胡泽春告诉你电动汽车如何融入“智能电网”

　　“作为电动汽车专家，您有没有购买使用电动汽车呢？”这恐怕是清华大学副教授胡泽春被问到最多的问题之一，尽管答案是“还没有”，但他明确表示对电动汽车的发展持乐观态度。

　　今年以来，国家关于加快电动汽车充电基础设施建设的相关工作意见相继出台，南方电网也制定了《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，为加快电动汽车产业发展、推动节能减排增添了新引擎。电网企业如何迎接“电动汽车时代”，电动汽车如何融入“智能电网”？作为同时介入电动汽车和电力系统两大领域的知名专家，胡泽春对此有自己的见解与建议。

　　关于电动汽车，最关注什么？

　　记者：“电动汽车时代”似乎越来越近，有哪些技术和现象是您关注的？

　　胡泽春：首先，作为消费者，最关注的是电池技术的发展。个人认为，化学电池技术的突破是电动汽车发展的关键，目前还没有取得革命性的突破，有待继续投入。从目前的电池技术发展状况来看，适合先行发展电动公交车，以及插电式电动汽车。今后电池技术取得突破后，快速充电可能是最被接受的方式。

　　其次，是电能补给的方式。传统的充电方式有快充、慢充等，最近出现了很热门的“无线充电”，不需要物理连接，无接口问题，可以在行驶中充电，舒适性较高。个人认为，目前“无线充电”尚处于示范应用阶段。原因有二：一是可替代性，能够实现无线充电的地方，基本上都可以通过有线方式来充电；二是成本高，目前所有的无线充电方式，无论是静止式还是移动式，其成本都远远高于有线充电。个人建议，“无线充电”目前可以在电动公共车辆领域进行试点，而在电动私家车领域大规模推广比较难。

　　第三，是充电设施网络化，就是将充电、运营等与互联网技术结合起来。目前，电动汽车的消费者仍存在“里程焦虑”问题，如果将出行管理与智能终端连接起来，就可以及时提醒消费者距离下一个充电点有多远，充电设施是否可以使用，以及充电功率、费用等情况。另外，消费者也可以通过智能终端自动导航到充电点，或者在规划出行路线时将续航里程与沿途充电点情况同时考虑进来，这在出行方便性与界面可用性方面将是很好的体验。

　　记者：电动汽车的充电问题是消费者的关注热点，包括充电桩普及、充电时间等，但相关投资多在“观望”，“鸡生蛋，蛋生鸡”仍在困扰市场，您如何看待这一问题，并请预测充电发展前景。

　　胡泽春：新生事物的发展总会遇到这样的情况——互相观望。回顾历史，传统燃油汽车在发展初期也遇到过类似情况，当时的加油站建设并不完善，车辆长途出行往往需要自带燃油。总的说来，充电桩与电动汽车之间是互相促进的关系，两者都蕴藏着巨大商机，备受资本关注。从发展前景来看，未来的充电市场规模会很大，预计我国会有“上万亿”的体量。

　　记者：面对充电市场机遇，电网企业应如何作为？

　　胡泽春：据了解，电网企业在深度介入电动汽车方面，已经做了很多务实的研究与摸索。个人认为，目前，电网企业首先要研究电动汽车发展对电网的冲击与影响到底会有多大。其次，面对越来越多客户的充电需求，电网企业作为供电服务商，要尽力满足接入要求。第三，电网企业可以尝试突破传统卖电模式，有选择地介入充电市场，介入电动汽车运营生态链，提供充电服务（包括投入充电站点、设施建设），提供电动公交线路运营服务，对充电过程进行调控，做好服务商。

　　电动汽车接入电网会有哪些影响？

　　记者：电动汽车发展对我国能源系统，尤其是电网系统将带来哪些改变？

　　胡泽春：发展电动汽车能够提高能源利用效率和环保水平。从能源消费角度讲，我国对石油进口依赖度高，发展电动汽车就是将用油改为用电，这对能源系统来讲确实是一个重要改变。环保方面，我国发展电动汽车还涉及到排放转移的问题，就是将化石能源的排放集中转移到发电厂。我们专门针对南方电网的电源结构进行过测评，结果显示，电动公交车的二氧化碳排放低于传统燃油公交车。在水电比例高的地区，电动私家车的二氧化碳排放低于传统燃油轿车。在煤电比例高的地区，两者持平。但反过来看，燃油汽车对环境的不利影响不仅限于排放二氧化碳，其他尾气排放物会导致严重雾霾等。目前燃煤电厂经过集中治理后，二氧化碳等污染物排放比较低，这就是排放转移的好处。

　　最初，业界以为电动汽车的发展会给电网带来很大的负荷增长，但经过研究发现，就目前我国用电结构而言，总体的用电量不会有很大增长。需要注意的是，在电动汽车充电比较集中的时段，充电功率的增长更明显，但不会很高。电动汽车在整个汽车市场的占有率不超过20%的情况下，充电用电量占全社会总用电量的比例不会超过10%。当然，在某些负荷集中的局部电网，可能会存在配电网承受压力增大的问题。

　　记者：不断增长的充电负荷有何特点，对电网运行会产生什么影响？

　　胡泽春：充电负荷增长与电动汽车的类型与规模是直接相关的。随着电动汽车大规模发展，充电负荷会有一个明显的晚高峰。另外，电动汽车充电负荷的等效用电时间相对于其他常规负荷要短，具有明显的峰谷差，其峰荷时段与全网峰荷时段基本一致，电网对充电负荷调控的潜力很大。

　　充电负荷对电网运行的影响，首先是对配网安全经济运行有影响，然后间接传输到主网影响输电安全经济运行。对配网来说，主要是对电能质量的影响，包括电压、谐波、三相不平衡等。这也提醒电网企业在充电站接入方面要设定标准，严格检测。

　　记者：不断增长的充电负荷，使得配电网改造更受关注，而配网改造需要庞大投资，您有何建议？

　　胡泽春：改造配电网的确需要很大的投资，不可能一下子完成，需要分阶段进行。我们曾做过相关研究，充电负荷在不同地方的配网产生的影响是不一样的，也就是说，不同小区的配电网对充电负荷的接纳能力是不同的。根据测算，对于规划容量比较高，负载率相对较低，电动汽车渗透率20%~30%的新建小区来说，配电网是不需要改造的，相对老旧的小区则更需要改造。

　　其实，除了改造配网，应对充电负荷增长还有更简单易行的办法，即充电调控，也就是协调充电策略。比如延时充电，避开高峰负荷时段进行充电；比如对充电设施进行集中监控，给消费者及时提供建议等。个人认为，如果能够通过充电调控解决就先进行调控，实在不行，再进行配网改造。

　　电动汽车如何与电网互动？

　　记者：长远来看，您认为电网企业与汽车企业之间有哪些合作空间？

　　胡泽春：电动汽车本身就是跨专业的，涉及交通、汽车及电力专业。从长远来看，电网企业与汽车企业之间有很大的合作空间。具体来说，电网企业提出“智能电网”，将电动汽车作为重要内容来考虑。交通、汽车行业提出“互联网+智能交通”，包括对电动汽车充电引导、充电设施布局等。这两方面如果分别单独做的话，可能都达不到最优效果，如果合作，则会产生很强的推动力。交通、汽车及电网企业可以在基础设施方面进行合作，比如充电设施的接口、标准等，为有序充电提供支持。另外，智能电网与智能交通都涉及到信息问题，也就是当前很热门的“大数据”。一方面，交通出行信息由交通部门掌握，电网企业要想挖掘充电行为及需求，必须借助交通部门的支持。另一方面，交通部门不了解电网方面的情况，比如负荷特性、充电的电网约束等，若想做智能交通引导，则需要电网方面的支持。如果两者合作，共享信息，推动力会很强，智能电网和智能交通都会推进得更顺畅。

　　记者：那么，电动汽车如何更好地融入智能电网？

　　胡泽春：电动汽车是新型负荷，或者称为新型家电，在充电过程、充电功率方面具有较好的调控性，可以纳入需求侧管理、电网调度，并与新能源发电配合（比如充电站采用光伏、风力发电），从而成为智能电网中的重要角色。这包括两个层面：作为需求，电动汽车可以通过有序充电进行需求侧响应；如果向电网放电，电动汽车则相当于分布式电源。

　　记者：如何在我国电力价格体制下构建市场机制，提出控制策略，来激励电动汽车与电网进行互动？

　　胡泽春：将电动汽车充放电作为可控负荷的形式参与电网调控，是有效规避其大规模充电对电网造成负面影响的重要手段。一般以经济性最优或对电网的影响最小为目标，综合考虑电池性能约束与用户充电需求，通过控制充电时间和充电功率的大小，来协调充电过程。

　　这里着重讲一下“V2G”概念，即电动汽车与电网双向互动(Vehicle-to-Grid)，指电动汽车作为分布式储能单元，以充电和放电的形式参与电网的调控。V2G的主要功能包括削峰填谷、调频、调压、备用服务等。削峰填谷就是让电动汽车在负荷低谷充电、在高峰负荷期间放电，通过优化充放电时间和过程，降低峰荷，平滑负荷曲线，提高设备利用率和电网运行成本。调频是指通过调整或改变充放电状态，向电网提供调频服务，减小电网对发电机组的调频容量需求和支付的调频费用。电动汽车参与二次调频被认为是较有潜力的应用，电网需要调频容量较小，约占全网高峰负荷1%时，对电池浅充浅放，对电动汽车来说影响较小。在美国，已经有专门的电动汽车车队参与电网调频，还可获得相应补偿。调压是指参与无功优化，以维持电压水平合格。备用服务是指如果电网遇到机组停机等故障，通过中断或改变充放电过程，由电动汽车向电网提供备用负荷,在必要时切除充电负荷，这比切除其它负荷的成本要低得多，对消费者影响不大。

　　记者：近日，广东电网公司承担的国家863计划课题“电动汽车运营系统关键技术研究与应用”通过了科技部验收，作为参与者，谈谈您对该项研究的看法。

　　胡泽春：当前，很多企业都参与开发电动汽车运营系统，将来的趋势应该是融合。电网企业在开发电动汽车运营系统方面有自己的优势，即调度、通讯平台更顺畅。该系统立足于广东省，包括省、市、站三级系统，具体有以下特点：一是通过互联网方式进行充电服务，车的状态、位置，包括故障、充电请求等均可跟系统进行交互沟通；二是跟电网结合，可对充电负荷进行预测；三是充电的有序调控，包括效果展示，如果充电站引入这项功能，可在配网负荷高峰时段对充电行为进行调控，尽量避开高峰时段，也可作为可调负荷，在电网应急情况下提供支持。（作者：杨雅洁）