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这份由中国电力科学研究院李建锋在2023年8月31日解读的课件,围绕车网互动技术,从背景、产业现状、技术研究到未来建议做了系统梳理。它直接回应了一个关键问题:当电动汽车规模快速膨胀、电网尖峰负荷逐年走高,我们能否把分散的电动汽车聚合起来,变成电网可调度的资源?对双碳与能源从业者来说,这不仅关乎充电设施布局,更关系到新型电力系统的平衡调节与市场机制设计。
核心判断
- 新型电力系统“双高”特征日益显著,电网平衡调节面临巨大挑战。
- 2022年8月5日国网经营区最高负荷达10.69亿千瓦,超过2021年夏季最高负荷9.6亿千瓦。
- 截至2023年6月底,我国新能源汽车保有量达1620万辆,纯电动汽车占77.8%。
- 全球V2G仍处于技术验证和局部小规模试点阶段,海外已有128个车网互动案例。
- 国网经营区可调节负荷容量目标为2025年5900万千瓦、2030年7000万千瓦。
脱水解读
“双高”压力下,电网为什么需要车网互动
课件开篇把问题摆得很清楚:双碳背景下,新能源大量替代常规机组,分布式能源、储能、电动汽车等交互式设备广泛接入,电力系统“双高”特征日益显著。传统电力系统里,稳定可控的电源跟随随机变化的负荷,平衡相对容易;到了新能源电力系统,随机变化的电源要跟随随机变化的负荷,难度大幅上升。
这种变化直接推高了电网的调峰压力。2022年8月5日,国网公司经营区最高负荷达到10.69亿千瓦,超过2021年夏季最高负荷9.6亿千瓦。课件预计,2025年、2030年公司经营区最高负荷将分别达到12.8亿千瓦、14.07亿千瓦。与此同时,高峰负荷利用小时数依旧偏低,2021年“三华”电网95%以上尖峰负荷持续时间仅5到65小时。
电动汽车等新型负荷规模不断增长,进一步逐年拉大负荷峰谷差。“十四五”期间,国网公司经营区内区域电网负荷最大峰谷差率将达到36%。课件指出,大量设备在电网高峰时无序用电,可能带来线路过载,电网调峰压力持续增加。
电动汽车接入电网,影响不止在配网局部
课件按影响层级拆解了电动汽车接入对电网的影响。在跨区域省间电网层面,影响电网发用电计划曲线与区域电力平衡;在区域电网层面,区域峰值负荷持续增加,拉大电网负荷峰谷差;在配电网与台区层面,则可能出现配网局部重过载、电压偏差、三相不平衡、谐波超标等问题。
2022年全年充电量超过400亿千瓦时,同比增长达到85%以上。课件预计,2025年新能源汽车充换电量为1316.4亿千瓦时,新增峰时电力负荷可达30.7GW。到2030年,风电、光伏装机规模将达18亿千瓦,发电量将达到2.65万亿千瓦时,新能源的并网消纳难题进一步凸显。
课件引用实测数据显示,某V2G在放电工况下整站电压THD约3%,电流THD约12%。当私家车电动化比例超过50%时,多数配变将面临超载风险。“十四五”末北京市电动汽车充电可导致负荷增加100万kW,充电量将占全社会用电量的约3%,为满足充电负荷增加,至少要新增电网建设投资46亿元。
