鉅大LARGE | 點擊量：550次 | 2022年11月18日
泛在電力物聯網和電動汽車的發展
4月24-26日，由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日下午的“電動汽車與電網互聯”專場，國網電動汽車服務有限公司儲能云平臺事業部總經理王明才在會上分享了主題報告《泛在電力物聯網與電動汽車的發展》，以下為演講實錄：
王明才：各位來賓各位專家下午好！我給大家分享的題目是泛在電力物聯網與電動汽車發展。
第一個是說電動汽車的能源屬性，我們認為它是電動汽車行業發展的一個關鍵。第一個是現在電動汽車發展很迅速，政府也很支持，出臺了一系列的政策。電動汽車產業這兩年發展非常快，去年全國電動汽車銷量達到100多萬輛，今年預計會到170萬輛車的規模。到今年3月底，按照工信部和中國充電基礎設施聯盟數據，我國電動汽車保有量達到290.9萬輛，已經接近300萬輛，全國公共充電樁數量也已經38.4萬個，私人充電樁已接近100萬個。我們國家，在全世界來說已經是新能源汽車的保有量第一、動力汽車的出貨量第一、充電設施數量第一。右下角是充電量的電力熱力圖還有全國充電樁的排名，我們可以看到，全國電動汽車充電電量快速增長，主要集中在珠三角、長三角以及中西部三個區域，產業發展態勢良好。
我們國網電動汽車服務有限公司的智慧車聯網平臺已經接入的全國90%以上的充電樁，從我們平臺上也可以看到，這兩年充電樁發展非常快，在一些核心的區域，充電樁的充電量增長量達到50%以上。
電動汽車是能源物聯網的重要支柱。電動汽車有三種屬性，電動汽車具有三個屬性，一是承接了傳統交通工具的交通屬性，二是具有與智能設備廣泛互聯的互聯網屬性，三是電動汽車與電網的深度耦合使其具有了能源屬性。電動汽車可以通過充電樁這一個有效接口，發揮能源屬性的價值。我們認為通過互聯網+交通能源消費的方式可以實現用戶側電能的替代，實現供給側的清潔替代，這也是我們公司一直追求的目標。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電動汽車是能源轉型的重要途徑，是交通網、能源網有機融合的關鍵環節。根據國家科技部《中國汽車產業發展報告》，預計2030年將達到6800萬輛，電動汽車年耗電量約3500億千瓦時。現在我們認為這個數據當時估計還是偏保守的，按目前的趨勢看，2020年達到500萬輛肯定沒問題，2030年很有可能會達到1億輛車。根據我們做的一個研究分析，按照目前電動汽車高速發展情況，2030年上海地區將達到450萬輛，對電網負荷的增加會非常明顯，這是我們電網著重考慮的問題。
這個圖是電動汽車與電網互動的模式的路線圖，從一開始是無序充電，就是其他專家提到隨機充電，第二個有序充電，再后面是車網雙向互動，最后是實現了車網一體。我們考慮的是，把海量的電動汽車這個車載電池的資源，用作我們電網的巨大的電力海綿吸掉所有的多余電能，實現電動汽車在在正確的時間、正確的地點、去充放正確的電量，從而實現跟電網的充分互動。國家電網公司在車網互動領域已經開展了很多工作，去年在全國多個省市開展了有序充電的應用試點，今年會開展較大規模的有序充電推廣布局。目前我們公司除了配合總部開展有序充電業務以外，同時也在積極部署了我們的車網互動業務，建設了我們的V2G示范項目，開發了我們的V2G應用平臺，也做試點的項目，下一步做商業化。。
V2G這一塊剛剛劉博士分享的比較多，V2G目前有很多問題需要解決的，包括說政策的價格的這些問題。我們考慮V2G它的優勢是什么，為什么要去做這個事情？跟儲能相比有一個成本的優勢，怎么看這個事情？實際上電動汽車這一塊，行業發展有兩個問題，第一問題是車貴，就是現在電動汽車它相比于我們同型號級別的燃油車偏貴的，為什么貴？實際上就是電池貴，實際上電池的價值沒有得到充分的利用，因為剛剛咱們也看到的，魏教授分享的，電池循環壽命，4000次什么概念，就是一輛車續航300公里算的話，就是這輛車可以跑120萬公里，如果我沒有算錯的話。普通的私家車不可能跑到那么多的量的。為什么這個量沒有達到這么多，沒有充分挖掘出來，運營車網約車跑這些基本上沒有問題的，私家車有很大的空間的。
第二個問題就是充電樁其實這一塊市場里面分為兩大類型，第一個就是專用充電站，目前具備盈利條件的，大部分的公共服務充電站，在運維的充電站，盈利性并不是太好，如果說把充電樁這一塊的能力建設起來的話，其實成本很低的。這一塊本身電動汽車這一塊，如果是說實現的V2G把這個能力充分挖掘出來的，讓車價進一步的降低，對運營商來說，它的盈利渠道也會有很多，可以增加它的收益。最右邊的分享關于價格變現因為現在不同車型，我們具體關心的就是續航里程，很多車廠實際上電池的空間不一樣的。我們跟一些車企在做的交流比較多，比如特斯拉modelS的那個車可以跑到70萬公里，這個完全可以的。有這個空間，這個不一樣的。那塊就是電池這個價值也會得到變現的。
這個也是我們的一個測算計算，2020年跟2030年一個典型一輛車的情況。對于目前典型的車載電池容量，市場上大部分新出來的車型已經超過60度電，我們認為到2030年這個電量會到120度電。僅按照電池充放電1500次去算的話，一輛車它的電量就是壽命周期內充放電量可以達到9萬度電；2030年也一樣，我們按照電池充放電2000次計算的話，可以達到24萬度電。而實際上我們十年的車輛行駛需要消耗的電量只需要大約4萬度電左右，可以有大量的電拿出來給電網互動，給電網創造價值，給用戶創造價值。
按照我們估算，2030年電動汽車電網互動功率將超過10億千瓦，這是6800萬輛電動汽車，每一輛的功率就是不到20千瓦的算的。這個功率就是裝機量，我們知道三峽電站的裝機量差不多2000萬千瓦，十億千瓦的概念相當于50個三峽電站的規模。這個規模量非常大的，未來電動汽車與電網互動的產業市場規模將是一個千億級的規模。
車、樁、網之間的跨界物聯是開展電動汽車與電網互動業務的基礎。剛剛也介紹的電網互動分為這幾塊都要有互動，一個關于硬件這一塊的，包括電動汽車、充電樁、電網，還有信息層面的，這是我們正在做一個V2G應用服務平臺，是我們正在做的事情。最后一塊是盈利方式，剛剛劉博士也有提到這一塊，我們相信，隨著電力體制的改革，未來得市場會越來越好，我完全可以通過組織與電網的交互去參與各種電力市場，給用戶還有電網創造收益和價值。
后面介紹一下泛在電力物聯網可以帶來什么，今年年初國家電網公司提出來的，非常重要的戰略轉型，過去主要是重點建設堅強的智能電網，現在要打造兩網，結合堅強的智能電網和泛在電力物聯網打造能源互聯網。要去實現能源互聯網必須要有信息跟物理的融合，通過能源互聯網可以去推進整個電力行業與用戶的充分交互，打造V2G應用是建設電動汽車產業發展生態的重要一環，已經納入國家電網公司的泛在電力物聯網的計劃。
結合上面考慮，我們國網電動汽車開發了我們的V2G車網互動云平臺。通過信息流的交互，實現電動汽車與電網的高效雙向活動。未來隨著這個政策的突破，一定要去跟實現新能源的交易，以及給電網提供負荷優化的服務。剛剛劉博士還有魏教授介紹到的電動汽車的價值在于它的財務能力。新能源發電原來可能對電網公司來說是一個垃圾電，因為不穩定，它的波動性對電網來說調節會產生很大壓力，但是電動汽車的充放電能力跟新能源發電的完全可以匹配起來，可以使新能源發電得到很好的利用。如果做到這個發電曲線，跟我的用電曲線，完全匹配的話，棄風棄光原來的將會是一個歷史名詞，以后再也不會有。
這是我們現在在做的一個平臺，底下是平臺實現的功率曲線，我們也做了APP應用，但是沒有上應用市場，還在做內部測試。我們在北京的望京那邊做了一個V2G示范項目，去做這個V2G應用平臺的驗證，這一塊我們現在核心就是做了一個模擬的商業化場景，公司內部員工基于平臺測試在做這個驗證，我們這個平臺現在功能已經開發了這個平臺對應的商業化APP，然后我們這個車輛也已經在實際的做應用，每天都有充放電。我們現在設計的V2G典型場景，基于在家里充電，在辦公場所放電，為什么會去這么考慮？因為我們車輛的電量實際上一輛車跑三百公里上班，有大量的空間可以去跟電網互動，這個空間只要說做了電池管理，是完全可以跟電網互動的。
這個是我們后續要做的事情，商業化試點以后平臺會發布需求，普通電力用戶參與到這個業務里面去。就是未來電動汽車如果具備這個條件以后，所有的用電用戶可以結合泛在電力物聯網建設，實現充分跟電網互動。我們平臺會去做這個費用結算，去實現電動汽車用戶的收益，以及對電力用戶來說的有效降低電費。這樣的話對于電力用戶來說，等于說不需要建儲能電站，就可以實現儲能電站削峰填谷帶來的價值。這個項目就在北京朝陽區的望京，大家到北京去時候如果有時間，可以去我們那里看看。這個項目目前安裝了5臺的雙向充放電樁，從交流的7千瓦到直流的150千瓦都有的，最大問題現在目前可以支持V2G的車不多，主要就是比亞迪的E6為主的車。
這是在項目現場做的兩套應用系統，這兩個系統就是主要為了充分驗證我們這個商業場景下面各種技術，以及運行策略，我們的業務仿真系統我們去設計模擬各種場景下面車聯網互動的需求，生產管理系統主要去實現業務的執行。這一塊是開發的APP應用，內部的員工試用這個APP，根據前期調研結果，在車輛使用過程中，電動車主關注的核心在于車輛的續航及電池狀況，據此在配置策略頁面，用戶可結合自身需求，選擇在參與V2G業務中充放電的保底及滿電閾值，閾值以SOC百分比及預估續航里程兩種方式展示。這個對用戶來說比較關鍵的數據，因為要有用車的需求，我們設置這個保底的值，可以保證它回家的電量足夠。保底值跟滿電值之間的這部分，就是電動汽車可以參與電網互動的電量。我們現在的V2G這一塊給用戶每次充放電也會去反映電池的性能狀態，就是電池的SOH，這一塊我們也在做，給用戶帶來一些額外的服務體驗。
最后說一下我們下一步的工作的安排，第一個是關于這個標準體系這一塊，因為開展業務標準先行，基于國網總部的統一規劃部署，我們在積極參與完善車網互動標準體系。目前這個標準體系分為四大部分，基礎類標準、充放電設備層標準、充放電系統層標準、建設與運營標準四大類27項標準。其中已制定標準6項，圖中紅色表示的，正在制定標準11項圖中綠色表示的，待制定標準10項，我們同步也在布局做V2X的相關標準。
再一個就是關于算法，就是現階段我們這個項目，它其實是比較簡單的，它的控制算法基于兩點，第一點就是充放電的策略，就是電價，高峰時段尤其是尖峰時段，只要用戶電量有富余，就去參與電網互動放電；第二個結合的用戶變壓器的負載率去調控電動汽車的充放電功率。未來算法要考慮的因素非常多，我們現在把這些算法進行一些部署，聚合多元的條件，包括配網的負荷，電價政策等等這些邊緣條件，我們現在也在做一些車、樁、網的行為預測，這一塊是未來做算法需要考慮到去做一些策略，實現兼顧用戶、企業和電網的多重目標的運營優化。
這是下一步的工作安排，我們今年計劃在北京、上海、江蘇、浙江、山西、重慶部署我們的商業試點項目，之所以選擇這些地區是結合當地電價政策、電動汽車推廣應用情況的考慮出發。我們會結合分時租賃、專用車等應用場景，重點研究多場景下的商業模式，以及探索多元的電網輔助服務商業化運營模式。
電動汽車與電網的雙向互動未來的應用前景會非常廣闊，期待越來越多的單位能與我們攜手共同推動這塊業務的發展。
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