問題，未來可關(guān)注采用邊緣計(jì)算技術(shù)解決復(fù)雜的V2G調(diào)度問題，如圖3所示。

圖3 帶有邊緣服務(wù)器的3層調(diào)度架構(gòu)Fig.3 Three tier scheduling architecture with edge server

由圖3可知，對(duì)現(xiàn)有的3層調(diào)控模型中的聚合商層，進(jìn)一步加入分區(qū)域的邊緣服務(wù)器層，各區(qū)域內(nèi)邊緣服務(wù)器接收區(qū)域內(nèi)所有EV的信息，進(jìn)行匯總處理后，將其區(qū)域的可調(diào)節(jié)容量—調(diào)節(jié)成本曲線上報(bào)到聚合商的集中控制平臺(tái)，集中控制平臺(tái)結(jié)合所有區(qū)域內(nèi)邊緣服務(wù)器上報(bào)的信息，通過收益優(yōu)化模型和任務(wù)分配模型，對(duì)各區(qū)域邊緣服務(wù)器下發(fā)對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)任務(wù)，各區(qū)域邊緣服務(wù)器根據(jù)調(diào)節(jié)任務(wù)結(jié)合優(yōu)化策略，再對(duì)區(qū)域內(nèi)所有的EV下發(fā)相應(yīng)的充放電控制信號(hào)。在這種架構(gòu)下，完成了集中控制層和邊緣服務(wù)器層的雙層優(yōu)化，降低了聚合商集中控制平臺(tái)對(duì)優(yōu)化問題的求解難度，應(yīng)當(dāng)是可行的研究方向。

3 大規(guī)模EV參與調(diào)峰面臨的問題

EV參與調(diào)峰會(huì)使電網(wǎng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，更加靈活，近些年雖然相關(guān)的理論研究已經(jīng)取得了很多成果，但在使EV大規(guī)模的參與電網(wǎng)調(diào)峰的實(shí)際應(yīng)用中，下列問題值得關(guān)注。

（1）EV參與調(diào)峰對(duì)充電樁技術(shù)提出了更高的要求，參與V2G調(diào)度的每個(gè)EV都需要連接一個(gè)具有雙向充電功能的充電樁，其中雙向充電器由復(fù)雜的控制器和復(fù)雜的高壓布線組成，具有嚴(yán)格的安全要求和較高的投資維護(hù)成本，且現(xiàn)有的充電樁大都不支持這種功能，若要使EV大規(guī)模的參與調(diào)峰，新的充電樁或充電樁改造技術(shù)需要繼續(xù)研究。此外使能量在車網(wǎng)之間雙向流動(dòng)涉及到許多電力電子裝置，已有的V2G控制技術(shù)，在電能的雙向流動(dòng)中將會(huì)產(chǎn)生較大的損耗［33］，同時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)注入更多的諧波，影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，所以在考慮這些實(shí)際因素的背景下，EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)性和綜合效益分析值得進(jìn)一步研究。此外，現(xiàn)有的電動(dòng)汽車充電接口絕大多數(shù)不支持反向放電，所以結(jié)合V2G技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車充放電接口進(jìn)行新標(biāo)準(zhǔn)的制定，也是使EV大規(guī)模參與V2G調(diào)度所面臨的首要問題。

（2）電動(dòng)汽車用戶對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰的參與度，是影響集群電動(dòng)汽車可調(diào)節(jié)容量大小的關(guān)鍵因素，而參與度又主要受到補(bǔ)償價(jià)格的影響，所以通過研究并量化EV用戶參與調(diào)峰輔助服務(wù)的參與度與補(bǔ)償價(jià)格之間關(guān)系，對(duì)調(diào)動(dòng)EV參與電網(wǎng)調(diào)峰，預(yù)測集群EV可調(diào)節(jié)容量大小有著十分重要的意義。此外在新型電力系統(tǒng)中，EV作為需求側(cè)中比較特殊且獨(dú)立的柔性資源，結(jié)合EV的調(diào)節(jié)特性與需求側(cè)其它柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)特性，充分發(fā)揮不同柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)優(yōu)勢，協(xié)調(diào)統(tǒng)一參與電網(wǎng)調(diào)峰的策略值得深入研究。

（3）使EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的研究，尤其是V2G調(diào)度大部分仍處于技術(shù)驗(yàn)證階段，對(duì)其商業(yè)模式的研究并不充分，缺乏市場引導(dǎo)和政策驅(qū)動(dòng)機(jī)制。本文結(jié)合現(xiàn)有的研究和需求側(cè)參與電網(wǎng)調(diào)峰的相關(guān)機(jī)制，對(duì)EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的交易方式和交易策略進(jìn)行了一定的探索，但充分結(jié)合我國雙碳目標(biāo)，需求側(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及電力交易市場新要求的詳細(xì)商業(yè)模式仍需進(jìn)一步探索研究。

4 結(jié)束語

隨著輔助服務(wù)市場機(jī)制的不斷完善，EV規(guī)模的不斷擴(kuò)大，EV參與電網(wǎng)調(diào)峰有著深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。本文梳理從交易模式和交易策略、EV可調(diào)節(jié)容量的刻畫與預(yù)測、有序充電控制策略、V2G控制策略等4個(gè)方面梳理了EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的關(guān)鍵技術(shù)，著重介紹了相關(guān)的最新研究成果，并結(jié)合大數(shù)據(jù)與邊緣計(jì)算技術(shù)，針對(duì)一些研究問題提出了可能的研究方向，為大規(guī)模EV參與電網(wǎng)調(diào)峰的實(shí)施提供參考借鑒。未來，為進(jìn)一步發(fā)揮出大規(guī)模EV參與電網(wǎng)調(diào)峰和調(diào)頻的潛力，電網(wǎng)與負(fù)荷聚合商應(yīng)結(jié)合用戶的角度去完善技術(shù)體系，引導(dǎo)用戶將自身EV的需求響應(yīng)潛力充分釋放到電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻中。D