未來電動汽車充電使用中將成為核心的V2G模式，這個模式到底是什么，它到底有什么吸引力而得到了如此高的評價與關注。這一期我們就專門就V2G模式做一個簡單的介紹。

一、什么是V2G


V2G模式簡單來說就是：電動汽車既可以從電網充電，也可以將電動汽車的電能輸送回電網。對于電動汽車的用戶來說，當用電負荷過高時由電動汽車向電網饋電；而當用電負荷低時將電網過剩的電力存儲在電動汽車里。通過這種削峰填谷模式，電動汽車用戶可以在電價低時（低谷）從電網購電；電價高時（高峰）向電網售電，從而獲得一定的收益。


電動汽車與電網互聯，除了車輛向電網供電的模式（V2G）以外， 還衍生出了車輛向家庭（ Vehicle to Home，V2H）或商業大樓（ Vehicle to Building，V2B）供電等多種模式 。V2H/V2B概念則可看做V2G的縮小版或局域網應用，是住宅或商業大樓與電動汽車之間可進行電力雙向流動。而V2G側重于對電網中的電動汽車集群統一管理、統一調度，連接電網中所有車輛動力電池，通過儲能為電網削峰填谷。因此電能必須可在電網、充電設施與電動汽車三者間雙向流動，技術、實施難度都非常高，被認為是充電基礎設施的終極應用模式。


隨著越來越多的車網互聯應用模式的提出，未來基于完善的V2G架構，將與“萬物互聯”（V2X）自然融合在一起。

二、V2G的意義


V2G對于電動汽車來說，利用的電動汽車的儲能作用，而這一屬性是電動汽車的自然屬性，而非為了儲能而發展電動汽車，該模式只是電動汽車規模化發展的必然結果之一，是電動汽車未來龐大的用電需求與供電網絡能力協調平衡的剛需。而對于我們龐大的電網來說，一個有效、高效、性價比合適的調峰調頻設施卻是必需與急需的。這里的相互關系我們必須弄清，否則對于V2G的發展道路上的利與弊、助力與阻力的認識就會出現嚴重的偏差。


對于電網來說看似巨大無比的輸電電網的表象之下，電網的調控則是一項非常脆弱的工作。簡單來說，一個正常運行的電網，其各項參數幾乎是穩定的。在一個特定的電網中，入網的所有的發電機的頻率應該相同，生產出的電力應該等同于用戶需要的電力。發電和供電就像一臺天平，必須盡量接近平衡狀態。用專業術語來講，需要隨時對電網進行調峰，以保證電網的平衡。


但是，作為電網中數量巨大的用戶其用電量瞬息萬變，和電網的容量相比呈現出接近于圓滑的變化曲線。而電網中數量有限的發電廠，無論是機組入列還是解列，都呈現出階梯狀變化。這種變化上的差異會對電網本身產生一定的沖擊，嚴重時會導致電網震蕩。當這種震蕩強烈到一定程度，有可能引起電廠跳閘。而跳閘又導致供電缺口增大，造成更劇烈的振蕩。如多米諾骨牌坍塌，供電損失節節攀升、停電范圍迅速加大，最終有可能大到調度都無法掌控程度。

另一方面，主流的主流發電形式(火電、水電、核電)，其啟動或停止，都是一件非常耗時耗力的工作。相對于電網中瞬息萬變的變化狀態，電網統轄的各發電單元的對應是很遲緩的。甚至在某些極端的場合，發電單元的停止甚至需要電網的支持，否則會發生重大事故。


所以一個龐大電網需要一個同樣龐大的緩沖池，為其提供足夠的調峰調頻能力。而目前的儲能技術路線來看，似乎兼具能量型和功率型儲能優勢的規模化電動汽車是一個有效、高效且性價比非常高的模式。

而上述問題同樣也是為什么不能過度發展電動汽車快充模式的核心原因，規模化電動汽車的龐大充電需求同樣也需要一個緩沖池來應對自身的需求。

應用V2G技術可使目前電動汽車應用中的無序充電轉變為有序充電，并將電動汽車作為移動的、分布式儲能單元接入電網。同時，V2G 技術將在可再生能源大規模電力接入方面發揮重要作用，減少火電或其他常規機組的備用容量，提高供電穩定性，降低電網在備用容量和設備改造等方面的投資。

三、V2G面臨的問題


如前所述，V2G是一項系統工程，需要多方面的深入合作、協同推進，才能最大化的發揮作用。而這個過程之中，如何協調各方利益與步伐就成為重中之重的問題。完善的發展規劃與引導、深入挖掘的利益圖譜都是必須的前期工作。


相對于美、日、歐已經邁向實施階段的V2G實踐，我國在該領域的起步較晚，目前也就初步進行了第二階段的嘗試。雖然國家層面已經做出了相關規劃，但在V2G的關鍵技術和V2G的市場環境上仍然明顯的不足。


V2G 的關鍵技術主要包括高性能雙向充放電技術、面向能源互聯網的電動汽車充放電智能互動調度技術、大規模化電動汽車有序充電管理技術、電動汽車充放電運行安全測試技術、高級智能量測體系和雙向通信技術等。我國在該領域的前瞻性技術研發、儲備不足，關鍵技術停留在試驗階段，針對不同V2G 目標的調控技術和控制策略仍然空缺。特別是充放電領域，亟待加強電動汽車企業與電網企業的互動，進一步開展產業化研究。


市場環境方面，V2G 領域的商業模式和市場機制仍處于起步階段。一方面，消費者對于將電動汽車電能反饋電網的意愿并不積極，回饋電網帶來的額外收益與頻繁充放電對電池壽命的影響還沒有形成科學的評估結論；另一方面，產業鏈中對于消費者的參與程度考慮不足，電動汽車V2G功能宣傳力度不夠，消費者目前普遍尚未關注這一新興領域。而消費者的參與意愿和參與數量恰恰是V2G推廣的核心問題。


同時，很多新技術對于V2G的發展也很具有相關性。例如無線充電、自動駕駛（自動泊車）、大數據等都對于促進V2G發展、提高用戶參與體驗、意愿有著非常重要的影響。

總結：

V2G以高效的電網調節能力和在可再生能源大規模電力接入中的顯著作用，已經引起了美、日、歐等政府的高度重視，已從政策、財政等多方面提供支持，無論是V2G技術的發展還是商業化運營已經取得了較為明顯的進展。我國盡管在多項政策文件中提及發展V2G技術，但仍缺乏系統性的戰略支撐，在關鍵技術研發上進展相對緩慢，消費者端也沒有建立起充分利用電能剩余價值的意識。這些都是我們目前亟待解決的問題。

（文中圖片來源于東南大學電氣工程學院黃學良教授在須彌山大會的演講及網絡）