未來電動汽車充電使用中將成為核心的V2G模式，這個模式到底是什么，它到底有什么吸引力而得到了如此高的評價與關注。這一期我們就專門就V2G模式做一個簡單的介紹。

一、什么是V2G


V2G模式簡單來說就是：電動汽車既可以從電網(wǎng)充電，也可以將電動汽車的電能輸送回電網(wǎng)。對于電動汽車的用戶來說，當用電負荷過高時由電動汽車向電網(wǎng)饋電；而當用電負荷低時將電網(wǎng)過剩的電力存儲在電動汽車里。通過這種削峰填谷模式，電動汽車用戶可以在電價低時（低谷）從電網(wǎng)購電；電價高時（高峰）向電網(wǎng)售電，從而獲得一定的收益。


電動汽車與電網(wǎng)互聯(lián)，除了車輛向電網(wǎng)供電的模式（V2G）以外， 還衍生出了車輛向家庭（ Vehicle to Home，V2H）或商業(yè)大樓（ Vehicle to Building，V2B）供電等多種模式 。V2H/V2B概念則可看做V2G的縮小版或局域網(wǎng)應用，是住宅或商業(yè)大樓與電動汽車之間可進行電力雙向流動。而V2G側重于對電網(wǎng)中的電動汽車集群統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，連接電網(wǎng)中所有車輛動力電池，通過儲能為電網(wǎng)削峰填谷。因此電能必須可在電網(wǎng)、充電設施與電動汽車三者間雙向流動，技術、實施難度都非常高，被認為是充電基礎設施的終極應用模式。


隨著越來越多的車網(wǎng)互聯(lián)應用模式的提出，未來基于完善的V2G架構，將與“萬物互聯(lián)”（V2X）自然融合在一起。

二、V2G的意義


V2G對于電動汽車來說，利用的電動汽車的儲能作用，而這一屬性是電動汽車的自然屬性，而非為了儲能而發(fā)展電動汽車，該模式只是電動汽車規(guī)模化發(fā)展的必然結果之一，是電動汽車未來龐大的用電需求與供電網(wǎng)絡能力協(xié)調平衡的剛需。而對于我們龐大的電網(wǎng)來說，一個有效、高效、性價比合適的調峰調頻設施卻是必需與急需的。這里的相互關系我們必須弄清，否則對于V2G的發(fā)展道路上的利與弊、助力與阻力的認識就會出現(xiàn)嚴重的偏差。


對于電網(wǎng)來說看似巨大無比的輸電電網(wǎng)的表象之下，電網(wǎng)的調控則是一項非常脆弱的工作。簡單來說，一個正常運行的電網(wǎng)，其各項參數(shù)幾乎是穩(wěn)定的。在一個特定的電網(wǎng)中，入網(wǎng)的所有的發(fā)電機的頻率應該相同，生產(chǎn)出的電力應該等同于用戶需要的電力。發(fā)電和供電就像一臺天平，必須盡量接近平衡狀態(tài)。用專業(yè)術語來講，需要隨時對電網(wǎng)進行調峰，以保證電網(wǎng)的平衡。


但是，作為電網(wǎng)中數(shù)量巨大的用戶其用電量瞬息萬變，和電網(wǎng)的容量相比呈現(xiàn)出接近于圓滑的變化曲線。而電網(wǎng)中數(shù)量有限的發(fā)電廠，無論是機組入列還是解列，都呈現(xiàn)出階梯狀變化。這種變化上的差異會對電網(wǎng)本身產(chǎn)生一定的沖擊，嚴重時會導致電網(wǎng)震蕩。當這種震蕩強烈到一定程度，有可能引起電廠跳閘。而跳閘又導致供電缺口增大，造成更劇烈的振蕩。如多米諾骨牌坍塌，供電損失節(jié)節(jié)攀升、停電范圍迅速加大，最終有可能大到調度都無法掌控程度。

另一方面，主流的主流發(fā)電形式(火電、水電、核電)，其啟動或停止，都是一件非常耗時耗力的工作。相對于電網(wǎng)中瞬息萬變的變化狀態(tài)，電網(wǎng)統(tǒng)轄的各發(fā)電單元的對應是很遲緩的。甚至在某些極端的場合，發(fā)電單元的停止甚至需要電網(wǎng)的支持，否則會發(fā)生重大事故。


所以一個龐大電網(wǎng)需要一個同樣龐大的緩沖池，為其提供足夠的調峰調頻能力。而目前的儲能技術路線來看，似乎兼具能量型和功率型儲能優(yōu)勢的規(guī)?；妱悠囀且粋€有效、高效且性價比非常高的模式。

而上述問題同樣也是為什么不能過度發(fā)展電動汽車快充模式的核心原因，規(guī)?；妱悠嚨凝嫶蟪潆娦枨笸瑯右残枰粋€緩沖池來應對自身的需求。

應用V2G技術可使目前電動汽車應用中的無序充電轉變?yōu)橛行虺潆?，并將電動汽車作為移動的、分布式儲能單元接入電網(wǎng)。同時，V2G 技術將在可再生能源大規(guī)模電力接入方面發(fā)揮重要作用，減少火電或其他常規(guī)機組的備用容量，提高供電穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)在備用容量和設備改造等方面的投資。

三、V2G面臨的問題


如前所述，V2G是一項系統(tǒng)工程，需要多方面的深入合作、協(xié)同推進，才能最大化的發(fā)揮作用。而這個過程之中，如何協(xié)調各方利益與步伐就成為重中之重的問題。完善的發(fā)展規(guī)劃與引導、深入挖掘的利益圖譜都是必須的前期工作。


相對于美、日、歐已經(jīng)邁向實施階段的V2G實踐，我國在該領域的起步較晚，目前也就初步進行了第二階段的嘗試。雖然國家層面已經(jīng)做出了相關規(guī)劃，但在V2G的關鍵技術和V2G的市場環(huán)境上仍然明顯的不足。


V2G 的關鍵技術主要包括高性能雙向充放電技術、面向能源互聯(lián)網(wǎng)的電動汽車充放電智能互動調度技術、大規(guī)?；妱悠囉行虺潆姽芾砑夹g、電動汽車充放電運行安全測試技術、高級智能量測體系和雙向通信技術等。我國在該領域的前瞻性技術研發(fā)、儲備不足，關鍵技術停留在試驗階段，針對不同V2G 目標的調控技術和控制策略仍然空缺。特別是充放電領域，亟待加強電動汽車企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)的互動，進一步開展產(chǎn)業(yè)化研究。


市場環(huán)境方面，V2G 領域的商業(yè)模式和市場機制仍處于起步階段。一方面，消費者對于將電動汽車電能反饋電網(wǎng)的意愿并不積極，回饋電網(wǎng)帶來的額外收益與頻繁充放電對電池壽命的影響還沒有形成科學的評估結論；另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈中對于消費者的參與程度考慮不足，電動汽車V2G功能宣傳力度不夠，消費者目前普遍尚未關注這一新興領域。而消費者的參與意愿和參與數(shù)量恰恰是V2G推廣的核心問題。


同時，很多新技術對于V2G的發(fā)展也很具有相關性。例如無線充電、自動駕駛（自動泊車）、大數(shù)據(jù)等都對于促進V2G發(fā)展、提高用戶參與體驗、意愿有著非常重要的影響。

總結：

V2G以高效的電網(wǎng)調節(jié)能力和在可再生能源大規(guī)模電力接入中的顯著作用，已經(jīng)引起了美、日、歐等政府的高度重視，已從政策、財政等多方面提供支持，無論是V2G技術的發(fā)展還是商業(yè)化運營已經(jīng)取得了較為明顯的進展。我國盡管在多項政策文件中提及發(fā)展V2G技術，但仍缺乏系統(tǒng)性的戰(zhàn)略支撐，在關鍵技術研發(fā)上進展相對緩慢，消費者端也沒有建立起充分利用電能剩余價值的意識。這些都是我們目前亟待解決的問題。

（文中圖片來源于東南大學電氣工程學院黃學良教授在須彌山大會的演講及網(wǎng)絡）