电动汽车与电网互动技术

汤煜东 冯佳梦 周晓旭

（1.国网电动汽车服务有限公司，北京 100052；2.国网冀北电力有限公司检修分公司，河北 唐山 063000；3.北京电力设备总厂有限公司，北京 102401）

0 引言

根据我国新能源汽车产业的规划，应促进电动汽车产业化及大规模发展。通过有关的研究显示，电动汽车目前已经实现快速发展。众多的车辆充电会导致新一轮的负荷增长，这将在很大程度上提升发电及输电等的压力。怎样促进电动汽车的持续发展，与此同时，还要实现越来越多的用电需要，借助电动汽车来充当移动分布储能装置，以减小电力峰谷负荷差，增加设备的利用率，降低发电厂建设成本，文章提出了V2G技术的运用，进而促进电网及电动汽车之间的互动。

1 V 2G技术的概念

在电网技术中，V2G技术属于新型技术，就电动汽车来看，可将其看作电力消费体，如果电动汽车在不使用的情况下，还能将其看成绿色可再生能源，给予电网所需的电力，这样基于可控的条件，就能完成电动汽车同电网能量的转换。V2G技术的运用就能达到电量的实时及双向转换，针对充放电控制设施来说，它不但可以实现电网之间的交互，还能同车辆进行交互，其交互内容涉及很多信息，比如能量转换信息等。从中可以看出，V2G技术中涉及大量的高端应用技术，比如通信技术等。V2G技术的运用，能够推动电网技术朝着智能化方向发展，还能让电动汽车技术取得突破性进展[1]。

2 工作原理

V2G技术属于比较先进的科技，根据其结构框架，可将其划分成四个层面：第一层属于电网层，第二层属于站控层。第三层属于智能充放电层，第四层则属于车辆层，其中包含多项技术，比如通信技术及调度技术等，其工作原理具体包括：（1）在电网及车辆间，能够促使电能完成双向流动，属于双向智能控制设施，将其同运用了V2G技术的车辆进行连接，并把车辆的充放电信息反馈到后台管理系统，比如充电状态等信息。（2）就其后台管理系统而言，能够对管理区域的全部车辆的可充放电情况进行采集及计算等，比如实时容量等，能将这些信息实时发送到电网安全监控及SCADA系统中。（3）针对后台管理系统来说，它是遵照电网SCADA系统来发布调度命令的，进一步发布充放电指令，针对管理区域的双向智能控制设施开展充放电控制及管理，同时还会反馈有关的信息。（4）针对双向智能控制设施来说，当其履行后台管理系统发布的指令的过程中，需对连接的车辆开展充放电操作。

3 充放电业务流程

针对V2G技术而言，根据它的充放电业务流程来看，从其充放电业务流程来看，如果工作模式处于开启状态，通过能量管理系统，不但可以掌握电池状态信息，还能掌握受控条件，进而将管理区域的所有车辆的充放电信息进行整合，结合运用的充放电手段，再加之电网负荷情况，对充放电命令进行发布，以达到对车辆电池状态的监控。针对有关的数据进行实时计算、储存及转发，当运行完成之后，需将其立即停机，之后再对账单开展核算[2]。

4 标准制定情况

在智能电网技术的构成中，V2G是非常关键的部分，该技术是新型技术，需正确看待有关标准的制定。根据一系列的电动车辆研讨会等，对车辆的充电系统及装置的连接情况，还有关于车载电池的标准等展开了分析。有关的组织还制定了与智能电网及电动汽车对应的标准，进行了很多与之有关的工作，其内容具体包括：（1）从电气接口方面来看，针对连接器及电缆等，应将相关的规格标准进行统一。（2）从通信接口方面来看，利用电力线载波通信装置，以及别的充电装置等，来实现信息的交换，在这一过程中，也应制定统一的规格标准，并对通信协议进行统一[3]。V2G技术能够将车辆及电网连接起来，是连接的载体，不管是汽车企业还是电力企业，只有促进标准制定及规范研究方面的合作，才能构建合理的体系，推动电动汽车及智能电网的持续发展。

5 发展V 2 G技术的意义

（1）V2G技术能够促使电网及车辆之间完成双向互动，该技术是智能电网技术的关键构成部分。这一技术的普及，势必会对将来的电动汽车运营模式造成很大的影响。通过有关的研究显示，将智能车辆同智能电网一起进行研究，能够外接插电式电动车及纯电动汽车，使其在20a内发展成配电系统的关键构成部分，给予其相应的储能，实现各个需求之间的平衡，进一步确保紧急供电，增强电网的稳定性。大概有90%多的乘用车辆，它们平均一天的行驶时间大概是1小时，有95%的时间都为闲置情况[4]。把停驶的电动汽车与电网进行连接，同时若是数量比较多的话，就可将电动汽车当作移动分布的储能装置，在确保能够达到电动汽车用户的实际需要的基础上，把余下的电能用来回馈电网。

（2）将V2G技术同智能电网技术进行结合，就电动汽车来说，其电池的充放电需进行统一布置，结合已经明确的充放电对策，构建三赢的局面，推动用户、汽车及电网企业的和谐发展。首先，针对电动汽车用户来说，在电价相对较低的情况下，需先帮助电动汽车完成充电，这样当电价逐渐增多时，可把电动汽车的储能输送到电力公司，以换取现金补贴，进而有效减少电能汽车的应用成本。其次，针对电网公司来说，不仅能够在一定程度上降低由于电动汽车普及而产生的用电压力，减少电网建设投资费用，还能把电动汽车当作储能设施，对用电负荷进行科学调节，进而全面增强电网运行效率，提升其可行性。最后，从汽车企业方面来看，电动汽车现阶段无法大力发展的关键原因在于成本比较高。在电动汽车中引入V2G技术，有利于最大限度地减少用户的使用成本，这也会在一定程度上促进电动汽车的发展，会为汽车企业带来较多的经济效益。

（3）在电网中应用V2G技术，有利于进一步实现风能及太阳能等同电网的连接。不管是风能还是太阳能都极易被天气及地域等因素所影响，它存在着极大的不可预测性及波动性，很难直接与电网进行连接，应有效防止其对电网的稳定性造成影响。从现阶段已经建设的风力发电厂来看，其中大部分能量都很难同电网连接，究其原因是缺乏稳定性造成的。利用V2G技术，同时借助电动汽车对风力及太阳能进行储存，最后再将其输送至电网。

6 结论

综上所述，将电动汽车同智能电网进行融合的技术，我们将其称之为V2G技术，它不但有效解决了电动汽车大力发展导致的电网负荷压力，还能把电动汽车看作可移动的储能装置，并且还可以与电网进行连接，适用在新能源接入中，有利于促进电网供电的有效性，提升能源利用率，进一步减少电网投资费用。V2G技术的运用同用户及电动汽车企业之间有着紧密的联系，对相关的V2G技术运用模式开展研讨，对与之有关的政策及法律法规进行分析是非常关键的课题，有利于全面提升用户及企业的热情，有着非常关键的现实意义。