WNEVC 2022 | 国网智慧车联网技术有限公司李帅华：电动汽车助力新型电力系统建设

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会（WNEVC 2022）于8月26-28日在北京、海南两地以线上、线下相结合的方式召开。其中，北京会场位于北京经济技术开发区的亦创国际会展中心。

大会由中国汽车工程学会等单位承办，将以“碳中和愿景下的全面电动化与全球合作”为主题，邀请全球各国政产学研界代表展开研讨。本次大会将包含20多场会议、13,000平米技术展览及多场同期活动，200多名政府高层领导、海外机构官员、全球企业领袖、院士及行业专家等出席大会发表演讲。

其中，在8月28日举办的技术研讨会议：“充换电技术创新与商业模式探索”上，国网智慧车联网技术有限公司李帅华发表精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录：

尊敬的各位领导，各位来宾下午好，非常荣幸代表我们公司来参加本次的技术交流会。我的报告主题是电动汽车助力新型电力系统建设。有两个部分的内容。

首先，我们认为电动汽车是新型电力系统最经济的可调节手段，会发挥非常重要的作用。在这个认识下，我们公司积极实践，今天与大家分享四个典型案例。

党的十八大以来总书记强调发展新能源汽车是我们从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，同时要构建以能源为主体的新型电力系统。以总书记为核心的党中央高瞻远瞩，审时度势，为新时代交通能源发展方向指明了根本。我们坚决执行党中央的决策部署，国家电网公司制定了《“碳达峰、碳中和”行动方案》和《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案》。能源开发端我们实施“两个替代”战略行动，打造了覆盖全国19个省176个城市的“十纵十横两环”高速公路快充网络，建成全球覆盖范围最广、接入充电桩数最多的智慧车联网平台。

但是，以能源为核心的新型电力系统，能源发电具有随机性和波动性，所以电力和电量时空分布不平衡，给我们带来了冲击性的挑战。而且未来新能源的波动不断的加大，挑战也会越来越大。同时，新能源发电“低密度”特性和用电负荷呈现“高集中度”的矛盾也给电网带来了可用性挑战。充裕性和可用性挑战是能源作为主力电源或者作为一个新兴电源的挑战。预计2030年全国能源日内最大功率波动接近5亿千瓦，超过当年常规电源总装机容量的23%。电网平衡还是完全依靠常规电源进行调节的话，从技术上非常难以应对新能源功率波动。这时候需要有大规模的储能技术和多种形式的需求侧资源进行平衡，应对这些挑战。

电动汽车目前已经作为需求侧复合增长最快的用电单元。今年6月份保有量突破一千万辆。根据中国汽车工程学会预测，2030年保有量就达到8500万辆。充电负荷特性与居民用电规律高度一致，时间上我们分析重合度达到85%以上，会使电网峰谷差本来的35%加剧到55%，“峰上加峰”现象非常严重，配电网运行安全压力巨大。所以，规模化电动汽车，无序充电会对电网运行产生巨大压力。如果我们把电动汽车充电功率与电网协同互动起来，不但不会推升电网峰值负荷，还能帮助电网做一个系统性的平衡。

电动汽车有非常特殊的属性，决定了它可以是新型电力系统最经济的可调资源。电动汽车是天然电力海绵，现在电动汽车续航能力不断的增加，电源侧和负荷侧两个方面我们认为它都可以发挥电力海绵的作用。电源侧放电方面，根据世界资源研究所分析，如果在住宅小区内有10%到20%电动汽车能够参与到配电网双向充放电，配电容量不需要增加，现有的配电容量能够在无序充电前景下接入更多的社区充电用户。负荷侧响应方面，预测2030年通过技术手段引导一半的充电电动汽车参与电网互动，能形成接近1亿千瓦的调幅能力。

电动汽车参与电网互动在经济上完全可行。从两个角度分析，成本角度分析，车网互动投入非常少。对标目前两个技术：固定化学储能和储水续能，电动汽车目前参与电网互动市场已经具备，需求响应和绿电交易都可以参与获取收益的机制。随着技术进步，我们可以进一步参与调峰的服务，获取收益能力也会不断的增加。

第三个是，我们认为电动汽车参与电网互动在技术上完全可行。因为从充电特性来看，电动汽车用户在居住区或者工作地一般停留时间非常长。我们通过国家新能源汽车大数据平台统计结果来看，停留时间平均达3小时以上，可控占比达到30%，呈现出“充电时间有弹性、充电行为可引导”的特点。    通过市场和技术手段完全可以实现电动汽车和电网的互动。可以看出来电动汽车在新兴电力系统中是非常重要的可调资源，因为电动汽车充电行为是点多面广、时间比较分散，需要有一个平台将分散的充电负荷聚合起来。并且平台应该具备一个负荷预测和智能调控这些技术能力。

我们深化车网技术创新，深度挖掘电力海绵潜力，形成了一系列的创新实践。

为了赋能电动汽车用户参与电力市场，国网公司担负负荷聚合商形式，我们建立1+M+N体系，基于一个负荷调控中心，广泛调动N类可调资源参与M类车网互动市场，建立价格机制、市场机制引导错峰充电。

近年来，我们空调负荷用电增长，北京尖峰时段接近用电一半，电网峰谷差被进一步拉大，电动汽车能发挥很大的作用，如果聚合20%的电动汽车用户参与，可以为电网提供300万千瓦的缺口能力。

国网车网技术公司，按照国家电网公司“需求响应优先、节约用电助力”的要求，通过平台聚合了充电桩接近27.6万根，可调容量达到520万千瓦，2020年以来我们在山东十个省参与了90多次削峰响应，电动汽车领域我们实现错峰能力最大化，电量影响最小化。以湖北和江苏为例，我们分别组织电动汽车充电桩，多次参与实时响应，江苏19点到21点削峰功率1.5万瓦。实践中虽然我们电动汽车参与的数量占比非常小，但是感受到了电动汽车在需求响应中是非常好的柔性资源。据预测，2030年如果全社会充电桩都聚合起来，可以提供3000万的削峰保供能力，它的电力海绵作用将进一步凸显。

下面介绍一下目前我们认为最为成熟，也最具规模化推广条件的车网互动案例：电动汽车参与有序充电。电动汽车充电负荷比较大，按家庭来看，一根7000瓦个人桩容量超过了家庭用电容量。如果都无序充电，大家回家把充电桩插上对电网冲击非常大，按照2030年8500万辆测算，会造成峰值抬升13%，如果有序充电可以减小峰值10%。目前，我们采用了4G智能物联实现有序充电，充分利用平台能力，在用户需求不受影响的前提下，完全委托给我们做错峰用电，用户参与充电不需要太多的设置和干预。这样他很便捷，能够参与有序充电，也有利于我们进一步推动“让80%用户在社区内充电，80%充低谷电”的目标。我们使用有序充电以后错峰效果非常好，完全把峰值挪到后半夜。而且通过多年来实际充电运营数据来看，如果采用无序充电，最多台区能装30多根充电桩，有序充电可以安装到85根，这样是翻了将近3倍，最大限度的满足了用户在家就近充电的需求。我们以北京为案例测算，2025年如果居住区充电功率都采用有序充电，我们节省的配电网投资改造能达到将近26.9亿的规模。所以可看出来，社区内开展有序充电，可以有效满足电动汽车的充电负荷，也能有效提升配电网利用率。但是，目前也需要完善，建议国家在居住区全面推行充电桩充电峰谷电价政策，并且出台有序充电技术标准，持续扩大有序充电应用规模。

下面介绍一下电动汽车参与调峰辅助服务市场方面的具体实践。我们知道新兴电力系统典型特点就是高比例可再生能源接入，这给电力系统调峰会带来很大的压力，急需更多常规电源、其他形式能源、负荷侧响应等多手段实现电网的功率平衡。通过聚合全社会电动汽车充电负荷资源，可以有效填补系统平衡缺口。在实践中，已经常态化开展电动汽车电力调峰辅助服务，通过智慧车联网平台负荷聚合运营系统能够聚合更多的电动汽车参与到电网的调峰辅助能力。参与电网辅助服务需要平台具备一个非常重要的功能，就是要对充电负荷功率有一个预测，还要对市场侧进行预测。我们通过建立负荷特征算法模型，实现辅助服务市场的日前充电负荷、调峰最高价格时段和调峰价格的精准预测。目前对充电负荷的预测准确度达到96%以上，对调峰价格最高时段预测准确率达到95%，对调峰价格预测准确率达到90%。市场侧时段和价格时段预测越准确，用户运营商获利越多，参与意愿越大，这形成了一个良好的激励效应。我们通过平台聚合全社会电动汽车资源能够有效参与电网平衡。到2030年，参与电网电动汽车负荷资源能够达到1亿千瓦，完全有能力或者是可以有效填补新型电力系统在电系统平衡方面的缺口。

下面介绍电动汽车助力新型电力系统建设的创新实践：践行新能源车充新能源电。新型电力系统的典型特征就是新能源出力波动持续时间长、分布大，在一定程度上造成供应紧张和弃风弃光问题同时存在。聚合电动汽车充电资源可以由效响应新能源出力特征。2019年开始我们在浙江、重庆、北京等多个地方开展绿电交易，目前已累计生成绿证532万张，在各省绿电交易电量共计19.53亿千瓦时。江苏电动2021年购买绿电20万千瓦时，获得绿电消费认证200份，通过充电运营引导电动汽车用户至特定场站消纳绿电，依据电动汽车充电时间对充电量进行绿电溯源，生成绿电通证，完成绿电消费认证向用户传导。

以上是我们近年来开展的一系列创新实践。我们相信，电动汽车必将在新型电力系统中发挥不可替代的作用。

各位领导、各位嘉宾，发展新能源汽车产业和推动国家新能源转型责任重大，前景广阔，再次呼吁世界各界进一步加强产业界技术合作和政策协同，持续推进技术创新商业模式探索，为助力我国新能源汽车产业持续健康发展做出积极贡献。谢谢大家。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）