传统电网面临新挑战

　　用电峰谷差率将加大

　　“一旦电动汽车普及开来，消费者一下班就插上插销充电的话，晚上6~10点都将是电动汽车充电高峰期。这一时期本身又是居民用电高峰期，峰上加峰，将增大电网调峰难度，加大输配电网建设压力，降低发电机组和电网的运行效率。这种无序用电的局面如何控制？”对于电动汽车的应用，中国电力科学研究院超导电力研究所所长来小康在表示欢迎的同时也有些担心。

　　他的担心不无道理。中国电力科学研究院电工与新材料研究所副所长李武峰认为，电动汽车很可能成为未来电网中数量最多的一类负荷。如果不能合理地处置，可能导致高峰时电量不够用，低谷时电量又可能利用不足。据悉，目前我国电网负荷峰谷比日益增大，平均峰谷差率已经达到1比0.4，电动汽车的规模化发展将进一步加大电网的峰谷差率，电网面临的调峰任务和压力日趋严峻。

　　电力资源配置待优化

　　规模化的电动汽车产业发展，不仅将引发新一轮的用电负荷增长，大量充电设施的建设也将对电网升级改造提出更高要求。

　　据工信部《电动汽车发展战略研究报告》预测，2030年，全国电动汽车保有量将达到6000万辆。按每辆电动汽车充电功率为10千瓦测算，在最极端的情况下，如果6000万辆电动汽车同时充电，则峰值充电功率将达到6亿千瓦，占2030年全国预计总装机容量的26%。但是，以每辆电动汽车耗电1.5千瓦时/千米、年平均行驶里程1500千米估算，6000万辆电动汽车年总耗电量为1350亿千瓦时，仅占2030年全国预计用电量的1.3%左右。

　　在电动汽车无序充电的情况下，电力系统若按照极端功率需求，为用电量仅为1350亿千瓦时的电动汽车配备6亿千瓦的发电装机和配套的电网建设，设备利用率及投入产出比将极不合理，造成资源的极大浪费。来小康表示，电动汽车接入电网以后，如何实现电力资源的优化配置，是电网必须要解决的问题。

　　充电需求动态多样

　　除了增加用电负荷之外，李武峰认为，电动汽车充电需求也对电网安全、稳定、经济、高效的运行及输配电网建设提出了新的挑战。

　　他介绍说，普通的电力用户是固定不动的，而电动汽车需要在行驶过程中用电。电动汽车在时间和空间上的随机性、分散性、动态性等特点，增加了电网运营管理的难度。此外，由于不同的电动汽车有不同的需求，所以电动汽车的用电需求又具有多样性。

      来小康表示，电动汽车对电网的影响取决于电网的智能水平以及电网与电动汽车之间的互动水平。“因此，国家电网公司在电动汽车基础设施的建设问题上提出了‘智能电网’的概念。只有通过智能电网，才能把挑战变成机遇。”

　　陈清泉也多次表示，只有智能电网可以满足电动汽车的充电需求。电动汽车要成功，一定要和智能电网联系起来。

　　智能电网解题

　　削峰填谷实现双赢

　　如果你驾驶电动汽车，晚上7点左右到家后，停车时你可能并不会马上开始充电，因为这时正好是电网的高峰负荷时段，你也许会考虑是否将充电时间调整到凌晨电价更低的时候。

　　智能电网可以通过分时电价来引导用户调整其充电操作，用户为了节约充电成本，就会主动通过智能充电设施延时充电功能，将充电操作调整到凌晨以后。这样既不影响用户充电，又避免对电网产生负荷冲击，同时通过低谷电价降低了电动汽车用户的使用成本。

　　但在电动汽车广泛普及应用的未来，同一个小区可能拥有多辆电动汽车，如果在夜间低谷时段同时充电，充电功率仍然较大，仍会对电网产生负荷冲击。这时，就需要通过智能用电管理系统及智能充电设施，对多辆电动汽车的充电操作进行统筹管理了。假设一辆电动汽车的充电时间为3个小时，0时到6时是电网负荷低谷时段，将这个小区的电动汽车分成两组，分别在0时到3时和3时到6时两个时段进行充电，就可以将电动汽车的最大充电功率降低一半。

　　“作为连接电网与电动汽车用户的互动平台，充电网络的建设和运营都须融入智能电网。”国网能源研究院智能电网研究所靳晓凌博士表示，智能电网将为实现电动汽车综合效益的最大化提供基础平台。他认为：“充电设施无论采用何种充电方式，都需安装智能电表、通信设施，充分利用智能电网中已有的信息管理平台、通信信道以及智能电表终端，实现智能充电控制。”通过这样的方式，智能电网就能根据用户需求、实时电价等信息提供智能充电服务，一方面把电动汽车充电对配电网的影响降到最低，提高了电力系统的整体效率；另一方面，通过峰谷电价机制，降低用户用电成本，最终实现社会综合效益与用户利益的双赢。

　　汽车电池有大作用

　　“电池在电动汽车中发挥的作用只是一部分，如果能够跟电网的储能要求、储能的经济价值结合起来，将电池的剩余价值发挥出来，它的发展空间就将非常巨大。”国家电网公司营销部副主任胡江溢表示。

　　陈清泉解释说，智能电网能够充分发挥电动汽车电池的储能作用。平时可以通过电网给电动汽车充电，有需要时电动汽车电池也可以给家庭供电或者输送电能给电网。电动汽车是智能电网非常友好的成员，是移动的储能结构。

　　据介绍，就目前采用的慢充技术而言，一般情况下，电动汽车可在5~8小时内完成充电。而据统计，90%的电动汽车有95%的时间处于停驶状态。“这意味着，通过合理的激励手段和先进的智能电网技术，能够引导电动汽车用户把充电时段安排在电网负荷低谷时段，有效地发挥电动汽车的储能功能，从而提高电力系统对可再生能源的接纳能力。”靳晓凌表示。

      当前，由于我国电源结构造成的调峰能力不足，传统电网接纳风能、光伏等清洁能源发电的能力受限。而电动汽车停驶时具备储能能力，其电池作为移动储能单元能弥补这一不足。作为储能设备的同时，电动汽车使用风能、太阳能等清洁能源的发电，可以减少化石燃料的消耗，加之“以电代油”，能够大大降低二氧化碳的排放，将取得节能减排的巨大效益。

　　信息互动智能生活

　　对于智能电网与电动汽车融合以后的便捷生活，陈清泉向记者描绘了这样的场景：“这是平常的一天。从手机里可以看到你的电动汽车已充满电了，开车途中遇到红灯，你可以用惯性能量发电，自动给电池充电。”“节假日，你驾驶电动汽车远游，途中有充电站可以充电。充完电后，你的手机会得到短信通知。”“半夜回到家里再不用担心打扰邻居，因为电动汽车非常安静，没有噪声。”

　　李武峰表示这并非奢望，去年上海世博园已经对单台电动汽车与电网互动进行了初步演示。他表示：“现在国际上都在热议电动汽车与智能电网的融合。专家们的共识是，最终的发展目标就是要达到智能电网与电动汽车能量与信息的双重交互，实现信息化、数字化、自动化、互动化。”

　　充换电服务网络建设成焦点

　　智能网络发挥效益

　　胡江溢做了这样一个比喻：“就像无线通信业的发展，首先要建设布局大批全覆盖的基站系统，终端用户才会快速发展。”同样的，只有建成覆盖全国的智能充换电服务网络，才能为电动汽车大规模发展提供充换电保障，消除消费者对电动汽车续航里程短的顾虑，解除企业生产研发的后顾之忧。

　　“现在是网络化时代，充换电设施的网络化建设运营有利于发挥规模效益，降低运营成本，并能够适应前面提到的电动汽车充电的动态化、多样化的特殊需求。”胡江溢表示。而充换电设施与智能电网的结合，将会发挥更大的效益。“信息交互在未来电动汽车的使用当中，一定会是一个非常重要的需求。”胡江溢表示，电动汽车在使用充换电设施与电网进行能量交互的同时，还可以利用智能电网的通信信道实现信息交互。

　　智能充换电服务网络的规划、充换电设施的建设，与电动汽车的发展紧密相连，已经成为全社会关注的焦点。胡江溢说，国家电网公司确定了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的商业模式，实现对电动汽车用户跨区域、全覆盖的服务，全面支持充电换电路线，满足电动汽车用户的需求。

　　示范建设步伐加快

　　胡江溢向我们介绍了智能充换电服务网络建设比较成功的示范项目——浙江杭州和山东青岛。目前，杭州已完成电动汽车示范运行，国家电网公司智能充换电服务网络浙江示范工程通过了科技成果鉴定，整体技术处于国际领先水平。青岛的示范运行计划是依托35千伏的变电站，建设集中充电站和薛家岛充换电站，目前已开展了电池储能的示范应用，实现双向的充换电，是智能电网与电动汽车互动的一个良好示范。

　　据胡江溢介绍，国家电网公司目前已经按照能够满足100万辆电动汽车电能供给的需要，完成了“十二五”相关发展规划的编制。按照相关规划，国家电网公司将在“十二五”期间建设充换电站2351座，充电桩22万个。

　“规划结合我国充换电需求的分布特征，以国家示范应用推广城市为重点，优先保障私人购买新能源汽车补贴试点城市，以及‘十城千辆’试点城市对充换电基础设施建设的需求，建设智能充换电服务网络。”胡江溢介绍说，规划选择了环渤海地区与长三角地区作为示范区域，建设区域智能充换电服务网络，力争通过实现这两个地区的充换电服务网络的城际互联，最终实现充换电服务网络的互联。李武峰补充说，将首先在华东地区——主要是苏沪杭宁，形成一个初步的网络化运营的充换电服务系统，同时实现商业化运行。预计这一设想今年年底就可以实现。

　　标准制定仍待跟进

　　李武峰表示，电动汽车标准，尤其是充换电设施的标准——例如充放电设备的技术参数，充放电接口的技术指标、物理参数、通信协议等，充放电设施的设计规范、供电方式等，这些标准的统一制定是目前仍待解决的问题。

　　截至目前，国家电网公司正编制完善充换设施标准框架体系，承担或参与了国家标准12项，行业标准13项，制定完成公司的企业标准22项。李武峰表示：“工信部、科技部、财政部等部门已经共同成立了电动汽车充换电标准协调小组，进一步加大了电动汽车充换电设施标准制定的协调工作。

　　一些标准已经过初稿编制，也通过了专家审查，很快就会推出。”由中国电力企业联合会牵头的能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会计划用2~3年的时间，初步建立与我国电动汽车推广应用和智能电网发展相适应的电动汽车充电设施标准体系，为我国电动汽车充电设施的建设和运营提供标准支撑。中电联标准化中心副主任刘永东透露，电动汽车及充电设施国际标准化活动十分活跃。

　　李武峰指出，由于时间紧迫，当前只能优先解决一些亟须确定的标准制定：“比如充电接口标准制定、充电协议标准制定等。”他认为：“从长远来看，随着时间推移，整个电动汽车产业各个环节的标准体系将不断建立。”

 　　来源：亮报