一方面,規模化電動汽車推廣應用將對電網穩定運行帶來沖擊,引發一系列問題,例如圖1所示,私家車充電與居民用電同時率高,將導致配電網/臺區容量過載。
圖片
圖1 私家車充電同時率及對配電臺區影響
另一方面,伴隨著電力電子技術的不斷發展,新能源汽車可作為一種新型儲能設施,在充電過程中,充分考慮車網互動的潛力,實施有序充電能起到“削峰填谷”、積極應對市場電價的作用,不僅減少充電成本,而且提高電網運行的可靠性。
在單向有序充電(V1G)商業模式中,新能源汽車用戶可利用分時電價、提供電力輔助服務以及參與需求響應獲取收益。
V1G商業模式的典型案例為國網智慧車聯網技術有限公司的北京試點項目。該項目通過開展電力輔助服務,參與華北省間調峰市場獲取收益,充電架構如圖2所示。每天24個時段分為調控時段(00:30—07:00、12:00—16:00)和非調控時段(07:00—12:00、16:00—次日00:30)。在調控時段,新能源汽車以7 kW的滿功率進行充電;在非調控時段,新能源汽車以2.8 kW的低功率進行慢充。
圖2 單向有序充電架構
(一)大數據挖掘有序充電潛力用戶
北理新源針對不同類型電動汽車包括公交車、乘用車、專用車的行駛及充電特征,構建了電動汽車可調節資源互動潛力評價方案,將車輛運行特征與電網有序充電調節需求進行擬合,并測算其“負荷柔性”,判斷車輛是否可作為可調節資源參與有序充電,為有序充電調節資源的準確估計與調整提供技術支撐。主要測算指標包括:
1、時間柔性——車輛在時間維度上響應有序充電調節需求的可能性(車輛可插槍在網的時段與電網有序充電調節時段重合度越高其時間柔性越好)。
2、能量柔性——車輛在功率維度上響應有序充電調節需求的可能性(車輛日常出行所消耗的電量與其參與有序充電所補充電量的比值,比值越小說明其功率柔性越好)。
3、管理柔性——車主響應有序充電調節需求的積極性(車輛歷史參與有序充電量占比其歷史總充電量的比例越高,說明其響應的積極性越高)。
(二)電價激勵機制引導用戶需求
在V1G商業模式中,度電補貼可以有效引導用戶參與有序充電。
為了提高用戶有序充電積極性,基于華北電力公司提供的調峰輔助服務費用,充電運營商開展了“度電補貼+首充獎勵”的活動,以居民充電電價0.4825元/(kW·h)作為參考,給予0.1元/(kW·h)至0.4元/(kW·h)區間的度電補貼。
隨著激勵活動的推廣,參與有序充電用戶占比、有序充電次數占比及有序充電電量占比整體呈遞增趨勢。其中,有序充電用戶占比由15.2%提升至61.3%,有序充電電量由4.8萬kW·h提升至23.9萬kW·h。
這表明用戶對有序充電接受程度逐步提高,用戶參與有序充電意愿明顯提升。
圖片
圖1 私家車充電同時率及對配電臺區影響
另一方面,伴隨著電力電子技術的不斷發展,新能源汽車可作為一種新型儲能設施,在充電過程中,充分考慮車網互動的潛力,實施有序充電能起到“削峰填谷”、積極應對市場電價的作用,不僅減少充電成本,而且提高電網運行的可靠性。
在單向有序充電(V1G)商業模式中,新能源汽車用戶可利用分時電價、提供電力輔助服務以及參與需求響應獲取收益。
V1G商業模式的典型案例為國網智慧車聯網技術有限公司的北京試點項目。該項目通過開展電力輔助服務,參與華北省間調峰市場獲取收益,充電架構如圖2所示。每天24個時段分為調控時段(00:30—07:00、12:00—16:00)和非調控時段(07:00—12:00、16:00—次日00:30)。在調控時段,新能源汽車以7 kW的滿功率進行充電;在非調控時段,新能源汽車以2.8 kW的低功率進行慢充。
圖2 單向有序充電架構
(一)大數據挖掘有序充電潛力用戶
北理新源針對不同類型電動汽車包括公交車、乘用車、專用車的行駛及充電特征,構建了電動汽車可調節資源互動潛力評價方案,將車輛運行特征與電網有序充電調節需求進行擬合,并測算其“負荷柔性”,判斷車輛是否可作為可調節資源參與有序充電,為有序充電調節資源的準確估計與調整提供技術支撐。主要測算指標包括:
1、時間柔性——車輛在時間維度上響應有序充電調節需求的可能性(車輛可插槍在網的時段與電網有序充電調節時段重合度越高其時間柔性越好)。
2、能量柔性——車輛在功率維度上響應有序充電調節需求的可能性(車輛日常出行所消耗的電量與其參與有序充電所補充電量的比值,比值越小說明其功率柔性越好)。
3、管理柔性——車主響應有序充電調節需求的積極性(車輛歷史參與有序充電量占比其歷史總充電量的比例越高,說明其響應的積極性越高)。
(二)電價激勵機制引導用戶需求
在V1G商業模式中,度電補貼可以有效引導用戶參與有序充電。
為了提高用戶有序充電積極性,基于華北電力公司提供的調峰輔助服務費用,充電運營商開展了“度電補貼+首充獎勵”的活動,以居民充電電價0.4825元/(kW·h)作為參考,給予0.1元/(kW·h)至0.4元/(kW·h)區間的度電補貼。
隨著激勵活動的推廣,參與有序充電用戶占比、有序充電次數占比及有序充電電量占比整體呈遞增趨勢。其中,有序充電用戶占比由15.2%提升至61.3%,有序充電電量由4.8萬kW·h提升至23.9萬kW·h。
這表明用戶對有序充電接受程度逐步提高,用戶參與有序充電意愿明顯提升。