8月4日上午，第二届中国电动汽车充电设施技术创新大会在常州开幕。本次大会由中国电力企业联合会电动交通与储能分会、能源行业电动汽车充电设施标准化委员会主办，星星充电承办，以“绿色低碳、安全高效、创新引领”为主题，聚焦充电设施领域行业痛点，着眼技术变革，解读充换电领域前沿趋势，共同探索行业创新发展。
国网电动汽车服务有限公司高级工程师杨烨带来了题为《由个体向群体智能升级的车网互动关键技术》的演讲。内容实录如下：
首先，介绍一下为什么要做车网互动这件事的背景。新型电力系统建设下面临充裕性和可用性的挑战，2030年，为了消纳12亿千瓦的光伏和风机，南网和国网规划了7亿千瓦的平衡资源建设，在发电侧有6亿千瓦，在用户侧有1亿千瓦。2030年电动汽车会超过八千万辆，占有率超过20%，通过市场和技术手段把沉睡的车载动力电池的潜力做唤醒，就可以给电网提供灵活性的资源，但是要实现灵活性资源的潜能的利用，我们需要处理和解决各种技术的难题。
首先介绍车网互动技术体系，主要由五部分组成：第一个部分是用户引导，将用户的车和动力电池通过充电桩接入电网，建立能量连接。第二部分是互联互通，建立信息层面的连接。之后第三部分是本地互动，主要在配电网层面下进行多桩的协同、平缓整体用电的峰谷差。然后通过第四部分，聚合管理接入到电力系统整体的调度过程中来。通过第五部分负荷调控，实现在大电网层面下，利用电动汽车的资源消纳可再生能源。
基于车网互动技术体系，首先介绍一下个体有序充电参与配网互动的技术，介绍一下概念，我们要考虑用户充电需求和电网的安全运行状态，以对电网影响最小或者经济性最优为目标，通过经济和技术手段，无论是引导、还是调控充电时间和功率的充电技术。目前采用的是以4G直联平台进行控制的技术路线。用户在启动APP的时候最关注的是他在用车的时候，充电是不是满足他的需求？我们会利用人工智能的技术，通过分析用户的充电行为、出行的习惯和天气的状况来感知用户的用车和充电的需求。同时结合台区的安全运行要求和充电价格，还有桩参与到电力市场的互动收益之中，在线实时制定对用户友好、对电网友好的充电计划，来提升用户的充电的便捷性和充电的安全性。
具体来看，我们在结合用户的需求和充电桩和电池的物理的约束，考虑用户的充电价格，就可以通过目标函数结合约束条件，给每一个用户制定个性化的充电计划。可以看到，当用户自然的回到家充电的时候，红色曲线和台区的基础符合曲线高峰其实是重叠的，但是如果使用了有序充电技术，可以在用户刚接入的时段进行小功率的充电，当整体的负荷下降之后，再把用户的充电功率进行提升，在满足用户用车的需求的前提下进行错峰。
如果我们把同样的技术覆盖到整个小区所有的充电桩上，大家都是自然的回家即充电，在同样的小区只能同时支撑33个无控制的充电桩，整体的负荷情况就已经逼近百分之百了，如果是用刚才提到的有序充电技术，可以同时支撑85个充电桩的充电，并且满足所有用户的充电需求，在这个时候峰谷差降低了30%，整体的负荷情况只是逼近80%。如果我们把1000个自然充电的用户和1000个有序充电的用户进行对比，效果更加的显著，可以降低在午夜前半段缓解电网的压力，并且在午夜后半段可以消纳风力发电。
除了有序充电控制充电负荷之外，还有一种是V2G技术，这个概念就是车载动力电池，我们在用户允许的范围之内，满足用户的基本的出行要求，通过V2G技术，把能量供给给电网，辅助电网运行，比如负载平衡或者是频率的控制。现在V2G这种桩也有了几款比较成熟的产品，如果成本能进一步下降，其功率等级可以跟市面上普通的直流桩的功率等级达到一样的水平。
为车主制定最优的充放电计划，主要是考虑到我们的成本因素，一方面是交直流转换的损耗，还有一方面是放电对于电池的损耗，我们的目标就是把充换电过程中的成本降到最低，但是同时满足用户的出行的约束和台区的约束，还有电池损耗的约束。具体的平台技术来看，我们是通过配电自动化和通过智能融合中端来实时获取配电台区复杂的情况。可以通过本地或者是平台进行控制，解决台区的问题。
具体的应用成效，效果上来看跟有序充电差别不大，都是减缓了重过载和实现谷时的填谷，实际上我们应用的是放电来解决这个问题，也就是说其他的用户不用再去调节了。用几个V2G桩临时性调节就完成了。如果未来所有的车是支持V2G的，整体参与电网的实时运行来平衡电网的波动，这个潜力是巨大的，但是我们仍然要解决标准的问题和成本的问题。
第四部分我们聚合各类电动汽车资源参与大电网的互动，聚合的意义主要还是为了消纳可再生能源，在白天消纳多余的光伏，在夜间消纳多余的风电。可以通过电网调控，负荷聚合平台，之前提到的有序和V2G的平台，最终通过可控的桩来实现这个功能。下一步主要介绍负荷聚合的调控平台，服务M类的电网的服务，聚合N类的资源，这里面主要的技术还是负荷和市场的预测，市场的最优申报和负荷的聚合调控。
第一步我们要充分了解整体的充电的负荷，我们通过预测算法库，结合气象的数据和用户的充电的数据进行日前的负荷预测和超短期的负荷预测，主要是为了参与到日前的电力市场和日内的实时市场中去。了解完基础负荷的情况下，我们还要结合充电桩和电池的物理的可调节的限制，再结合用户的参与意愿找到我们可以调控的空间，在尽量不影响用户感受的情况下，引领用户聚合参与到市场之中去。
第二步要了解需求方，也就是电网，以辅助服务市场为例进行价格的预测和价格时段的预测，体现出电网对于负荷调控的方向和时间段，结合供需两方的特点，将负荷的计划和调控的计划告知给市场，然后在市场之内进行优化控制，把负荷的偏差分配给更合适的调控的群体，比如有序充电、V2G和公交车和公共站来进行偏差的削除。
最后来看，电动汽车在有序充电和V2G参与配网互动的技术上已经得到了比较充分的验证，具备了立标准和推广的技术的基础，但是在成本上和用户接受度上仍然需要进一步的努力。在电动汽车聚合参与电网辅助服务或者需求响应上，在部分的省市已经进行了验证，仍然需要常态化的市场机制，不断的挖掘聚合起来的调控的潜力。随着车桩数量的增长，电动汽车作为灵活性的资源，服务新型电力系统建设和双碳目标的重要性将会日益的凸显，这也是需要在不同层级的技术上逐步进行突破，最后形成车网互动的共赢的生态，需要电网和运营商共同的努力。最重要的是需要每一位车主都能够有意愿或者是有兴趣参与到车网互动中去，才能实现规模化的车网互动。
