芯耀
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“我欲乘風(fēng)破浪，踏遍黃沙海洋”這句歌詞用來(lái)形容光伏和風(fēng)力發(fā)電還真有點(diǎn)兒意思，乘風(fēng)破浪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、踏遍黃沙荒野的光伏組件。新能源的發(fā)展在給環(huán)境帶來(lái)了巨大好處之外，也使得整個(gè)電網(wǎng)變得更生動(dòng)飽滿(mǎn)。使得原始較為簡(jiǎn)單粗暴的發(fā)電系統(tǒng)及電網(wǎng)變得更加靈活和智能，再加上近年開(kāi)始發(fā)力的儲(chǔ)能，使得電網(wǎng)系統(tǒng)中各單元之間的互動(dòng)顯得更加緊密。
同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展也是環(huán)保大業(yè)中比較熱門(mén)的一部分，之前我們有提到目前電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的幾個(gè)瓶頸：續(xù)航里程(動(dòng)力電池相關(guān))和充電問(wèn)題(充電時(shí)間 / 充電設(shè)施)。最近有看到 V2G(Vehicle to grid)這個(gè)概念，車(chē)輛到電網(wǎng)，汽車(chē)用戶(hù)可以以此來(lái)"賺錢(qián)"。其實(shí)這個(gè)概念早就被提出了，也有相應(yīng)的發(fā)展，不過(guò)還得不斷地灌溉才能成長(zhǎng)。
新能源的發(fā)展，不管是發(fā)電側(cè)還是用電側(cè)，與電網(wǎng)之間的互動(dòng)越來(lái)越密切，用戶(hù)不僅可以從電網(wǎng)上取電，還可以將電能反饋給電網(wǎng)，使得整個(gè)系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)。比如說(shuō)戶(hù)用小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)，給自家供電的同時(shí)還能賣(mài)點(diǎn)電“貼補(bǔ)家用”；儲(chǔ)能的削峰填谷、調(diào)頻等功能，以及小型儲(chǔ)能充當(dāng)備用電源，使得工廠等小單元能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)的停電。而新能源汽車(chē)在作為電網(wǎng)負(fù)載的同時(shí)，也能夠充當(dāng)儲(chǔ)能裝置，雖然單個(gè)汽車(chē)的容量較小，但是它卻擁有著龐大的基數(shù)，從而引出了 V2G 的概念，當(dāng)然除了 V2G，還有 B2G(Building to grid)等，今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單地聊聊 V2G，車(chē)輛與電網(wǎng)之間的互動(dòng)。
01
從系統(tǒng)來(lái)看 V2G
首先，我們先來(lái)看一張包括 V2G 的概念化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：
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電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于電網(wǎng)而言，可以作為其正常的負(fù)荷，也可以充當(dāng)儲(chǔ)能裝置向電網(wǎng)輸送能量，從而達(dá)到削峰填谷、消納可再生能源的角色。V2G 指電動(dòng)汽車(chē)作為一種分布式負(fù)荷的同時(shí)也充當(dāng)電源，可以向電網(wǎng)釋放其儲(chǔ)存在動(dòng)力電池內(nèi)的電能，來(lái)達(dá)到優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的目的。
電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)之間的的互動(dòng)是通過(guò)充電站來(lái)完成的，那就需要充電站能夠滿(mǎn)足 G2V 和 V2G 的要求，如下：
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即充電站控制器 CSC 和 V2G 控制器的雙向控制系統(tǒng)。但目前的充電站在規(guī)劃中往往只考慮前者，欠缺考慮用戶(hù)向電網(wǎng)的放電行為；同時(shí)充電站的規(guī)劃以成本最低為基本，同時(shí)又以收益最大為目標(biāo)，從而使得 V2G 模式的加入需要更為全面的考量。
比如基于峰、平、谷的分時(shí)計(jì)價(jià)機(jī)制，還需要用戶(hù)能夠依據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行有序地向電網(wǎng)進(jìn)行電能的輸送。任何事情都需要有條不紊，亂則生變，無(wú)序的充放電行為，不但無(wú)法達(dá)到 V2G 模式優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的目的，反而會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定的影響。
上文我們提到，充電樁作為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)，充電站也還在慢慢地普及，所以就目前而言，帶有 V2G 模式的充電站規(guī)劃還是處在較前期的階段。當(dāng)然，也不乏相應(yīng)的試點(diǎn)電站，但就目前的 V2G 在系統(tǒng)中占比不會(huì)太多，它的路才剛剛開(kāi)始。
02
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從用戶(hù)端來(lái)看 V2G
目前，各大車(chē)企和電池廠家都在大力推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)也在不斷地?cái)U(kuò)大，電動(dòng)汽車(chē)的普及率也在逐日增加。電動(dòng)汽車(chē)的電能相比于傳統(tǒng)燃油車(chē)，給用戶(hù)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的效益，但是其動(dòng)力電池的局限性依舊是目前的一大難點(diǎn)，容量及使用壽命依舊是用戶(hù)比較關(guān)注的地方。相對(duì)于電池容量來(lái)說(shuō)，充電效率又是另一個(gè)較為“蛋疼”的地方，不僅與充電站的功率有關(guān)（大功率快充的必要性），還與動(dòng)力電池的性能有關(guān)。
在平時(shí)生活中經(jīng)常和出租車(chē)或者快車(chē)司機(jī)聊到，他們對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池這塊吐槽甚多，也就是里程和充電效率的“不滿(mǎn)”，以及更換電池時(shí)的顧慮。同時(shí)，動(dòng)力電池的壽命問(wèn)題，本身使用年限就很短，再加入 V2G 模式之后，更加加速了動(dòng)力電池的老化和降解，從而影響電動(dòng)汽車(chē)的性能。這樣一來(lái)，從用戶(hù)角度來(lái)看，V2G 模式雖然能夠帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，但是對(duì)自己的愛(ài)車(chē)卻有著不小的影響，相信就目前的電動(dòng)汽車(chē)狀況來(lái)說(shuō)，大多數(shù)用戶(hù)啊還是不會(huì)選擇加入 V2G 模式。
所以，從用戶(hù)端來(lái)看 V2G，依舊也還有很長(zhǎng)的一段路要走。主要還是取決于動(dòng)力電池的發(fā)展，以及相應(yīng)激勵(lì)政策的發(fā)布，才能使用戶(hù)能夠自愿的享受 V2G 模式帶來(lái)的好處。
電動(dòng)車(chē)主“對(duì)的時(shí)間躺著掙錢(qián)”的場(chǎng)景，還需要我們?cè)诖罅Πl(fā)展的同時(shí)，再多美滋滋地遐想一會(huì)兒~
03
從電力技術(shù)來(lái)看 V2G
從 V2G 和 G2V 的模式來(lái)看，和現(xiàn)有的光儲(chǔ)一體的類(lèi)似，只不過(guò)光儲(chǔ)系統(tǒng)可以根據(jù)特定的需求來(lái)優(yōu)化相應(yīng)的功能，而電動(dòng)汽車(chē)本身作為底層的設(shè)備，它的需求是切合用戶(hù)的使用需求，所以 V2G 和 G2V 雙向功能只能通過(guò)充電站來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面是一個(gè) V2G 負(fù)載模式的電力系統(tǒng)框架圖：
由于需要考慮到 V2G 對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以上圖集成了主頻率控制和動(dòng)態(tài)電網(wǎng)支持功能的框架圖，大家可以了解一下。
近年來(lái)，無(wú)線能量傳輸技術(shù)的發(fā)展，給車(chē)輛和電網(wǎng)之間的充放電提供了一個(gè)新的發(fā)展方向，“無(wú)線”帶來(lái)的便利可想而知，不過(guò)在目前電動(dòng)力車(chē)無(wú)線充電還未普及的環(huán)境下，無(wú)線模式的 V2G 也同樣還有很長(zhǎng)的一段路要走。
下面是一個(gè) LCL 無(wú)線雙向電力傳輸?shù)耐負(fù)鋱D：
寫(xiě)在最后，V2G 模式是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，不管從技術(shù)方面還是政策方面，它還有很長(zhǎng)的路要走，就像電動(dòng)汽車(chē)一樣，EV 的大力發(fā)展是 V2G 模式發(fā)展的主要前提。同樣，除了 V2G 互動(dòng)方式，還有其他很多模式，互動(dòng)電網(wǎng)將是下一代全球電網(wǎng)的主要模式。從技術(shù)上講，互動(dòng)電網(wǎng)是先進(jìn)的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的集成，也是配電網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的合成，也正是我們不斷發(fā)展和創(chuàng)新的方向。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索！七月往后，我們繼續(xù)前行~
