让电动汽车从消费品转变为智慧能源终端

有序充电和V2G对电网功率需求的改善  

（来源：英国CENEX，Commercial Viability of V2G: Project Sciurus White Paper）    

2020年11月，国务院发布的《新能源汽车产业发展规划》（2021—2035年）强调了新能源汽车与电网（V2G）能量互动的重要性。随后，国家发改委、能源局等相继出台了《“十四五”现代能源体系规划》、《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》及《“十四五”可再生能源发展规划》等政策文件，明确了推进车网互动技术创新与试点示范、引导居民有序充电、鼓励“光储充放”多功能综合一体站建设及实现能量双向流动等方向。同时，各省也积极响应，对智能有序充电、光储充放等示范项目提出了设备或运营补贴，车网互动建设已成为我国能源体系发展的重点之一。

车网互动的历史可追溯到20世纪90年代，由美国落基山研究所的Amory Lovins于1995年首次提出V2G概念，后于1997年由特拉华大学的Kempton团队进一步细化。2012年，特拉华大学的eV2gSM项目开启了V2G技术的产业化探索，全球随后展开了V2G技术的示范应用与项目运营，验证了其在电网削峰填谷、需求响应及调频辅助等方面的作用。

我国对V2G技术的研究起步较晚，但近年来随着新能源行业的全球关注，我国出台了一系列相关政策，积极推动V2G技术的研究与发展，并开展了多个车网互动示范项目。电网企业牵头，在北京、上海、天津、深圳、福州、常州等十几个城市全面铺开V2G试点示范，取得了良好成效，推动了我国车网互动领域的产业化快速发展。

车网互动（V2G）是指将电动汽车作为可灵活调度的移动储能单元，与电网实现能量和信息的双向互动。简单来说，当电动汽车停放时，通过V2G桩与电网相连，利用车辆动力电池的闲置储能为电网服务。在电价高峰时段，电动汽车可以向电网放电；而在电价低谷时，则进行充电，这样既能帮助电网削峰填谷，提高新能源的消纳能力，又能借助峰谷电价差为车主带来收益。

车网互动的物理框架  

广义的车网互动不仅限于峰谷调节，还包括电网的频率调节和旋转备用等功能。

电网频率由发电与负荷的波动性平衡决定，而发电侧的随机性与无序性会增加电网的波动。通过V2G技术调节电动汽车的充放电功率，可以有效维持电网频率在稳定区间内，提升电能质量。此外，V2G技术还充分发掘了电动汽车的储能潜力，弥补了电力系统灵活性资源的不足，为电网提供了大量的灵活备用容量，从而确保电网的安全稳定供电。

车网互动的功能示意   

03 车网互动的应用场景

根据国网研究院的预测，如果电动汽车无序充电，到2030年将可能导致全国峰值负荷增加153亿千瓦。然而，通过车网互动技术，电动汽车可以转变为一种可控资源，在多个场景中发挥重要作用，实现对电网的辅助调节和用电的稳定保障。除了与电网互动外，车辆还可以在多种场景下与用电负荷进行互动，如车车互动、车与建筑互动、车与微网互动等，进一步拓展了车网互动的应用范围和效益。

车网互动的多种应用场景‍‍

V1G，有序充电

有序充电即在满足电动汽车充电需求前提下，运用有效地经济或技术措施，调节电动汽车的充电时间或充电功率，使其对电网影响最小或经济性最优。此前，链宇科技已将智能充电控制器接入深圳市部分直流公共充电站，通过控制充电桩0kW～满功率的智能有序充电，响应电网需求，保障电网的安全稳定。

链宇智能充电控制器

V2V，车车互动

电动汽车还可作为移动储能参与道路救援，为其它电动汽车充电。当电动车辆电量不足，难以支撑到达附近充电站时，车主可通过其它电动汽车的富余电量为车辆进行充电，解决没电烦恼。

图源网络

V2B，车与建筑互动

北京中再大厦的地下停车场，国网电动利用V2G充电桩让电动汽车为楼宇提供反向供电、柔性增容等服务，降低整体用电成本。根据中再中心示范站公示的价格表显示，如果车主在谷充峰放的模式下，每度电能赚近4毛钱。按每天参与放电30千瓦时计算，一天可赚12元，一年可获利3120元（按一年260个工作日计算）。

北京中再中心的车网互动示范站

V2mG，车与微网互动

浙江金华义乌市的一家工业园区内，链宇为其工厂和办公楼设计并实施了光储充放直流微网的一体化低碳智慧园区方案。园区内的电动汽车通过V2G桩为微网系统供电，不仅减少了固定式储能的投入成本，还建立了多能协同互补的能源结构。

系统极大改善了楼宇配电容量不足、电能质量劣化等问题；同时通过光伏余电上网、储能与车辆峰谷调节，为园区节省用电成本。

链宇科技承担的智慧低碳园区微网示范项目

V2G，车与电网互动

电动车辆也可以直接为电网供电，参与电力市场交易。美国Nuvve公司与EDF Energy合作，计划在英国建立1500个V2G双向充电桩，除了为纯电动车充电，还能够让纯电动车动力电池中多余电量回馈给电网，为家庭、学校、医院等公共设施提供电能。

电动汽车与电网互动（图源网络）

04 车网互动的关键技术

车网互动的实现离不开车端、桩端、平台端软硬件技术的全面升级。在车端，电动汽车需遵循既定标准，启用V2G服务通讯协议，以确保与V2G桩的有效交互。鉴于V2G模式下电池需频繁充放电，电池管理系统需针对V2G工况进行算法优化，涵盖健康状态精准估算、V2G参与成本科学计算及充放电策略的智能优化，以保障电池性能与经济性的双重提升。

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V2G调控策略

在桩端

传统的电源模块需进化为V2G电源模块，并配备相应的充放电控制嵌入式软件，以实现功能的全面升级。同时，V2G桩也应具备云端响应能力，能够接收并响应来自云端的调度指令，智能地调节充放电功率，以满足电网的需求。

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链宇V2G充电桩

在平台端

能量管理平台能够将车载储能整合为虚拟可控负荷，结合电力市场的实际需求，运用先进的聚合算法与调度策略，灵活调度车辆参与电网服务。这一平台不仅有助于提升电网的安全稳定性，还能实现电网的经济高效运行，为电网运营方及用户创造显著的价值与效益。

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链宇零C云智慧能量管理平台界面

05 车网互动的商业模式

车网互动依赖于电力市场交易规则与电价信息，涉及电网（售电）公司、V2G聚合商、场站运营商及电动汽车车主等多方参与者的紧密合作。它是一个需各方协同配合、共同完成的交易与服务体系。

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车网互动的商业模式

发电厂利用传统能源与新能源发电，将电能销售给电网（或售电公司）；电网（售电公司）则向用电负荷供电，并根据电力市场信息向聚合商发出调控指令，旨在提升电力交易收益。电力市场负责制定电力交易规则，为各参与方提供市场信息，促进交易达成。V2G聚合商根据电网的调控需求指令及场站运行情况，向场站运营商发出调控指令，力求最大化车网互动服务所带来的收益。V2G设备商向场站运营商和新能源车主提供所需设备，以此获取收益。场站运营商在满足车主充电需求的同时，接收聚合商的调控指令，与车主进行售电与买电的双向能量交易服务，从而降低充电运营成本，并赚取V2G服务费。新能源车主不仅可通过运营商参与电网服务，还能直接为工商业园区的负荷提供柔性扩容与用电支撑。

随着我国能源体系不断转型以及新能源汽车的蓬勃发展，车网互动将拥有广阔的前景和极高的应用价值。欧阳明高院士提到，“电动汽车的大规模普及，会带来基于车网互动的智慧能源生态”。他强调，“未来十年，通过’分布式光伏+电池储能+电动汽车车网互动+物联网+区块链’的黄金组合，我们会形成万亿级的智慧能源产业。而面向2060年的碳中和目标下，这个组合的大生态会形成一个更大的10万亿级产业”。

车网互动使电动汽车从能源消费品变成一个智能能源终端，参与电力市场，让电网缓解用电压力；让充电桩企业更新商业模式；让新能源车主“赚零花钱”。依托V2G，电动汽车可以将场站、楼宇、园区的能量连接起来，汇聚在一起，再配合光伏、储能等形成多能互补的智慧能源系统，共同参与电网的调峰调频，促进我国新能源行业发展。