科普 | 什么是“V2G技術(shù)”？

隨著電動(dòng)汽車保有量持續(xù)增長及快充技術(shù)應(yīng)用，電力負(fù)荷需求也逐漸加大。為了適應(yīng)這種趨勢和變化，V2G將電動(dòng)汽車與電網(wǎng)緊密地連接在一起，開啟了一場能源革命的新篇章。

那么，什么是“V2G”？發(fā)展現(xiàn)狀如何？面臨哪些的問題？對此，充換電頭條（微信公眾號：chd2005s）對V2G技術(shù)的定義、面臨的問題、技術(shù)核心要點(diǎn)以及布局企業(yè)等進(jìn)行了梳理和總結(jié)。

V2G的定義

V2G全稱：Vehicle-to-Grid，即車網(wǎng)互動(dòng)，利用電動(dòng)汽車特有的儲(chǔ)能功能與電網(wǎng)“雙向奔赴”。V2G描述了電動(dòng)汽車與電網(wǎng)間的雙向流動(dòng)關(guān)系。簡單來說就是電動(dòng)汽車可以作為可移動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，通過用電低谷時(shí)段充電，用電高峰時(shí)段對電網(wǎng)反向放電，構(gòu)建起動(dòng)態(tài)有效的“新能源汽車+電網(wǎng)”能源體系，起到削峰填谷的調(diào)峰作用，實(shí)現(xiàn)能量雙向互動(dòng)。

V2G技術(shù)的起源與發(fā)展

1995年，美國落基山研究所首席科學(xué)家Amory Lovins提出V2G技術(shù)概念原型,特拉華大學(xué)William Kempton教授對其進(jìn)一步發(fā)展，并開展了相關(guān)示范。

2002年，美國加利福尼亞州的AC Propulsion電動(dòng)汽車公司開發(fā)出一款電動(dòng)車TZERO，該車型支持雙向充電功能，即不僅能從電網(wǎng)中充電，也能將電能反饋給電網(wǎng)。V2G技術(shù)概念得以實(shí)現(xiàn)。

2016年，由日產(chǎn)與丹麥技術(shù)大學(xué)等多個(gè)機(jī)構(gòu)開展的Paker項(xiàng)目，在丹麥多個(gè)區(qū)域電力市場持續(xù)地提供了3年多的調(diào)頻輔助服務(wù)。該項(xiàng)目是世界上第一個(gè)完全商業(yè)化運(yùn)行的V2G項(xiàng)目，自此V2G技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成。

V2G技術(shù)的核心要點(diǎn)

就目前來看，V2G技術(shù)要實(shí)現(xiàn)電能在電網(wǎng)和車輛動(dòng)力電池間的雙向流動(dòng)，由此可知其技術(shù)核心主要涉及車網(wǎng)兩方面：電網(wǎng)側(cè)的充電樁和電網(wǎng)技術(shù)與用戶側(cè)的汽車動(dòng)力電池相關(guān)技術(shù)。

1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，監(jiān)視和控制電力生產(chǎn)及供應(yīng)過程的平臺(tái)。該技術(shù)在傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)中已較為成熟。

2. 電動(dòng)汽車大數(shù)據(jù)獲取、調(diào)用與響應(yīng)

技術(shù)重點(diǎn)是制造智能傳感器，引入AI技術(shù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈技術(shù)等采集并分析電動(dòng)汽車大數(shù)據(jù)。

3. 有序充電控制系統(tǒng)

該技術(shù)的研究重點(diǎn)有兩方面：一是促使控制系統(tǒng)的算法模型隨著電量監(jiān)測技術(shù)以及數(shù)據(jù)獲取與調(diào)用技術(shù)的更新而不斷優(yōu)化，使得其計(jì)算結(jié)果接近產(chǎn)能效率實(shí)際最優(yōu)值；二是需盡量降低電動(dòng)汽車集體接入給電網(wǎng)帶來的損耗，保證傳輸?shù)碾娔苜|(zhì)量。

4. 雙向充電技術(shù)

雙向充電技術(shù)分為車載交流充電和板外直流充電兩種形式，車載交流充電不僅需要專用的交流充電裝置來實(shí)現(xiàn)雙向電力傳輸，還需要改進(jìn)在車輛側(cè)的電氣系統(tǒng)中進(jìn)行雙向電力傳輸，目前主流的雙向充電形式是使用板外直流充電設(shè)備。

來源：南京江寧經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)

V2G的發(fā)展現(xiàn)狀如何

都說V2G很香，但事實(shí)上，喊了多年的V2G卻始終沒有大規(guī)模應(yīng)用起來。

V2G還只是部分樁企推出的概念樁，當(dāng)前市面上的大部分充電樁并不具備 V2G功能。而目前很多新能源汽車都還存在充電焦慮的問題，實(shí)際愿意去做放電的電動(dòng)汽車少之又少。

所以理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感，V2G的市場并沒有完全發(fā)展起來，這一技術(shù)仍存在一些問題亟待解決。

V2G在國內(nèi)的應(yīng)用

在國內(nèi)，V2G技術(shù)正在加快示范應(yīng)用。V2G示范充電站試點(diǎn)已在深圳、北京、上海、四川、江蘇、浙江、山東等地展開，并嘗試商業(yè)化運(yùn)營。

1. 無錫車網(wǎng)互動(dòng)驗(yàn)證中心

2023年8月23日，全國規(guī)模最大V2G試驗(yàn)在國網(wǎng)無錫供電公司車網(wǎng)互動(dòng)驗(yàn)證中心完成。此次試驗(yàn)是對V2G技術(shù)的一次實(shí)用化驗(yàn)證。國網(wǎng)無錫供電公司車網(wǎng)互動(dòng)驗(yàn)證中心是國內(nèi)規(guī)模最大的V2G 充電樁集群，配置了50臺(tái)60千瓦V2G 直流充電樁。而此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，50臺(tái)新能源汽車的反向送電功率接近2000千瓦，送出的電量可滿足133戶居民一天的日常用電。此外，蔚來、埃安、吉利、一汽、小鵬、賽力斯、哪吒、比亞迪等車企陸續(xù)開展對V2G技術(shù)的探索。

2.蔚來V2G光伏自循環(huán)補(bǔ)能體系

蔚來攜手多方在祁連山國家公園共同打造的全球首個(gè)V2G光伏自循環(huán)補(bǔ)能體系落成，由光伏電站、V2G雙向充電樁和純電動(dòng)汽車組成。1月9日，蔚來上海首批10座 V2G 目充站正式投入運(yùn)營。

3.廣汽能源在廣汽埃安V2G示范中心

2024年3月，廣汽能源在廣汽埃安V2G示范中心成功完成了全國首次新能源汽車與電網(wǎng)融合V2G技術(shù)與虛擬電廠結(jié)合的二次調(diào)頻實(shí)車試驗(yàn)，突破了V2G技術(shù)常態(tài)化應(yīng)用的必要條件，成為全國首次實(shí)現(xiàn)車-網(wǎng)調(diào)頻互動(dòng)的示范案例。

來源： 廣汽集團(tuán)

V2G的應(yīng)用場景

1、平抑負(fù)荷峰谷

在城市中，尤其是大型城市中，電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差會(huì)很大。每天電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段需要有足夠容量的電廠來調(diào)節(jié)負(fù)荷變化，在低谷時(shí)就會(huì)閑置很多容量。由于私家電動(dòng)汽車絕大多數(shù)時(shí)間處于停駛狀態(tài)，這就為電動(dòng)汽車作為分布式移動(dòng)儲(chǔ)能單元提供了可能性。使用V2G功能時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷低谷時(shí)給電動(dòng)汽車充電，從電網(wǎng)吸收功率；而在負(fù)荷高峰時(shí)電動(dòng)汽車通過逆變裝置將電能回饋給電網(wǎng)，向電網(wǎng)輸送功率。這樣能夠減少電網(wǎng)在備用容量上的投資，減小電網(wǎng)峰谷差，取得經(jīng)濟(jì)效益。

在國家節(jié)能減排和新能源汽車的政策支持下，采用V2G平抑負(fù)荷峰谷具有顯著的社會(huì)效益。在經(jīng)濟(jì)方面，充分利用閑置的電動(dòng)汽車儲(chǔ)能能力，鼓勵(lì)用戶參與V2G，一方面可以抵消用戶使用電動(dòng)汽車的部分費(fèi)用，另一方面可以減少國家建設(shè)調(diào)峰電源的巨額投資，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2、對頻率做出響應(yīng)

頻率的變化也反映出負(fù)荷的變化，同時(shí)也必須通過調(diào)整頻率保證滿足系統(tǒng)功率和負(fù)荷平衡。V2G能在非高峰時(shí)段自動(dòng)充電，在高峰時(shí)段放電，替代效率較低的調(diào)頻電廠（一般的火電廠在接到調(diào)頻信號后，需要一定的啟動(dòng)時(shí)間，而高性能車載動(dòng)力電池對信號的反應(yīng)速度是毫秒級的）。

電動(dòng)汽車放電時(shí)可看作一種分布式電源，可用功率及可用時(shí)間都有很大的不確定性。但是，當(dāng)參與V2G的車輛達(dá)到一定的數(shù)量時(shí)，對于一個(gè)整體來說少量車輛的退出，不會(huì)影響V2G總的可用功率。有研究表明，90%的車輛都可以參加調(diào)頻服務(wù)，即使在交通的最高峰點(diǎn)也有80%多的車輛是停著的，即可以參加調(diào)頻服務(wù)；而且對于私家車，一天當(dāng)中只有4%~5%的時(shí)間是在使用中的，即有95%的時(shí)間可以參加調(diào)頻服務(wù)。當(dāng)電動(dòng)汽車規(guī)模化應(yīng)用時(shí)，利用V2G模式實(shí)現(xiàn)調(diào)頻功能將在一定程度上提高電網(wǎng)調(diào)頻效率。

3、用作應(yīng)急電源

當(dāng)交流電源（市電）出現(xiàn)干擾或中斷時(shí)，V2G能保證對負(fù)載不間斷地供電，確保關(guān)鍵負(fù)載連續(xù)正常運(yùn)行，從而節(jié)省應(yīng)急供電裝置的投資，而且其可靠性高并可以根據(jù)實(shí)際情況來選擇需要的容量或采用并聯(lián)方式擴(kuò)大容量，這樣就可以使更多的設(shè)備受到保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)汽車規(guī)?；瘧?yīng)用時(shí)，如旅游景點(diǎn)大型停車場、居民社區(qū)停車場等地方可以利用電動(dòng)汽車放電，作為緊急情況下的備用電源使用，為景點(diǎn)電力設(shè)備及居民住宅提供足夠的電能，為電網(wǎng)維修和恢復(fù)提供足夠的時(shí)間，能夠在一定程度上提高供電可靠性。 

4、為新能源接入平抑?jǐn)_動(dòng)

新能源發(fā)電具有較大的波動(dòng)性，會(huì)對電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行造成較大沖擊。以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電為例，風(fēng)能、太陽能都是清潔能源，但從電網(wǎng)角度來看，風(fēng)能、太陽能的波動(dòng)性和隨機(jī)性實(shí)際上會(huì)對電網(wǎng)供電質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。電網(wǎng)在接納這些電能時(shí)要對這種波動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這時(shí)V2G就可以作為備用容量對新能源接入所產(chǎn)生的擾動(dòng)進(jìn)行平抑，減少火電或其他常規(guī)機(jī)組的備用容量。

來源： 星云股份

V2G的價(jià)值

長遠(yuǎn)發(fā)展看，V2G技術(shù)是未來電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級的重要組成部分。從商業(yè)邏輯上看，V2G帶來了電網(wǎng)、車企、新能源車主三方共贏。

1、對電網(wǎng)價(jià)值

根據(jù)電網(wǎng)的需要，可以將電動(dòng)車作為儲(chǔ)能裝置用于調(diào)控負(fù)荷，通過控制充電樁V2G系統(tǒng)的運(yùn)行來調(diào)整電動(dòng)汽車的充電和放電時(shí)間，從而在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期間減輕負(fù)荷，平衡電網(wǎng)供需關(guān)系。

如此一來，可以減少因電動(dòng)汽車大量發(fā)展帶來的用電壓力，還能提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性，減少電網(wǎng)在儲(chǔ)能建設(shè)上的投資。

2、對車企價(jià)值

對車企而言，V2G技術(shù)使用戶有效降低了電動(dòng)汽車的使用成本。在緊急情況下，還能利用V2G技術(shù)將具有電力輸出功能的電動(dòng)車當(dāng)作緊急電源使用，將可利于推動(dòng)電動(dòng)車的生產(chǎn)與銷售。

3、對新能源車主

電動(dòng)汽車車主在電網(wǎng)負(fù)荷低、電價(jià)低的時(shí)候給車輛充電，通過充電樁V2G技術(shù)，電動(dòng)汽車車主可以電網(wǎng)負(fù)荷高、電價(jià)高時(shí)將車輛存儲(chǔ)的能量出售給電網(wǎng)公司，從而獲得經(jīng)濟(jì)收益。

來源： 南網(wǎng)順易充

廣西首個(gè)光儲(chǔ)超充放（V2G）綜合能源站

V2G面臨的問題

1、標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善

我國現(xiàn)行新能源汽車和充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)均未對V2G功能作出有效規(guī)范，現(xiàn)有電力并網(wǎng)與計(jì)量等標(biāo)準(zhǔn)也尚未考慮具備V2G功能車輛和設(shè)備的應(yīng)用需求，V2G聚合參與電力交易的相關(guān)數(shù)據(jù)交互、運(yùn)行調(diào)控、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)體系仍有待建立健全。當(dāng)前已開展的V2G試點(diǎn)示范大多是由企業(yè)采用私有協(xié)議實(shí)施，并不能支撐商業(yè)化應(yīng)用。

2、投資收益難以保障

成本方面，因V2G樁尚未批量化生產(chǎn)，一臺(tái)15千瓦的V2G樁價(jià)格達(dá)到2萬元以上，是相同功率常規(guī)直流樁價(jià)格的2～3倍。收益方面，當(dāng)前車網(wǎng)互動(dòng)靈活性資源參與電力市場仍然受到諸多因素制約，V2G反向放電的價(jià)格機(jī)制尚未明確，在參與電力需求響應(yīng)、輔助服務(wù)市場方面存在參與頻次偏低、區(qū)域較少、部分設(shè)施缺乏有效計(jì)量手段等問題，目前大多情況下只能通過向物業(yè)單位放電進(jìn)行峰谷價(jià)差套利，收益模式較為單一，不足以覆蓋V2G樁的投資和運(yùn)行維護(hù)成本。

3、各方欠缺參與積極性

消費(fèi)者方面，主要擔(dān)心V2G收益不能有效覆蓋電池壽命和安全性下降帶來的損失。車企方面，由于目前消費(fèi)者對具有V2G功能的車型幾乎無需求，車企缺乏開發(fā)V2G車型和設(shè)計(jì)配套營銷和質(zhì)保方案的動(dòng)力。電網(wǎng)方面，考慮單臺(tái)新能源汽車放電功率低、放電量較小，且存在分布分散、難以調(diào)度管理的問題，與抽水蓄能、大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能等儲(chǔ)能方式相比，新能源汽車作為儲(chǔ)能單元效率偏低。

V2G的政策

就在昨天（2024年9月10日），國家發(fā)改委等四部門發(fā)布《國家發(fā)展改革委辦公廳等關(guān)于推動(dòng)車網(wǎng)互動(dòng)規(guī)?；瘧?yīng)用試點(diǎn)工作的通知》。其中明確指出，全面推廣新能源汽車有序充電，擴(kuò)大雙向充放電（V2G）項(xiàng)目規(guī)模，豐富車網(wǎng)互動(dòng)應(yīng)用場景，以城市為主體完善規(guī)模化、可持續(xù)的車網(wǎng)互動(dòng)政策機(jī)制，以V2G項(xiàng)目為主體探索技術(shù)先進(jìn)、模式清晰、可復(fù)制推廣的商業(yè)模式，力爭以市場化機(jī)制引導(dǎo)車網(wǎng)互動(dòng)規(guī)?；l(fā)展。

此外，在今年年初，國家發(fā)改委、國家能源局等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見》，其中提出，到2025年，我國車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系初步建成，充電峰谷電價(jià)機(jī)制全面實(shí)施并持續(xù)優(yōu)化，市場機(jī)制建設(shè)取得重要進(jìn)展，加大力度開展車網(wǎng)互動(dòng)試點(diǎn)示范，力爭參與試點(diǎn)示范的城市2025年全年充電電量60%以上集中在低谷時(shí)段、私人充電樁充電電量80%以上集中在低谷時(shí)段，新能源汽車作為移動(dòng)式電化學(xué)儲(chǔ)能資源的潛力通過試點(diǎn)示范得到初步驗(yàn)證。

參與車網(wǎng)互動(dòng)可實(shí)現(xiàn)“免費(fèi)開車”

在V2G雙向充放電的場景下，將具備V2G功能的電動(dòng)汽車通過充放電樁接入電網(wǎng)，通過國家電網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)控，進(jìn)行無感無憂的充放電操作，通過這種方式，發(fā)揮電動(dòng)汽車移動(dòng)儲(chǔ)能價(jià)值，車主就能在車輛停駛的同時(shí)‘賺’到錢。

目前，常態(tài)化參與V2G充放電的車主，三年時(shí)間放電收益已經(jīng)上萬元，除去充電成本，年度V2G放電凈收益可以達(dá)到1300元/年，可以抵消在居住社區(qū)充電的電費(fèi)支出，實(shí)現(xiàn)V2G車輛“終生免費(fèi)充電”。未來，隨著輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等車網(wǎng)互動(dòng)應(yīng)用，電動(dòng)汽車車主的收益將進(jìn)一步提升。

來源：國網(wǎng)e充電國網(wǎng)中再中心 車網(wǎng)互動(dòng)V2G示范站

V2G布局企業(yè)

1、特銳德

目前，特銳德已率先布局車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)，光儲(chǔ)充放檢綠色能源示范站已投入使用，搭建光伏車棚、梯次儲(chǔ)能、液冷超充、V2G充電樁等設(shè)備，積極發(fā)揮平臺(tái)優(yōu)勢，從充電運(yùn)營商身份向資源聚合商轉(zhuǎn)換。

2、通合科技

通合推出20kW V2G充電模塊，適配虛擬電廠需求，展現(xiàn)其在新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新和技術(shù)實(shí)力。

3、瀚川智能

瀚川研發(fā)出集V2G、智能微網(wǎng)于一體的光儲(chǔ)充換站，展現(xiàn)其在新能源汽車充電領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力。

4、國電南瑞

作為國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)和充換電業(yè)務(wù)先行者，國電南瑞研制V2G充電樁，牽頭編制chaoji充電國際標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

5、雙杰電氣

雙杰具備生產(chǎn)V2G充電樁能力，為新能源汽車充電領(lǐng)域提供可靠、高效的解決方案。

6、長久物流

長久與鏈宇合作，打造“光儲(chǔ)充檢放”一體化站，配備V2G充電樁，深度開發(fā)新能源汽車后市場。

7、金冠股份

金冠V2G產(chǎn)品已更新至第二代，額定功率120KW，采用先進(jìn)一體式雙槍結(jié)構(gòu)，滿足市場需求。

8、易事特

易事特充電樁業(yè)務(wù)提供V2G等綜合能源解決方案，助力客戶實(shí)現(xiàn)高效能源管理和利用。

V2G的發(fā)展

未來，電動(dòng)汽車的充電方式將由無序充電逐步過渡到有序充電，最終實(shí)現(xiàn)V2G雙向充放電。早在2021年，中國科學(xué)院院士歐陽明高便作了題為《車網(wǎng)互動(dòng)（V2G）技術(shù)潛力與實(shí)施可行性》的主旨報(bào)告，提出V2G的技術(shù)潛力與實(shí)施可行性。他提出我國V2G技術(shù)發(fā)展路線可以采取“三步走”策略：

第一步：2021-2025年

加快完善智能有序充電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，完善配套政策機(jī)制和建設(shè)運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)用和參與電力交易的試點(diǎn)。

第二步：2026年-2030年

智能有序充電成為主流建設(shè)運(yùn)營模式，電網(wǎng)對大功率快充場站和社區(qū)充電樁接

入能力顯著提升，電動(dòng)汽車消納綠電比例大幅提升。

第三步：2031年-2035年

智能有序充電模式實(shí)現(xiàn)對大功率公共快充場站、自建專用場站以及社區(qū)和單位充電樁的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)高比例錯(cuò)峰充電與消納綠電。

內(nèi)容資料參考來源：國網(wǎng)e充電、 波波兔的公眾號、新能源技術(shù)研究院等綜合整理

 

 

 

 

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