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何以实现车网协同?协议体系将是关键

世界资源研究所(WRI)联合中国电动汽车百人会于2021年3月28日上午举办了“电动汽车与电网协同协议体系研讨会”,邀请来自多家行业机构与相关企业的专家,就电动汽车与电网协同的通信协议体系、实施路径、存在阻碍与解决方案开展讨论。

中国是全球最大的电动汽车市场,这对中国交通领域的温室气体减排和城市大气污染物防控具有积极意义。同时,电动汽车规模化发展也带来了用电量与用电负荷的增长,特别是无序充电对电力系统的冲击较大。 

电动汽车作为高度灵活的移动储能单元,在调节电力负荷、消纳可再生能源、改善电能质量等方面应用潜力巨大。2035年中国新能源汽车保有量估计是在1.3-1.5亿辆左右,车载电池的储能潜力将在200亿度左右。电动汽车规模上来之后,如何和电网更好的融合、互动,关系到电动汽车自身的发展,也关系到电网自身的安全和智能化。 

因此,推动电动汽车与电网协同发展,通过有序充电、V2G方式,让电动汽车能够更友好地接入电网成为近年来政府、企业、研究机构都在探索的方向。 

目前,国内在车网协同试点方面都做出了积极尝试。国网、南网都在积极推动有序充电、调峰调频辅助服务等工作;整车企业比如长城、充电运营商比如特来电也都围绕V2G开展了业务布局。然而,从国内电动汽车与电网协同的试点开展情况看,技术阻碍之一就是通信标准体系还不能很好地支持车辆-充电桩-电网之间的智能、双向互动。目前国内电动汽车-充电桩之间、充电桩-运营服务平台之间、电网-分布式资源之间通信协议,在标准化程度、车网协同支持度、信息传输丰富度及网络安全性方面均有待提升。 

与会专家指出,“十四五”期间推广车网协同试点具有重要性与紧迫性。去年中国宣布在2030年前实现碳排放达峰,风电、太阳能发电总装机容量届时将达到12亿千瓦以上,风光发电的间歇性对电力平衡提出更高的要求。然而,未来十年电力系统灵活调节空间有限,随着国内煤电灵活调节空间的开发殆尽,有必要开发用户侧的灵活资源——新能源汽车。大量新能源汽车可以聚合为“虚拟电厂”,参与辅助服务市场与现货电能量市场,辅助可再生能源的消纳。所以,从电力平衡需要的角度看,“十四五”期间车网协同具有重要性、紧迫性,国家也有必要加大试点力度。 

专家们也表示,车网协同的协议体系建设是一个系统工程,涉及通信主体与环节多,如车-桩协议、桩-充电运营商(或负荷集成商)平台协议、充电运营商(或负荷集成商)平台-电网协议。建立这个系统既需要考虑技术成熟度,也需要结合中国自身的特点。在技术上,车网协同的技术路径、网络安全技术、车辆数字身份认证技术等等均在发展初期,不同的技术路径优劣有待探索,车网协同体系的建设需结合技术的发展和对应用场景的分析,不断完善。

在本地化上,虽然国际上不乏支持车网协同的通用标准如IEEE2030.5、OpenADR,但是由于国内外在电力管理体制、电力市场准入要求、标准体系建设等方面存在较大差异,中国也有必要探索与建立本土化的支持车网协同的标准体系,以便为车网协同在中国推广奠定基础,提升中国在国际标准编制的参与度,扩大中国产品的国际竞争力。因此,一些专家建议以国内车网协同试点探索为基础,从团体标准开始,完善车网协同的标准体系,逐渐向行业标准与国家标准演变。

车网协同的不同实施路径

此外,与会各企业代表也表示,车网协同协议的制定需要实现车辆、电网、充电产业之间的协同。除了满足电网的电力平衡的需要外,不同参与主体间也需要通过峰谷电价与合理分成机制,调动参与的积极性。同时,车网协同也要把握电池技术的不断迭代升级的机遇,化解整车企业与车辆用户对电池寿命、车辆质保的顾虑。

最后,与会专家强调,具体标准的修订需要通盘考虑、系统设计,一方面让标准发挥基础支撑作用,另一方面也发挥引领示范作用。首先,车桩网互动标准体系要注意上下链环节间的技术相互协调,保障信息互联互通;其次,要高度重视信息安全,提升协议体系的网络信息安全,结合技术进步和新业务应用,提前考虑碳交易、绿证等应用需求;再次,充电标准在修订中也需平衡功能扩展后的“新老兼容”问题(即支持老标准的车辆与支持新标准的充电桩可能存在不兼容的问题),完善充电的身份认证体系,提升企业对标准执行的一致性。

世界资源研究所将继续与中国电动汽车百人会开展合作研究,通过梳理和对比国内外车网协同通信协议进展及经验,助力中国更快、更好地建立健全车网协同的通信协议体系。

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