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新能源汽车如何更友好地接入电网:中国电动汽车与电网协同的路线图与政策建议

【作       者】:
【机       构】: 世界资源研究所
【承研机构】:

【原文地址】: https://mp.weixin.qq.com/s/UvWKnsGCvmWkF66NVAkp8w
【发表年份】:

2020

摘要

未来中国大规模电动汽车和可再生能源推广为车网协同提供了机遇。随着可再生能源在发电结构中的比重大幅提升,在发电侧对大量灵活电源以及在需求侧对可调节负荷资源的需求,都将不断增加。2025年和2030年,全社会的电动汽车在理想情况下能够提供储能容量将相当于2018年中国储能装机总规模的8倍和23倍,具备作为可调节负荷以及灵活电源的潜力。与国际实践从初期就尝试让电动汽车参与高频次、高精度的批发市场交易所不同,当前中国的电动汽车与电网协同试点项目侧重于解决配网侧开放容量不足的问题;绝大多数试点仍处于技术可行性论证阶段,经济激励机制缺失。电动汽车以有序充电方式参与局部削峰填谷,利用峰谷电价差“套利”,具有更可观的经济性;未来电动汽车参与调频辅助服务将具有更高的市场价值。因而,2025年之前,电动汽车可充分发挥其灵活负荷的优势,以有序充电方式参与用户侧的削峰填谷、分布式光伏充电、需求响应、调峰辅助服务、现货市场平衡等应用。随着电力市场改革释放更多红利以及动力电池成本下降、寿命提升,电动汽车可进而发挥分布式电源的作用,结合微电网、虚拟电厂等试点平台,以双向充放电方式提供调频、现货电力平衡等服务,争取在2030年以前形成具有示范意义的模式。

要实现车网协同的经济潜力,电价政策、电力市场制度以及车-桩-网充电标准仍需细化,包括:形成针对电动汽车的峰谷电价机制;提供建设、设备改造及运营相关的补贴,鼓励物业公司与业主委员会配合;明确电动汽车在定位上是否属于分布式发电系统、是否可以虚拟电厂身份参与各类电力市场;鼓励整车厂或充电设备制造商在生产中提供软件更新接口支持有序充电;修订车-桩间通讯协议与系统要求,制定桩-网间通讯协议与系统要求,以支持车网协同的各类应用。

电动汽车的推广可减缓气候变化、减少空气污染,但大规模电动汽车的无序充电也将给发电、输电、配电系统带来挑战。与家用电器等负荷不同,电动汽车负荷具有高度的灵活和可调节性。除了作为灵活负荷,电动汽车还可以作为储能设施行“放电”,不仅可以降低电动汽车充电对电网的影响,也可为电力系统调控提供新的调度资源,更能避免大量电网和电源相关的投资浪费。目前,电动汽车可以通过有序充电或双向充放电(Vehicle-to-Grid or Vehicle-to-Building,以下简称“V2G”、“V2B”或“V2X”)两种方式,实现与电网协同(见图ES-1)。

国际方面,电动汽车和电网协同的试点项目开展至今已有10年,与电动汽车普及的时间基本相同,其中86%的探索集中在欧美国家。欧美国家已开展的试点显示,电动汽车参与削峰填谷、分布式光伏充电、需求响应、调频辅助服务、备用服务和缓解输电线路阻塞等应用场景具备技术和经济方面的可行性。美国加利福尼亚州更是出台了《加利福尼亚州电动汽车与电网协同路线图——电动汽车作为电网资源》,从商业模式、政策支持和技术标准等方面为车网协同提供全面保障。

国内方面,与国际实践从初期就尝试让电动汽车参与高频次、高精度的批发市场交易不同,受制于中国电力市场改革进程,当前中国的车网协同试点项目侧重于解决配网侧开放容量不足的问题,尚未出现任何旨在鼓励电动汽车参与电力批发市场交易的试点。此外,绝大多数试点仍处于技术可行性论证阶段,由于经济激励机制缺失,商业可行性未在论证验证之列。

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