中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：可能我們大多數(shù)人還沒(méi)有考慮過(guò)車(chē)網(wǎng)能量交互技術(shù)(V2G)，但可以預(yù)見(jiàn)，V2G 會(huì)成為熱點(diǎn)技術(shù)之一。它具有眾多優(yōu)勢(shì)，也面臨許多挑戰(zhàn)。
什么是 V2G？V2G 是一種雙向充電技術(shù)，即電網(wǎng)可以為電動(dòng)汽車(chē) (EV) 電池充電，相反，電動(dòng)汽車(chē)電池也可以反向向電網(wǎng)放電，但放電過(guò)程實(shí)施起來(lái)會(huì)很復(fù)雜。當(dāng)有足夠數(shù)量的電動(dòng)汽車(chē)可用時(shí)，V2G 就可以在提高電網(wǎng)靈活性方面發(fā)揮作用。
近年來(lái)，全世界的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量呈上升趨勢(shì)。2023 年，全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量約為 1400 萬(wàn)輛。全行業(yè)對(duì)這一數(shù)字感到興奮，道路上行駛的電動(dòng)汽車(chē)總量將達(dá)到約 4000 萬(wàn)輛。顯然，這一趨勢(shì)將繼續(xù)增長(zhǎng)。隨著電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量的增加，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商嗅到了重要的商機(jī)，那就是 V2G 技術(shù)。
車(chē)輪上的儲(chǔ)能
對(duì)于一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，一輛能夠?yàn)槠涔╇姷碾妱?dòng)汽車(chē)非常重要，但它并不會(huì)引起供電部門(mén)的太大興趣。然而，如果有幾百或幾千輛電動(dòng)汽車(chē)聚集在一起，情況就完全不同了。想象一下，V2G 技術(shù)突然能夠擴(kuò)展到兆瓦（兆瓦時(shí)）級(jí)別的儲(chǔ)能，那么對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)商、第三方聚合商甚至電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商都會(huì)產(chǎn)生新的應(yīng)用場(chǎng)景。
這類(lèi)似于為電網(wǎng)提供了一個(gè)移動(dòng)微電網(wǎng)，車(chē)輪上的儲(chǔ)能會(huì)隨機(jī)地出現(xiàn)在電網(wǎng)上不同的接入點(diǎn)，例如，配備 V2G 的公共停車(chē)場(chǎng)所。這些移動(dòng)的儲(chǔ)能可以對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定服務(wù)。隨著更多的風(fēng)能和太陽(yáng)能等可變可再生能源成為主要的電力來(lái)源，這一點(diǎn)尤為重要——V2G 技術(shù)可以幫助我們平衡電網(wǎng)，而不是像傳統(tǒng)充電行為一樣，加劇電網(wǎng)的不平衡。
V2G 技術(shù)不僅是提供能量存儲(chǔ)，還可以為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。當(dāng)越來(lái)越多的可再生能源接入電網(wǎng)，對(duì)輔助電網(wǎng)服務(wù)的需求也在增加，例如頻率支持、電壓支持、擁塞管理和潮流控制，等等。V2G 可以為電網(wǎng)提供綿薄之力，然而，仍需要首先解決一些基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題。
五花八門(mén)的硬件
在美國(guó)，電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施受到專(zhuān)有技術(shù)的困擾。整個(gè)行業(yè)尚未解決互操作性問(wèn)題。公共電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程就是一個(gè)例子。汽車(chē)制造商 A 生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)只能使用其自產(chǎn)的非標(biāo)充電設(shè)施，汽車(chē)制造商 B 等生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)也是如此，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的充電接口或硬件。
再說(shuō) V2G，當(dāng)前的公共充電設(shè)施中很少能夠進(jìn)行雙向充電。此外，只有少數(shù)電動(dòng)汽車(chē)配備了雙向充電功能，例如福特 F-150 Lightning 或日產(chǎn) Leaf。有趣的是，特斯拉已將此功能納入其 Cybertrucks 中。據(jù)推測(cè)，其未來(lái)更多車(chē)型將采用此功能。
說(shuō)到特斯拉，他們?nèi)ツ臧l(fā)布了一系列公告，讓 V2G 互操作性成為新聞焦點(diǎn)。他們的第一個(gè)公告顯示，他們計(jì)劃向全行業(yè)公開(kāi)其網(wǎng)絡(luò)充電接口的設(shè)計(jì)和規(guī)格。接下來(lái)，他們將該硬件重新命名為北美充電標(biāo)準(zhǔn) (NACS) 連接器。然后另一份聲明稱，七家汽車(chē)制造商已采用 NACS 標(biāo)準(zhǔn)。該組織還在不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在只有少數(shù)北美車(chē)廠還沒(méi)有加入該組織！
隨后，美國(guó)國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì) SAE International 發(fā)布了《J3400 技術(shù)信息報(bào)告》。報(bào)告將 NACS 連接器認(rèn)定為電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)連接器，并將其重新命名為 J3400 連接器。SAE 的報(bào)告稱，現(xiàn)在任何北美制造商都可以在其電動(dòng)汽車(chē)和充電站上使用 J3400 連接器。這也得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。汽車(chē)制造商已開(kāi)始為當(dāng)前的電動(dòng)汽車(chē)型號(hào)提供適配器，并表示將在 2025 年的電動(dòng)汽車(chē)上使用 J3400 硬件。
棘手的問(wèn)題
然而我們必須要問(wèn)的是：從電網(wǎng)角度來(lái)看，如何管理和控制 V2G 技術(shù)的使用？如何讓車(chē)輛在不同時(shí)間充電/放電？聚合的電動(dòng)汽車(chē)電池如何作為單一電源運(yùn)行？通信協(xié)議又如何？這些只是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和第三方開(kāi)發(fā)商提出的一些基本問(wèn)題。這表明我們多么需要這些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，而標(biāo)準(zhǔn)組織正在努力解決這些問(wèn)題和其他潛在的問(wèn)題。
考慮到這一點(diǎn)，我們咨詢了一些行業(yè)專(zhuān)家。“Charging Ahead” 合作伙伴聯(lián)盟采訪了 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)第 21 委員會(huì)的主席 Mark Siira，以了解他對(duì)這一復(fù)雜問(wèn)題的看法。Siira 先生和 21 委員會(huì) 一直致力于制定標(biāo)準(zhǔn)化/互操作性標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于使電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施更加高效和用戶友好是必不可少的。
Siira 先生表示：“當(dāng)我們審視電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施面臨的問(wèn)題時(shí)，可以明顯看出，互操作性和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)和電網(wǎng)的協(xié)同工作越來(lái)越重要。標(biāo)準(zhǔn)建立了確保安全性和保證產(chǎn)品可靠性所需的通用術(shù)語(yǔ)和框架。它們還明確了規(guī)格和要求。標(biāo)準(zhǔn)提高了行業(yè)所依賴的設(shè)施的整體質(zhì)量。當(dāng)我們考慮到過(guò)去五年電動(dòng)汽車(chē)需求如何迅猛增長(zhǎng)以及未來(lái)十年電動(dòng)汽車(chē)需求將如何發(fā)展時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要?！?
他繼續(xù)說(shuō)道：“隨著標(biāo)準(zhǔn)的制定，電動(dòng)汽車(chē)制造商之間的合作不斷增強(qiáng)。這對(duì)于克服電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)許多企業(yè)使用的專(zhuān)有技術(shù)非常重要。制定標(biāo)準(zhǔn)化可確保所有未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上相互兼容且可互操作。這些互連標(biāo)準(zhǔn)是汽車(chē)和電網(wǎng)協(xié)同工作所必需的。IEEE 標(biāo)準(zhǔn)化組織正在研究幾個(gè)關(guān)鍵元素，它們被認(rèn)為是車(chē)網(wǎng)互聯(lián)更平滑接口的關(guān)鍵。最成功的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目之一是 J3400 連接器，但這只是一個(gè)開(kāi)始。另一個(gè)引起標(biāo)準(zhǔn)界關(guān)注的領(lǐng)域是電動(dòng)汽車(chē)充電廣場(chǎng)。”
他解釋說(shuō)：“專(zhuān)有技術(shù)阻礙了快速充電站成為用戶友好的充電基礎(chǔ)設(shè)施。最初，車(chē)廠開(kāi)發(fā)了用于電動(dòng)汽車(chē)充電的專(zhuān)有技術(shù)。當(dāng)充電樁用于在車(chē)主的車(chē)庫(kù)時(shí)，這不是問(wèn)題，但離開(kāi)了家就成了問(wèn)題。消費(fèi)者希望無(wú)論去哪里都能有可靠的快速充電站，就像加油站一樣。要做到這一點(diǎn)，需要一種適用于整個(gè)充電基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)。從表面上看，充電設(shè)施似乎并不復(fù)雜，但事實(shí)并非如此。大型充電站集成了各種各樣的數(shù)字技術(shù)，這些技術(shù)在整個(gè)充電站內(nèi)相互交互，并與電網(wǎng)交互，這需要大量的運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)?！?
作為總結(jié)，他說(shuō)：“用戶友好型充電設(shè)施需要先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。首先要監(jiān)視和控制電動(dòng)汽車(chē)充電配置，其中充電預(yù)測(cè)至關(guān)重要。許多此類(lèi)充電站將配備輔助電源，例如電池儲(chǔ)能系統(tǒng)或其他分布式能源系統(tǒng)。它們必須完美地協(xié)同工作，這有助于充電站和電網(wǎng)之間的協(xié)作。隨著電動(dòng)汽車(chē)部署的增加，標(biāo)準(zhǔn)變得如此重要，原因就在于此?！?
促進(jìn)電網(wǎng)穩(wěn)定
毫無(wú)疑問(wèn)，專(zhuān)有技術(shù)是創(chuàng)新的初級(jí)階段，可為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供穩(wěn)定性，但對(duì)于許多技術(shù)而言，發(fā)展到一定程度時(shí)，開(kāi)發(fā)人員和客戶都必須轉(zhuǎn)向互操作性，電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)就是如此。我們看到了電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)之間的接口正在發(fā)生的變化。
消費(fèi)者一直在為非標(biāo)準(zhǔn)充電設(shè)施及其硬件而苦苦掙扎。這導(dǎo)致潛在的電動(dòng)汽車(chē)買(mǎi)家只能袖手旁觀，等待結(jié)果。另一個(gè)問(wèn)題是充電樁本身。大多數(shù)充電樁（即 Level 1 和 Level 2）都是單向的，并且僅與特定電動(dòng)汽車(chē)兼容。每個(gè)人都需要對(duì)兼容硬件達(dá)成共識(shí)。這需要電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施具有互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化。
IEEE 標(biāo)準(zhǔn)化組織、美國(guó)國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織、IEC 等標(biāo)準(zhǔn)組織正在研究這些和其他電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)問(wèn)題。V2G 技術(shù)已經(jīng)可用，并且有可能通過(guò)電網(wǎng)輔助服務(wù)為車(chē)主帶來(lái)巨大的收益，并提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，但互操作性至關(guān)重要。V2G 將為電網(wǎng)帶來(lái)急需的靈活性和彈性！
