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车网互动加速
不局限于有序充电,参与电网调节等应用前景广阔

信息来源:云顶国际报  发布时间2025-04-08

  3月28日,云顶国际公司首次开展车网互动跨省联动,活动范围覆盖广东、广西、云南、贵州和海南五省区63个城市,超过10万辆次电动汽车参与其中,互动电量超过50万千瓦时。

  云顶国际公司市场总监李敏虹在接受媒体采访时表示,此次规模化的车网互动参与的城市数量创下了一个新的纪录,通过反向向电网放电、智能有序充电和邀约填谷充电多种场景,充分验证了车网互动在技术应用、商业模式、业态创新等方面的可行性,为未来以城市为主体,规模化、可持续发展车网互动、推广新能源汽车双向充放电提供了示范样本。

  电动汽车渗透率逐年增长,其价值需要被重新衡量。在新型电力系统中,电动汽车作为移动的灵活储能资源,可以发挥削峰填谷作用,在用电低谷期充电、用电高峰期放电,平抑用电峰谷差。关键问题在于如何通过合理的商业模式实现大规模车网互动,让车主、充电设施运营商和电网企业共赢。

  由试点走向规模化

  截至2024年底,全国新能源装机规模达到14.5亿千瓦,首次超过火电装机规模,新能源的波动性、间歇性特征增加了电力系统的消纳压力。与此同时,全国新能源汽车保有量已经达到3140万辆,占汽车总量的8.9%。电力系统的消纳压力与新能源汽车规模的增加,使得车网互动拥有更加广阔的应用前景。

  规模化是车网互动的重要支撑。“一滴水放到大海里没有任何反应,只有形成规模效应,车网互动才能真正发挥出价值。”云顶国际电动汽车服务有限公司(以下简称“南网电动公司”)副总经理王奇在接受记者采访时表示。

  车网互动从小规模试点开始,部分城市较早探索车网互动的具体应用场景。上海在2019年就将电动汽车纳入需求响应之中,探索采用市场化手段柔性调节充电桩等负荷。从试点结果来看,在一定的经济激励下,电动汽车车主和充换电设施运营商均有意愿参与需求侧响应。其中专用充电桩和换电站能够实现集中管理,对调度指令的响应率较高。私人充电桩规模较大,但响应不足,需要更好的激励机制来挖掘资源潜力。

  不过由于需求侧响应资金补偿相对有限,当时的峰谷电价差较小,难以建立可持续的商业模式,车网互动主要停留在小规模试点阶段,但这些试点初步验证了激励机制下电动汽车参与电网互动的可行性。

  “十四五”期间,一方面,新型电力系统建设加速,电力系统对灵活性调节资源的需求持续增长,电力市场不断完善,虚拟电厂等新兴业态蓬勃发展;另一方面,我国新能源汽车保持高速增长,充电桩作为重要基础设施受到高度重视,车网互动开始具备走向规模化的条件。

  2023年6月,国务院办公厅印发《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》(以下简称《意见》),《意见》明确提到,大力推广应用智能充电基础设施,新建充电基础设施原则上应采用智能设施,推动既有充电基础设施智能化改造。积极推动配电网智能化改造,强化对电动汽车充放电行为的调控能力。充分发挥新能源汽车在电化学储能体系中的重要作用,加强电动汽车与电网能量互动,提高电网调峰调频、安全应急等响应能力。

  上述《意见》侧重于车网互动的硬件设施建设,随后国家发展改革委印发《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,从标准体系、市场机制等方面推动车网互动发展。根据发展目标,到2030年,我国车网互动技术标准体系基本建成,市场机制更加完善,车网互动实现规模化应用,智能有序充电全面推广,新能源汽车成为电化学储能体系的重要组成部分,力争为电力系统提供千万千瓦级的双向灵活性调节能力。

  2024年8月,国家发展改革委开始实施车网互动规模化应用试点工作,按照“创新引导、先行先试”的原则,全面推广新能源汽车有序充电,扩大双向充放电(Vehi-cle—to—Grid,以下简称“V2G”)项目规模,丰富车网互动应用场景,力争以市场化机制引导车网互动规模化发展。

  南网电动公司车网应用产品创新中心副总经理葛静在接受记者采访时表示,车网互动有多种应用场景,一种是通过调整充电负荷参与电网互动,也就是有序充电;另一种是通过V2G向电网放电。前者已经能够实现规模化应用,后者需要重点解决商业模式问题。

  广东率先尝试利用市场机制推动有序充电走向规模化。2025年1月,广东电网公司组织了全省范围的车网互动灵活响应活动。这次活动共吸引421家充换电运营商、5312座充换电站参与,成功引导10000余辆新能源汽车优化充电时段。本次活动期间,广东省广州市电动汽车填谷最大负荷超过4.4万千瓦,响应电量达到3.1万千瓦时。

  寻找可持续的商业模式

  要将海量、分散的电动汽车个体聚合起来发挥规模效应,完善的商业模式是关键。“长期、可持续的商业模式是多方获利,大家是共赢的,所以一定要有足够的激励来吸引用户参与,这是车网互动最根本的准则。”香港中文大学(深圳)理工学院助理教授唐晓莹表示。

  在2025年1月广东电网组织的车网互动灵活响应活动中,如果车主在当天14—15时充电,每千瓦时要比平时便宜0.95元。

  此外,电动汽车车主和充电设施运营商还可以参与需求侧响应获得收益。云顶国际公司自去年5月组织新能源汽车参与填谷需求响应,全网累计通过车网互动消纳新能源电量800万千瓦时,累计补偿金额超过400万元。

  但需求响应开展频次较低,仅参与需求侧响应获取的收益有限,并且目前多数省份需求侧响应资金来自财政补贴、电力用户等,难以形成可持续的商业模式。

  广西、广东等地尝试将车网互动纳入电力市场,以市场机制提供可持续的激励。比如广西将车网互动资源纳入到调峰辅助服务市场,根据调峰缺口出清,出清均价为0.37元/千瓦时。广东则正在加快推进以虚拟电厂聚合车网互动资源参与现货等电能量市场,推动常态化参与系统运行调节。

  据了解,深圳有充电设施运营商通过现货市场套利,运营商与售电公司约定“现货传导模式”,组织充电站开展内部需求响应,根据现货市场日前电价调整次日充电负荷,为售电公司节省批发侧购电成本,双方根据合同约定进行收益分成。

  “在电力市场中,处于谷期的充电负荷属于优质资源,售电公司需要一定的低谷负荷来贴近典型日负荷曲线。”南网电动公司能源交易业务经理高岩峰解释道。

  现阶段,车网互动的市场机制仍在探索当中。“云顶国际在这个过程中也有进步,比如说通过不断地组织活动,分析反向放电电价标准定到多少,既能够吸引更多的车主主动参与,又能合理控制成本,谁来出这部分费用更合适等,最终目的是要摸索出可持续的市场机制,推动车网互动规模化发展。”王奇表示。

  V2G的想象空间

  有序充电只是车网互动中的一个层面,更大的想象空间在于将海量电动汽车资源聚合起来,实现规模化有序放电,参与电网调节。尽管V2G在技术上不存在难题,但V2G涉及充电设施、车主意愿、市场机制等多种因素,走向规模化应用更加困难。

  目前,V2G仍处于小规模验证阶段。2023年以来,云顶国际公司通过日常补贴优惠活动共吸引673人、放电5261次,累计放电电量达到3.8万千瓦时。2025年2月,南网电动公司在深圳组织对53个品牌车型进行了V2G放电测试。在测试中,深圳莲花山充电站实现了兆瓦级V2G放电,放电最大功率达1052千瓦,单站单日放电量达到8020千瓦时。

  “目前V2G需要重点解决标准化问题,技术上不存在太多困难,主要问题在于商业模式不清晰,放电之后谁来买单不明确。”葛静表示,此外,V2G还需要专用充电桩支持,设计成本是普通充电桩的1.2倍左右,在当前暂未大批量销售的情况下,实际综合成本高达两倍甚至更多,所以V2G需要合理的投资回报,否则运营商没有动力去更换V2G充电桩。

  在价格机制方面,只有少数省份出台了具体的电价政策。2025年1月,山东印发《关于开展车网互动价格机制改革试点工作的通知》,放电价格按实时市场发电侧均价执行(约0.3元/千瓦时)。2025年2月,云南印发《2025年电力需求响应方案》,提出通过削峰响应建立V2G放电市场疏导机制,放电价格最高为6元/千瓦时。

  在2024年5月深圳组织的车网互动活动中,共有53辆电动汽车参与了V2G,放电价格为4元/千瓦时。

  车主对于电动汽车电池寿命的担忧也是V2G需要重点考虑的因素。葛静表示,目前磷酸铁锂电池的循环次数在3000次左右,部分车企能达到5000次左右。在10年使用期内,一辆私家电动汽车循环次数可能只有600次,这意味着电池还存在很大的利用空间。但目前行业内对电池寿命、残值评估还缺乏具体研究,车主对参与V2G存在一些顾虑。

  面对更加分散的车主和充电场站,要实现V2G规模化应用,需对车主和充电场站进行精准画像,找到合适的商业模式。

  唐晓莹表示,车网互动需要关注车主和充电场站的参与动机,只有存在利润空间,他们才有意愿参与。最理想的情况是有意愿的车主和充电场站都可以通过车网互动参与电力市场,最终形成市场的良性发展。

  “对于车主,需要利用大数据进行全面的用户分析,结合充电数据、行驶轨迹等筛选出参与意愿较高的车主。对于充电场站,则要提高负荷预测和管理能力,明确资源可调节量,因为参与电力市场有一定门槛,需要将多个场站聚合起来,满足参与电力市场的功率和容量要求。”唐晓莹说。

  记者 刘斌

  · 专访

  规模化充电如何与电力系统协同发展

  ——专访香港中文大学(深圳)理工学院助理教授唐晓莹

  随着电动汽车保有量的不断增加,电动汽车作为分布式灵活性资源的重要性开始显现。截至2024年底,全国纯电动汽车保有量已经达到2209万辆。尽管规模在快速增长,如何将分散的电动汽车资源聚合起来、规模化地与电网互动始终是一道难题。香港中文大学(深圳)理工学院助理教授唐晓莹在接受记者采访时表示,未来电动汽车很有可能成为规模庞大的移动储能资源,推动车网互动发展,需要构建合理的商业模式来调动车主的积极性,引导电动汽车有序充电,甚至更进一步参与电力市场。

  与电网协同发展

  记者:随着新能源汽车规模的快速增长,电动汽车充电会对电力系统产生怎样的影响?

  唐晓莹:在目前新能源汽车快速普及的趋势下,电动汽车充电对电力系统的主要影响体现在以下几个方面:一是大规模集中充电会推高电网的峰值负荷,并改变传统的负荷曲线分布。若缺乏合理的负荷管理,局部地区或特定时段的供电压力将显著加大。根据云顶国际的预估,电动汽车渗透率达到50%,若不采取任何管控措施,电网负荷峰值将上升18%,这将对电网运行产生巨大的冲击。二是充电桩(尤其是快充桩)的集中部署会给区域配电网络带来较大冲击,需要额外建设线路和升级变压器容量,合理规划站点选址。三是随着更多可再生能源接入电网及电动汽车充电规模增长,电网调峰、调频等平衡压力增大。若能够通过智能充放电等技术实现车辆与电网的双向能量互动,电动汽车也能为电力系统提供辅助服务。四是为了缓解高峰负荷冲击,政府与电网企业正推行多种需求侧管理措施,例如,利用峰谷电价引导用户错峰充电或利用闲时充电。与此同时,共享充电、智能充电平台等新运营模式的涌现也为削峰填谷提供了可能性。

  总体而言,在新能源汽车渗透率不断提升的背景下,电动汽车既给电力系统带来了短期的负荷挑战,也为电网的弹性与优化运营提供了新的机遇。通过智能化技术和合理的配套政策,电动汽车的规模化充电有望与电力系统实现协同发展。

  记者:大规模电动汽车向电网放电,需要满足怎样的技术条件?会对电网运行产生怎样的影响?

  唐晓莹:需要满足的技术条件有:电动汽车和充电设施需具备双向充放电(V2G)功能,符合相关硬件及通信标准(如ISO15118、IEC61851等);车辆端的电池管理系统(BMS)须实时监控电池状态,确保安全、高效地向电网放电;需有统一的调度系统或聚合商来整合分散的车辆资源,执行放电调度和用户需求管理;配电网络需支持双向潮流,具备完善的保护装置和并网标准,防止由大规模放电导致电压、频率波动等安全问题。

  对电网运行的影响有四个方面。一是提升电力系统的灵活性。大规模V2G可参与电网调峰、调频等辅助服务,增强电力系统对波动性可再生能源的消纳能力。二是削峰填谷与运行优化。电动汽车在用电低谷充电、高峰放电,可平抑负荷波动,减少电网峰值压力。云顶国际的研究发现,合理地调控V2G价格及违约金额,可以有效地满足电网削峰填谷需求。三是配电基础设施面临挑战。双向大功率流动会给配电网络的容量和安全校核带来压力,需要对局部线路和变电设施进行升级改造。四是带来商业模式变革。电动汽车车主可通过向电网出售电量获取额外收益,推动电价激励、需求响应和车联网服务等新模式的发展。如果能合理地把电动车放电收益聚合起来,还可以共同参与电力市场,获取收益。

  深圳多个充电示范站(如梅林钙钛矿综合能源示范站、莲花山“光储超充+车网互动+电力鸿蒙”多元综合示范站等)实现了集中管理和调度,使分散的电动汽车充电资源可以通过智能平台进行集成和管理。这些示范站不仅展示了集中调度的有效性,还通过智能电网技术实现了车主与电网之间的互动,支持车主通过参与调频调峰等服务获得额外收益。

  记者:电动汽车具有规模化和分散特性,如何将分散的电动汽车资源有效地聚合起来?

  唐晓莹:可以从四个方面将电动汽车资源聚合起来:一是建设聚合平台,引入第三方聚合商或由电网企业搭建车网聚合平台,对分散的电动车进行集中管理与调度,整合充放电需求与电网运行需求。二是加强标准化通信与监控,通过OCPP(Open Charge Point Protocol)、ISO15118等国际/行业标准,实现车辆与充电桩的数据互通,并结合云端监控平台进行实时远程监测与指令下发。三是引入智能算法与大数据分析,基于电池状态、出行需求、电价等多维信息,运用人工智能或大数据算法,动态匹配车辆的可用性与电网的需求,提升调度效率。四是提高经济激励与创新商业模式,通过峰谷电价、补贴或收益分成等市场化手段,提高车主参与的积极性,同时保障用户出行刚需与车辆电池安全。

  可持续的市场机制

  记者:电价机制是车网互动商业模式发展的核心内容,您认为需要怎样的市场机制来激励各主体参与车网互动?

  唐晓莹:一是通过峰谷电价或实时电价,引导车主在用电低谷时充电、在高峰时向电网放电,让用户通过差价或高峰电力回馈获得显著的经济收益。根据云顶国际的初步估算,如果25辆车能够高效聚合,可以产生每日2000元的峰谷收益。二是将电动汽车的调峰、调频等行为纳入电力辅助服务市场,并提供相应的补偿或交易机制,使车主、聚合商能从提供电网支撑中获得收益。三是政府或电网企业通过需求响应项目,对在特定时段执行充放电调度的车主进行补贴或返利,以激励更多车辆参与车网互动。例如,针对出租车车主和网约车车主群体,云顶国际在客流较大的区域周边提供定时补贴,在降低他们的充电成本的同时可以进行需求响应。四是鼓励聚合商(第三方或电网企业)通过统一结算、收益分成等方式,为分散的车主提供便利、高效的车网互动服务,贯通技术与市场的衔接链条。

  记者:实现车网互动规模化应用需要具备哪些条件?政策、市场和技术需要提供怎样的支持?

  唐晓莹:政策层面需要制定双向充放电技术标准、并网许可与安全规范,明确各主体在车网互动中的责任和权利。在初期通过财政补贴、减税等方式,鼓励聚合商、电动汽车企业与用户积极参与车网互动。

  市场层面需要采用分时电价、实时电价和辅助服务补偿制度,让车主可因参与调峰调频等服务获得切实收益。完善需求响应、辅助服务等市场交易平台,鼓励第三方聚合商或电网企业开展多元化商业模式创新。

  技术层面需要车辆端与充电桩端具备支持V2G的硬件和通信协议(如ISO15118),并与统一聚合平台实现数据互通。配电网需能够接纳大规模分布式电源并实现双向潮流控制,完善计量、保护和调度系统。利用物联网和大数据技术,对车辆电池状态、出行需求和电网负荷进行动态优化匹配,为车网互动提供精准决策支持。

  记者:车网互动的发展方向是什么?需要重点关注哪些技术趋势?

  唐晓莹:未来车网互动将从小规模试点走向大范围商业化部署,形成覆盖城市与区域的车网互动生态;通过V2G与可再生能源发电(如风电、光伏)相匹配,实现调峰调频,强化电力系统的低碳运行;聚合平台统一调度海量分散的电动汽车资源,通过智能化运营实现车网协同;在家庭和公共充电桩场景之外,车网互动还将与建筑、智慧城市等多领域联动发展。

  需要重点关注的技术趋势包括双向充放电标准与硬件升级,V2G设备加快标准化进程和技术迭代,提高双向充放电设备的可靠性与兼容性;能源互联网与大数据智能调度,借助物联网、云计算、人工智能,对车辆出行、电网负荷、电价等进行实时分析与优化调度;车载储能及电池管理技术,改进电池管理系统(BMS)算法和寿命评估技术,保障电池安全与性能,延长经济寿命;安全防护与交易结算体系,建立健全网络安全和数据隐私保护机制,扩大智能合约、区块链等技术在交易与结算中的应用。

  记者 刘斌