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国网电动汽车王明才:泛在电力物联网与电动汽车的发展

日期:2019-05-15    来源:中国储能网

国际新能源网

2019
05/15
11:11

关键词: 电力物联网 电动汽车 储能

   4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日下午的“电动汽车与电网互联”专场,国网电动汽车服务有限公司储能云平台事业部总经理王明才在会上分享了主题报告《泛在电力物联网与电动汽车的发展》,以下为演讲实录:

  王明才:各位来宾各位专家下午好!我给大家分享的题目是泛在电力物联网与电动汽车发展。

  第一个是说电动汽车的能源属性,我们认为它是电动汽车行业发展的一个关键。第一个是现在电动汽车发展很迅速,政府也很支持,出台了一系列的政策。电动汽车产业这两年发展非常快,去年全国电动汽车销量达到100多万辆,今年预计会到170万辆车的规模。到今年3月底,按照工信部和中国充电基础设施联盟数据,我国电动汽车保有量达到290.9万辆,已经接近300万辆,全国公共充电桩数量也已经38.4万个,私人充电桩已接近100万个。我们国家,在全世界来说已经是新能源汽车的保有量第一、动力汽车的出货量第一、充电设施数量第一。右下角是充电量的电力热力图还有全国充电桩的排名,我们可以看到,全国电动汽车充电电量快速增长,主要集中在珠三角、长三角以及中西部三个区域,产业发展态势良好。

  我们国网电动汽车服务有限公司的智慧车联网平台已经接入的全国90%以上的充电桩,从我们平台上也可以看到,这两年充电桩发展非常快,在一些核心的区域,充电桩的充电量增长量达到50%以上。

  电动汽车是能源物联网的重要支柱。电动汽车有三种属性,电动汽车具有三个属性,一是承接了传统交通工具的交通属性,二是具有与智能设备广泛互联的互联网属性,三是电动汽车与电网的深度耦合使其具有了能源属性。电动汽车可以通过充电桩这一个有效接口,发挥能源属性的价值。我们认为通过互联网+交通能源消费的方式可以实现用户侧电能的替代,实现供给侧的清洁替代,这也是我们公司一直追求的目标。

  电动汽车是能源转型的重要途径,是交通网、能源网有机融合的关键环节。根据国家科技部《中国汽车产业发展报告》,预计2030年将达到6800万辆,电动汽车年耗电量约3500亿千瓦时。现在我们认为这个数据当时估计还是偏保守的,按目前的趋势看,2020年达到500万辆肯定没问题,2030年很有可能会达到1亿辆车。根据我们做的一个研究分析,按照目前电动汽车高速发展情况,2030年上海地区将达到450万辆,对电网负荷的增加会非常明显,这是我们电网着重考虑的问题。

  这个图是电动汽车与电网互动的模式的路线图,从一开始是无序充电,就是其他专家提到随机充电,第二个有序充电,再后面是车网双向互动,最后是实现了车网一体。我们考虑的是,把海量的电动汽车这个车载电池的资源,用作我们电网的巨大的电力海绵吸掉所有的多余电能,实现电动汽车在在正确的时间、正确的地点、去充放正确的电量,从而实现跟电网的充分互动。国家电网公司在车网互动领域已经开展了很多工作,去年在全国多个省市开展了有序充电的应用试点,今年会开展较大规模的有序充电推广布局。目前我们公司除了配合总部开展有序充电业务以外,同时也在积极部署了我们的车网互动业务,建设了我们的V2G示范项目,开发了我们的V2G应用平台,也做试点的项目,下一步做商业化。。

  V2G这一块刚刚刘博士分享的比较多,V2G目前有很多问题需要解决的,包括说政策的价格的这些问题。我们考虑V2G它的优势是什么,为什么要去做这个事情?跟储能相比有一个成本的优势,怎么看这个事情?实际上电动汽车这一块,行业发展有两个问题,第一问题是车贵,就是现在电动汽车它相比于我们同型号级别的燃油车偏贵的,为什么贵?实际上就是电池贵,实际上电池的价值没有得到充分的利用,因为刚刚咱们也看到的,魏教授分享的,电池循环寿命,4000次什么概念,就是一辆车续航300公里算的话,就是这辆车可以跑120万公里,如果我没有算错的话。普通的私家车不可能跑到那么多的量的。为什么这个量没有达到这么多,没有充分挖掘出来,运营车网约车跑这些基本上没有问题的,私家车有很大的空间的。

  第二个问题就是充电桩其实这一块市场里面分为两大类型,第一个就是专用充电站,目前具备盈利条件的,大部分的公共服务充电站,在运维的充电站,盈利性并不是太好,如果说把充电桩这一块的能力建设起来的话,其实成本很低的。这一块本身电动汽车这一块,如果是说实现的V2G把这个能力充分挖掘出来的,让车价进一步的降低,对运营商来说,它的盈利渠道也会有很多,可以增加它的收益。最右边的分享关于价格变现因为现在不同车型,我们具体关心的就是续航里程,很多车厂实际上电池的空间不一样的。我们跟一些车企在做的交流比较多,比如特斯拉model S的那个车可以跑到70万公里,这个完全可以的。有这个空间,这个不一样的。那块就是电池这个价值也会得到变现的。

  这个也是我们的一个测算计算,2020年跟2030年一个典型一辆车的情况。对于目前典型的车载电池容量,市场上大部分新出来的车型已经超过60度电,我们认为到2030年这个电量会到120度电。仅按照电池充放电1500次去算的话,一辆车它的电量就是寿命周期内充放电量可以达到9万度电;2030年也一样,我们按照电池充放电2000次计算的话,可以达到24万度电。而实际上我们十年的车辆行驶需要消耗的电量只需要大约4万度电左右,可以有大量的电拿出来给电网互动,给电网创造价值,给用户创造价值。

  按照我们估算,2030年电动汽车电网互动功率将超过10亿千瓦,这是6800万辆电动汽车,每一辆的功率就是不到20千瓦的算的。这个功率就是装机量,我们知道三峡电站的装机量差不多2000万千瓦,十亿千瓦的概念相当于50个三峡电站的规模。这个规模量非常大的,未来电动汽车与电网互动的产业市场规模将是一个千亿级的规模。

  车、桩、网之间的跨界物联是开展电动汽车与电网互动业务的基础。刚刚也介绍的电网互动分为这几块都要有互动,一个关于硬件这一块的,包括电动汽车、充电桩、电网,还有信息层面的,这是我们正在做一个V2G应用服务平台,是我们正在做的事情。最后一块是盈利方式,刚刚刘博士也有提到这一块,我们相信,随着电力体制的改革,未来得市场会越来越好,我完全可以通过组织与电网的交互去参与各种电力市场,给用户还有电网创造收益和价值。

  后面介绍一下泛在电力物联网可以带来什么,今年年初国家电网公司提出来的,非常重要的战略转型,过去主要是重点建设坚强的智能电网,现在要打造两网,结合坚强的智能电网和泛在电力物联网打造能源互联网。要去实现能源互联网必须要有信息跟物理的融合,通过能源互联网可以去推进整个电力行业与用户的充分交互,打造V2G应用是建设电动汽车产业发展生态的重要一环,已经纳入国家电网公司的泛在电力物联网的计划。

  结合上面考虑,我们国网电动汽车开发了我们的V2G车网互动云平台。通过信息流的交互,实现电动汽车与电网的高效双向活动。未来随着这个政策的突破,一定要去跟实现新能源的交易,以及给电网提供负荷优化的服务。刚刚刘博士还有魏教授介绍到的电动汽车的价值在于它的财务能力。新能源发电原来可能对电网公司来说是一个垃圾电,因为不稳定,它的波动性对电网来说调节会产生很大压力,但是电动汽车的充放电能力跟新能源发电的完全可以匹配起来,可以使新能源发电得到很好的利用。如果做到这个发电曲线,跟我的用电曲线,完全匹配的话,弃风弃光原来的将会是一个历史名词,以后再也不会有。

  这是我们现在在做的一个平台,底下是平台实现的功率曲线,我们也做了APP应用,但是没有上应用市场,还在做内部测试。我们在北京的望京那边做了一个V2G示范项目,去做这个V2G应用平台的验证,这一块我们现在核心就是做了一个模拟的商业化场景,公司内部员工基于平台测试在做这个验证,我们这个平台现在功能已经开发了这个平台对应的商业化APP,然后我们这个车辆也已经在实际的做应用,每天都有充放电。我们现在设计的V2G典型场景,基于在家里充电,在办公场所放电,为什么会去这么考虑?因为我们车辆的电量实际上一辆车跑三百公里上班,有大量的空间可以去跟电网互动,这个空间只要说做了电池管理,是完全可以跟电网互动的。

  这个是我们后续要做的事情,商业化试点以后平台会发布需求,普通电力用户参与到这个业务里面去。就是未来电动汽车如果具备这个条件以后,所有的用电用户可以结合泛在电力物联网建设,实现充分跟电网互动。我们平台会去做这个费用结算,去实现电动汽车用户的收益,以及对电力用户来说的有效降低电费。这样的话对于电力用户来说,等于说不需要建储能电站,就可以实现储能电站削峰填谷带来的价值。这个项目就在北京朝阳区的望京,大家到北京去时候如果有时间,可以去我们那里看看。这个项目目前安装了5台的双向充放电桩,从交流的7千瓦到直流的150千瓦都有的,最大问题现在目前可以支持V2G的车不多,主要就是比亚迪的E6为主的车。

  这是在项目现场做的两套应用系统,这两个系统就是主要为了充分验证我们这个商业场景下面各种技术,以及运行策略,我们的业务仿真系统我们去设计模拟各种场景下面车联网互动的需求,生产管理系统主要去实现业务的执行。这一块是开发的APP应用,内部的员工试用这个APP,根据前期调研结果,在车辆使用过程中,电动车主关注的核心在于车辆的续航及电池状况,据此在配置策略页面,用户可结合自身需求,选择在参与V2G业务中充放电的保底及满电阈值,阈值以SOC百分比及预估续航里程两种方式展示。这个对用户来说比较关键的数据,因为要有用车的需求,我们设置这个保底的值,可以保证它回家的电量足够。保底值跟满电值之间的这部分,就是电动汽车可以参与电网互动的电量。我们现在的V2G这一块给用户每次充放电也会去反映电池的性能状态,就是电池的SOH,这一块我们也在做,给用户带来一些额外的服务体验。

  最后说一下我们下一步的工作的安排,第一个是关于这个标准体系这一块,因为开展业务标准先行,基于国网总部的统一规划部署,我们在积极参与完善车网互动标准体系。目前这个标准体系分为四大部分,基础类标准、充放电设备层标准、充放电系统层标准、建设与运营标准四大类27项标准。其中已制定标准6项,图中红色表示的,正在制定标准11项图中绿色表示的,待制定标准10项,我们同步也在布局做V2X的相关标准。

  再一个就是关于算法,就是现阶段我们这个项目,它其实是比较简单的,它的控制算法基于两点,第一点就是充放电的策略,就是电价,高峰时段尤其是尖峰时段,只要用户电量有富余,就去参与电网互动放电;第二个结合的用户变压器的负载率去调控电动汽车的充放电功率。未来算法要考虑的因素非常多,我们现在把这些算法进行一些部署,聚合多元的条件,包括配网的负荷,电价政策等等这些边缘条件,我们现在也在做一些车、桩、网的行为预测,这一块是未来做算法需要考虑到去做一些策略,实现兼顾用户、企业和电网的多重目标的运营优化。

  这是下一步的工作安排,我们今年计划在北京、上海、江苏、浙江、山西、重庆部署我们的商业试点项目,之所以选择这些地区是结合当地电价政策、电动汽车推广应用情况的考虑出发。我们会结合分时租赁、专用车等应用场景,重点研究多场景下的商业模式,以及探索多元的电网辅助服务商业化运营模式。

  电动汽车与电网的双向互动未来的应用前景会非常广阔,期待越来越多的单位能与我们携手共同推动这块业务的发展。

  我的汇报比较简单,谢谢大家!

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