V2G是什么技術:
V2G技術是指車輛對電網(wǎng)進行能量雙向傳輸?shù)募夹g。V2G即"Vehicle-to-Grid"(車輛對電網(wǎng))的簡稱,它允許電動車通過電網(wǎng)進行充電,同時將車輛儲存的能量反饋到電網(wǎng)中。V2G技術的主要目的是提高電動車的零排放行駛能力,并為電網(wǎng)提供供電支持和調(diào)節(jié)服務。
圖1:V2G電流走向示意圖
通過V2G技術,電動車可以充當儲能設備,將多余的電能反饋到電網(wǎng)中,以供給其他用戶使用。當電網(wǎng)需求高峰時,V2G技術可以將車輛儲存的能量釋放回電網(wǎng),幫助平衡電網(wǎng)負荷。相反,當電網(wǎng)需求低谷時,電動車可以從電網(wǎng)接受能量并進行充電。電動車在電網(wǎng)負荷低時,吸納電能,在電網(wǎng)負荷高時釋放電能,賺取差價收益。如果真正實現(xiàn)了V2G,大家就可以把每一部電動汽車都看成一個小型充電寶,當電網(wǎng)負荷低時插上充電槍,就可以自動儲能,當電網(wǎng)負荷高的時候,就可以把動力電池的電能賣給電網(wǎng),賺取差價。
V2G應用現(xiàn)狀:
海外V2G技術多數(shù)是車企牽頭或聯(lián)合高校進行,V2G應用場合、盈利方式多元化,且取得階段性成果,部分進入商用階段;而我國V2G試點項目較少,多數(shù)項目由電網(wǎng)公司牽頭統(tǒng)籌安排,形式單一。我國V2G技術應用屬于起步階段,V2G應用仍有不小難度,具體來看:
國內(nèi)V2G現(xiàn)狀
中國電動汽車容量世界第一,具有V2G車網(wǎng)互動的巨大市場潛力,自2020年以來,國家出臺多項政策推動V2G技術進步,中國的清華大學和浙江大學等知名高校都對V2G技術進行了深入研究。國家發(fā)展改革委、國家能源局5月17日發(fā)布《關于加快推進充電基礎設施建設更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)村振興的實施意見》。文件提出:鼓勵開展電動汽車與電網(wǎng)雙向互動(V2G)、光儲充協(xié)同控制等關鍵技術研究,探索在充電樁利用率較低的農(nóng)村地區(qū),建設提供光伏發(fā)電、儲能、充電一體化的充電基礎設施。落實峰谷分時電價政策,鼓勵用戶低谷時段充電。到2030年前,對實行兩部制電價的集中式充換電設施用電免收需量(容量)電費,放寬電網(wǎng)企業(yè)相關配電網(wǎng)建設投資效率約束,全額納入輸配電價回收。
應用案例:上海有3個V2G示范區(qū),共有10余臺EV參與,每月參與放電約500度,每度收益為0.8元。2022年,重慶完成了某EV 48 h全響應充放電,累計消納電量44度。此外,國內(nèi)其他地區(qū)也在積極探索V2G試點,如北京人濟大廈V2G示范項目、北京中再中心V2G示范項目等。
2021年比亞迪將在5年內(nèi)陸續(xù)交付Levo Mobility LLC多達 5000 輛支持 V2G 的比亞迪中型和重型純電動車。
海外V2G現(xiàn)狀
歐美等國對V2G技術尤為重視很早便推出明確的政策支持。早在2012年,美國特拉華大學試點項目eV2gSM,該項目旨在評估在V2G技術條件下,電動汽車向PJM的電網(wǎng)提供調(diào)頻服務以減輕可再生電力固有間斷性的潛力和其經(jīng)濟價值。為使特拉華大學功率相對較小的電動汽車能夠參與調(diào)頻服務市場,試點將調(diào)頻服務提供商的最小功率要求從500千瓦調(diào)低至約100千瓦。2014年,美國國防部和加州能源委員會支持,在洛杉磯空軍基地開展示范項目。
2016年11月,F(xiàn)ERC提出修改法規(guī),推動儲能與DER集成商進入電力市場??傮w來看,美國試點驗證已經(jīng)相對充分,可能在未來1-2年完成政策機制配套出臺,從而推動V2G進入實質(zhì)化的商業(yè)運行。
歐盟方面,在2016年啟動了SEEV4-City 計劃,撥款500萬歐元,支持5個國家6個項目,重點針對V2H,V2B,V2N等微網(wǎng)消納可再生能源進行支持。
2018年,英國政府宣布將撥款約3000萬英鎊支持21個V2G項目,此項撥款旨在測試相關的技術研發(fā)成果,同時也為該類技術尋找市場。
圖3:英國V2G項目
2019年雷諾集團官方宣布在歐洲推出15輛ZOE組成的車隊,展開V2G試點項目。2020年4月,德國嘗試消納風力發(fā)電的V2G試點項目正式完成。德國電網(wǎng)采用智能再分配措施,提升了北部風力資源的消納,降低了南部常規(guī)能源的消耗。
2019年,日本三菱汽車公司、日立系統(tǒng)電力服務有限公司、東京電力能源合作伙伴和東京電力控股公司等六家公司,在日本5個地方開展“V2G整合項目”的示范,將電動汽車作為虛擬電廠,平衡可再生能源及電網(wǎng)穩(wěn)定之間的關系。此次項目將總共使用59輛EV/PHEV,創(chuàng)建日本最大的試驗環(huán)境,日本計劃在2021財年實現(xiàn)V2G的商業(yè)化。
2020年6月,菲亞特克萊斯勒(FCA)公司,在意大利米拉菲奧開展全球最大V2G試點項目,預計到2021年底能夠建成容納超過700輛電動汽車,監(jiān)管容量達到25MW的V2G設施,旨在實現(xiàn)純電動汽車與電網(wǎng)的雙向交流,并為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供支持。從這些試點探索看來,車網(wǎng)雙向充電在一些國家與地區(qū)商業(yè)化,正在路上。
NRG和EVgo公司與加利福尼亞大學圣迭戈分校(UCSD)合作,車輛中安裝雙向電動汽車供電設備(EVSE),用來測試V2G在微電網(wǎng)中的應用。丹麥推出了世界上第1個V2G商業(yè)模式(Parker),參與頻率調(diào)節(jié)、電壓控制等服務。西班牙公司Endesa與Nissan計劃合作部署V2G。Nissan承諾在工廠安裝Leaf和e-NV200,以與Endesa的5和10 kW雙向充電站兼容。兩家公司計劃在丹麥、荷蘭和德國開展第一批V2G應用等。
V2G技術難點與挑戰(zhàn)
設備兼容性:
不同車輛、不同電池和不同電網(wǎng)之間的兼容性是一個重要難點。需要確保汽車與電網(wǎng)之間的通信協(xié)議和充放電接口兼容度高,以實現(xiàn)有效的能量轉移和交互。
電網(wǎng)適應性:
將大量的電動車納入電網(wǎng)能量交互系統(tǒng)可能對現(xiàn)有電網(wǎng)基礎設施提出挑戰(zhàn)。需要解決的問題包括電網(wǎng)負荷管理、電網(wǎng)可靠性和穩(wěn)定性、電網(wǎng)對電動車充電需求的靈活性等。
技術難題:V2G系統(tǒng)需要解決多個技術難題,如快速充電和放電技術、電池管理控制技術、與電網(wǎng)的互聯(lián)技術等。這些技術挑戰(zhàn)需要通過不斷的實驗和研發(fā)來解決。
車輛電池管理:對于電動汽車來說,電池是其重要的能源儲存設備。在v2g系統(tǒng)中,需要對電池的管理進行精確的控制,以平衡電網(wǎng)需求和電池壽命的考慮。
充放電效率和速度:實現(xiàn)高效率的充放電過程對于v2g技術的成功應用至關重要。需要研發(fā)先進的充電技術,提高能量傳輸?shù)男屎退俣?,同時減少能量損失。
電網(wǎng)穩(wěn)定性:v2g技術涉及將電動汽車作為電網(wǎng)的一部分,對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。需要解決車輛大規(guī)模接入電網(wǎng)所帶來的潛在問題,確保電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
市場機制:V2G系統(tǒng)的商業(yè)模式和市場機制也是一個難點。如何確保各方的利益平衡和合理的資費標準,如何引導用戶積極參與V2G能量交互等,都需要認真考慮和解決。
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