未來電動汽車充電使用中將成為核心的V2G模式，這個(gè)模式到底是什么，它到底有什么吸引力而得到了如此高的評價(jià)與關(guān)注。這一期我們就專門就V2G模式做一個(gè)簡單的介紹。

一、什么是V2G


V2G模式簡單來說就是：電動汽車既可以從電網(wǎng)充電，也可以將電動汽車的電能輸送回電網(wǎng)。對于電動汽車的用戶來說，當(dāng)用電負(fù)荷過高時(shí)由電動汽車向電網(wǎng)饋電；而當(dāng)用電負(fù)荷低時(shí)將電網(wǎng)過剩的電力存儲在電動汽車?yán)?。通過這種削峰填谷模式，電動汽車用戶可以在電價(jià)低時(shí)（低谷）從電網(wǎng)購電；電價(jià)高時(shí)（高峰）向電網(wǎng)售電，從而獲得一定的收益。


電動汽車與電網(wǎng)互聯(lián)，除了車輛向電網(wǎng)供電的模式（V2G）以外， 還衍生出了車輛向家庭（ Vehicle to Home，V2H）或商業(yè)大樓（ Vehicle to Building，V2B）供電等多種模式 。V2H/V2B概念則可看做V2G的縮小版或局域網(wǎng)應(yīng)用，是住宅或商業(yè)大樓與電動汽車之間可進(jìn)行電力雙向流動。而V2G側(cè)重于對電網(wǎng)中的電動汽車集群統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，連接電網(wǎng)中所有車輛動力電池，通過儲能為電網(wǎng)削峰填谷。因此電能必須可在電網(wǎng)、充電設(shè)施與電動汽車三者間雙向流動，技術(shù)、實(shí)施難度都非常高，被認(rèn)為是充電基礎(chǔ)設(shè)施的終極應(yīng)用模式。


隨著越來越多的車網(wǎng)互聯(lián)應(yīng)用模式的提出，未來基于完善的V2G架構(gòu)，將與“萬物互聯(lián)”（V2X）自然融合在一起。

二、V2G的意義


V2G對于電動汽車來說，利用的電動汽車的儲能作用，而這一屬性是電動汽車的自然屬性，而非為了儲能而發(fā)展電動汽車，該模式只是電動汽車規(guī)?；l(fā)展的必然結(jié)果之一，是電動汽車未來龐大的用電需求與供電網(wǎng)絡(luò)能力協(xié)調(diào)平衡的剛需。而對于我們龐大的電網(wǎng)來說，一個(gè)有效、高效、性價(jià)比合適的調(diào)峰調(diào)頻設(shè)施卻是必需與急需的。這里的相互關(guān)系我們必須弄清，否則對于V2G的發(fā)展道路上的利與弊、助力與阻力的認(rèn)識就會出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差。


對于電網(wǎng)來說看似巨大無比的輸電電網(wǎng)的表象之下，電網(wǎng)的調(diào)控則是一項(xiàng)非常脆弱的工作。簡單來說，一個(gè)正常運(yùn)行的電網(wǎng)，其各項(xiàng)參數(shù)幾乎是穩(wěn)定的。在一個(gè)特定的電網(wǎng)中，入網(wǎng)的所有的發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)該相同，生產(chǎn)出的電力應(yīng)該等同于用戶需要的電力。發(fā)電和供電就像一臺天平，必須盡量接近平衡狀態(tài)。用專業(yè)術(shù)語來講，需要隨時(shí)對電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰，以保證電網(wǎng)的平衡。


但是，作為電網(wǎng)中數(shù)量巨大的用戶其用電量瞬息萬變，和電網(wǎng)的容量相比呈現(xiàn)出接近于圓滑的變化曲線。而電網(wǎng)中數(shù)量有限的發(fā)電廠，無論是機(jī)組入列還是解列，都呈現(xiàn)出階梯狀變化。這種變化上的差異會對電網(wǎng)本身產(chǎn)生一定的沖擊，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩。當(dāng)這種震蕩強(qiáng)烈到一定程度，有可能引起電廠跳閘。而跳閘又導(dǎo)致供電缺口增大，造成更劇烈的振蕩。如多米諾骨牌坍塌，供電損失節(jié)節(jié)攀升、停電范圍迅速加大，最終有可能大到調(diào)度都無法掌控程度。

另一方面，主流的主流發(fā)電形式(火電、水電、核電)，其啟動或停止，都是一件非常耗時(shí)耗力的工作。相對于電網(wǎng)中瞬息萬變的變化狀態(tài)，電網(wǎng)統(tǒng)轄的各發(fā)電單元的對應(yīng)是很遲緩的。甚至在某些極端的場合，發(fā)電單元的停止甚至需要電網(wǎng)的支持，否則會發(fā)生重大事故。


所以一個(gè)龐大電網(wǎng)需要一個(gè)同樣龐大的緩沖池，為其提供足夠的調(diào)峰調(diào)頻能力。而目前的儲能技術(shù)路線來看，似乎兼具能量型和功率型儲能優(yōu)勢的規(guī)?；妱悠囀且粋€(gè)有效、高效且性價(jià)比非常高的模式。

而上述問題同樣也是為什么不能過度發(fā)展電動汽車快充模式的核心原因，規(guī)?；妱悠嚨凝嫶蟪潆娦枨笸瑯右残枰粋€(gè)緩沖池來應(yīng)對自身的需求。

應(yīng)用V2G技術(shù)可使目前電動汽車應(yīng)用中的無序充電轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虺潆?，并將電動汽車作為移動的、分布式儲能單元接入電網(wǎng)。同時(shí)，V2G 技術(shù)將在可再生能源大規(guī)模電力接入方面發(fā)揮重要作用，減少火電或其他常規(guī)機(jī)組的備用容量，提高供電穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)在備用容量和設(shè)備改造等方面的投資。

三、V2G面臨的問題


如前所述，V2G是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要多方面的深入合作、協(xié)同推進(jìn)，才能最大化的發(fā)揮作用。而這個(gè)過程之中，如何協(xié)調(diào)各方利益與步伐就成為重中之重的問題。完善的發(fā)展規(guī)劃與引導(dǎo)、深入挖掘的利益圖譜都是必須的前期工作。


相對于美、日、歐已經(jīng)邁向?qū)嵤╇A段的V2G實(shí)踐，我國在該領(lǐng)域的起步較晚，目前也就初步進(jìn)行了第二階段的嘗試。雖然國家層面已經(jīng)做出了相關(guān)規(guī)劃，但在V2G的關(guān)鍵技術(shù)和V2G的市場環(huán)境上仍然明顯的不足。


V2G 的關(guān)鍵技術(shù)主要包括高性能雙向充放電技術(shù)、面向能源互聯(lián)網(wǎng)的電動汽車充放電智能互動調(diào)度技術(shù)、大規(guī)模化電動汽車有序充電管理技術(shù)、電動汽車充放電運(yùn)行安全測試技術(shù)、高級智能量測體系和雙向通信技術(shù)等。我國在該領(lǐng)域的前瞻性技術(shù)研發(fā)、儲備不足，關(guān)鍵技術(shù)停留在試驗(yàn)階段，針對不同V2G 目標(biāo)的調(diào)控技術(shù)和控制策略仍然空缺。特別是充放電領(lǐng)域，亟待加強(qiáng)電動汽車企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)的互動，進(jìn)一步開展產(chǎn)業(yè)化研究。


市場環(huán)境方面，V2G 領(lǐng)域的商業(yè)模式和市場機(jī)制仍處于起步階段。一方面，消費(fèi)者對于將電動汽車電能反饋電網(wǎng)的意愿并不積極，回饋電網(wǎng)帶來的額外收益與頻繁充放電對電池壽命的影響還沒有形成科學(xué)的評估結(jié)論；另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈中對于消費(fèi)者的參與程度考慮不足，電動汽車V2G功能宣傳力度不夠，消費(fèi)者目前普遍尚未關(guān)注這一新興領(lǐng)域。而消費(fèi)者的參與意愿和參與數(shù)量恰恰是V2G推廣的核心問題。


同時(shí)，很多新技術(shù)對于V2G的發(fā)展也很具有相關(guān)性。例如無線充電、自動駕駛（自動泊車）、大數(shù)據(jù)等都對于促進(jìn)V2G發(fā)展、提高用戶參與體驗(yàn)、意愿有著非常重要的影響。

總結(jié)：

V2G以高效的電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和在可再生能源大規(guī)模電力接入中的顯著作用，已經(jīng)引起了美、日、歐等政府的高度重視，已從政策、財(cái)政等多方面提供支持，無論是V2G技術(shù)的發(fā)展還是商業(yè)化運(yùn)營已經(jīng)取得了較為明顯的進(jìn)展。我國盡管在多項(xiàng)政策文件中提及發(fā)展V2G技術(shù)，但仍缺乏系統(tǒng)性的戰(zhàn)略支撐，在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)上進(jìn)展相對緩慢，消費(fèi)者端也沒有建立起充分利用電能剩余價(jià)值的意識。這些都是我們目前亟待解決的問題。

（文中圖片來源于東南大學(xué)電氣工程學(xué)院黃學(xué)良教授在須彌山大會的演講及網(wǎng)絡(luò)）