芯耀
294
“我欲乘風破浪，踏遍黃沙海洋”這句歌詞用來形容光伏和風力發(fā)電還真有點兒意思，乘風破浪的風力發(fā)電機組、踏遍黃沙荒野的光伏組件。新能源的發(fā)展在給環(huán)境帶來了巨大好處之外，也使得整個電網(wǎng)變得更生動飽滿。使得原始較為簡單粗暴的發(fā)電系統(tǒng)及電網(wǎng)變得更加靈活和智能，再加上近年開始發(fā)力的儲能，使得電網(wǎng)系統(tǒng)中各單元之間的互動顯得更加緊密。
同時，電動汽車的發(fā)展也是環(huán)保大業(yè)中比較熱門的一部分，之前我們有提到目前電動汽車發(fā)展的幾個瓶頸：續(xù)航里程(動力電池相關(guān))和充電問題(充電時間 / 充電設(shè)施)。最近有看到 V2G(Vehicle to grid)這個概念，車輛到電網(wǎng)，汽車用戶可以以此來"賺錢"。其實這個概念早就被提出了，也有相應(yīng)的發(fā)展，不過還得不斷地灌溉才能成長。
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)之間的互動越來越密切，用戶不僅可以從電網(wǎng)上取電，還可以將電能反饋給電網(wǎng)，使得整個系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)。比如說戶用小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)，給自家供電的同時還能賣點電“貼補家用”；儲能的削峰填谷、調(diào)頻等功能，以及小型儲能充當備用電源，使得工廠等小單元能夠應(yīng)對突發(fā)的停電。而新能源汽車在作為電網(wǎng)負載的同時，也能夠充當儲能裝置，雖然單個汽車的容量較小，但是它卻擁有著龐大的基數(shù)，從而引出了 V2G 的概念，當然除了 V2G，還有 B2G(Building to grid)等，今天我們就來簡單地聊聊 V2G，車輛與電網(wǎng)之間的互動。
01
從系統(tǒng)來看 V2G
首先，我們先來看一張包括 V2G 的概念化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：
?
電動汽車相對于電網(wǎng)而言，可以作為其正常的負荷，也可以充當儲能裝置向電網(wǎng)輸送能量，從而達到削峰填谷、消納可再生能源的角色。V2G 指電動汽車作為一種分布式負荷的同時也充當電源，可以向電網(wǎng)釋放其儲存在動力電池內(nèi)的電能，來達到優(yōu)化電網(wǎng)運行的目的。
電動汽車和電網(wǎng)之間的的互動是通過充電站來完成的，那就需要充電站能夠滿足 G2V 和 V2G 的要求，如下：
?
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，欠缺考慮用戶向電網(wǎng)的放電行為；同時充電站的規(guī)劃以成本最低為基本，同時又以收益最大為目標，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、谷的分時計價機制，還需要用戶能夠依據(jù)一定的規(guī)則進行有序地向電網(wǎng)進行電能的輸送。任何事情都需要有條不紊，亂則生變，無序的充放電行為，不但無法達到 V2G 模式優(yōu)化電網(wǎng)運行的目的，反而會對電網(wǎng)造成一定的影響。
上文我們提到，充電樁作為電動汽車發(fā)展的一個難點，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。當然，也不乏相應(yīng)的試點電站，但就目前的 V2G 在系統(tǒng)中占比不會太多，它的路才剛剛開始。
02
?
從用戶端來看 V2G
目前，各大車企和電池廠家都在大力推動電動汽車的發(fā)展，電動汽車的市場也在不斷地擴大，電動汽車的普及率也在逐日增加。電動汽車的電能相比于傳統(tǒng)燃油車，給用戶帶來了經(jīng)濟上的效益，但是其動力電池的局限性依舊是目前的一大難點，容量及使用壽命依舊是用戶比較關(guān)注的地方。相對于電池容量來說，充電效率又是另一個較為“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），還與動力電池的性能有關(guān)。
在平時生活中經(jīng)常和出租車或者快車司機聊到，他們對于電動汽車的動力電池這塊吐槽甚多，也就是里程和充電效率的“不滿”，以及更換電池時的顧慮。同時，動力電池的壽命問題，本身使用年限就很短，再加入 V2G 模式之后，更加加速了動力電池的老化和降解，從而影響電動汽車的性能。這樣一來，從用戶角度來看，V2G 模式雖然能夠帶來額外的經(jīng)濟效應(yīng)，但是對自己的愛車卻有著不小的影響，相信就目前的電動汽車狀況來說，大多數(shù)用戶啊還是不會選擇加入 V2G 模式。
所以，從用戶端來看 V2G，依舊也還有很長的一段路要走。主要還是取決于動力電池的發(fā)展，以及相應(yīng)激勵政策的發(fā)布，才能使用戶能夠自愿的享受 V2G 模式帶來的好處。
電動車主“對的時間躺著掙錢”的場景，還需要我們在大力發(fā)展的同時，再多美滋滋地遐想一會兒~
03
從電力技術(shù)來看 V2G
從 V2G 和 G2V 的模式來看，和現(xiàn)有的光儲一體的類似，只不過光儲系統(tǒng)可以根據(jù)特定的需求來優(yōu)化相應(yīng)的功能，而電動汽車本身作為底層的設(shè)備，它的需求是切合用戶的使用需求，所以 V2G 和 G2V 雙向功能只能通過充電站來實現(xiàn)。
下面是一個 V2G 負載模式的電力系統(tǒng)框架圖：
由于需要考慮到 V2G 對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以上圖集成了主頻率控制和動態(tài)電網(wǎng)支持功能的框架圖，大家可以了解一下。
近年來，無線能量傳輸技術(shù)的發(fā)展，給車輛和電網(wǎng)之間的充放電提供了一個新的發(fā)展方向，“無線”帶來的便利可想而知，不過在目前電動力車無線充電還未普及的環(huán)境下，無線模式的 V2G 也同樣還有很長的一段路要走。
下面是一個 LCL 無線雙向電力傳輸?shù)耐負鋱D：
寫在最后，V2G 模式是未來發(fā)展的一個趨勢，不管從技術(shù)方面還是政策方面，它還有很長的路要走，就像電動汽車一樣，EV 的大力發(fā)展是 V2G 模式發(fā)展的主要前提。同樣，除了 V2G 互動方式，還有其他很多模式，互動電網(wǎng)將是下一代全球電網(wǎng)的主要模式。從技術(shù)上講，互動電網(wǎng)是先進的通訊、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。
路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！七月往后，我們繼續(xù)前行~
