基于V2G技術的電動汽車與電網融合市場前景分析

關鍵詞：汽車到電網（V2G）；分時電價；電動汽車；市場前景

0前言

在全球氣候變暖和能源危機的大背景下，電動汽車作為一種清潔、低污染的交通工具，正逐漸受到人們的青睞。隨著汽車到電網（V2G）技術的廣泛應用，電動汽車不僅可以有效降低碳排放，還能為電網反向輸送電能，提高能源利用效率。V2G 技術核心是在電動汽車和電網之間實現能量的雙向傳輸。在電網負荷高峰時，電動汽車可以將儲存的電能回饋給電網，以減輕電網壓力，這種“ 削峰填谷”式的能源效應有助于電力系統的穩定性和經濟性平衡電網供需關系。對于電動汽車車主而言，V2G 技術提供了一種新的收益模式，車主可以選擇在電價較低的時候充電，在電價較高的時候把電出售給電網，根據市場的電價和電網的需求來獲取經濟收益。

1V2G 技術運行原理

1. 1 V2G 技術概述

動力電池是電動汽車的動力源，其發展離不開電網的支持，在此背景下，V2G 技術應運而生。該技術是一種電動汽車與配電網絡之間的創新型互動模式，不僅可以幫助電動汽車充電具有靈活性和可靠性，還有利于電力配置的可持續發展。首先，V2G 技術為電動汽車車主提供了更多的選擇。傳統電動汽車僅能通過電網獲取能量進行充電，但是在V2G 技術支持下，電動汽車車主可將車輛的電力儲能系統作為備用電源，滿足汽車的續航需求。因此，無論是長途旅行需快速充電，還是在停車場進行短期充電，V2G 技術都可以為車主提供更多的便利，帶來良好的用車體驗。其次，V2G 技術對于電網的可持續發展具有重要意義。電網通常在高峰期出現能源供不應求現象，易導致電力系統負荷過大，而應用了V2G 技術，則可以讓電動汽車成為微型儲能系統，將富余電力供應給電網，緩解電網負荷，提高電力系統的運行效率。此外，V2G 技術還可以為電網提供能源儲備，當電力系統面臨突發情況或緊急需求時，可通過經濟利益驅動電動汽車車主，將儲能系統作為電源備用調節電源，保障電網的穩定運行。

1. 2 電動汽車充電方式

電動汽車充電方式主要分為2 種。一種是日常性充電方式：大多數電動汽車車主可以在自己的居住場所、工作單位及公共停車場完成電動汽車充電，這種充電模式雖然對充電樁數量和分布有一定要求，但在短程范圍內還是比較容易找尋到充電樁，車主可靈活安排車輛的充電時間。另一種是長途性充電方式：在長途車程中，為確保電動汽車的續航能力，車主只能在高速公路服務區或特定電站進行充電，這種充電模式對設施的充電速度和分布密度有較高要求，因此相較于第一種充電方式，這種充電方式存在明顯局限性。

2 基于V2G 技術應用的電動汽車市場

2. 1 V2G 技術應用促進電動汽車市場的發展

2. 1. 1 解決電動汽車充電樁的不足

隨著電動汽車地不斷普及，越來越多的人選擇電動汽車出行，但充電設施建設成本高、充電速度慢等因素又制約了電動汽車進一步發展。V2G 技術可以使電動汽車成為移動充電樁，解決充電樁數量不足的問題，并可為其他車輛提供充電服務。主要體現在：① 可以擴大電動汽車充電網絡的覆蓋面。傳統充電樁等基礎設施建設需要投入大量資金，且充電樁也有異地布設的要求，因此僅靠目前的充電樁數量已無法滿足車主充電需求。② 可以提高電動汽車充電便捷性。由于充電樁數量不足，電動汽車車主經常需要長時間排隊等候充電，增加了車主的等待時間，使電動汽車廣泛推廣受到限制。而通過V2G 技術，電動汽車車主減少了排隊等候的時間，并可隨時隨地為其他車輛提供充電服務，提升了電動汽車充電的便捷性。③ 可以提升電動汽車充電效率。傳統充電樁充電較慢，電動汽車充滿電量需要較長時間。而通過V2G 技術，電動汽車可實現與電網能量的雙向交換，車主既可從電網獲取電力，供電動汽車動力電池電量不足時充電使用，也可以將多余的電能在電動汽車儲存過剩時回傳電網，實現電能互通。

2. 1. 2 提高電動汽車的經濟效益

首先，能夠實現靈活的能源調度，為電網運行提供支持。由于在高峰時段電力需求會迅速增長，而在低谷時段電力需求又呈現低迷態勢，因此，電動汽車通過V2G 技術，可在用電高峰時期將多余電力回傳至電網，達到彈性調度能源的目的。其次，電動汽車車主也可以通過V2G 技術，在經濟上得到收益。當電動汽車接入V2G 技術后，車主可向電網運營方出售車輛儲存的電能，獲得一定收益。此外，電動汽車車主還可以通過參加V2G 技術推廣項目，獲得額外的經濟補貼。比如，通過V2G 技術向電網出售多余電量后，車主可以享受更低的充電價格，從而降低個人充電成本。

2. 1. 3 提高電動汽車的續航能力

通過將電動汽車與太陽能、風能等可再生能源相結合，可實現零排放的能源供應。由于煤炭、石油等傳統能源資源有限，在使用過程中其排放物質易造成大氣污染，而通過將電動汽車與可再生能源相結合，可以進一步降低汽車產業對傳統能源的依賴程度，減少碳排放污染，達到能源供給的零排放。可再生能源是一種符合可持續發展原則的、清潔的可再生能源形式。

2. 2 V2G 技術應用存在的問題

2. 2. 1 商業模式和市場機制尚不成熟

目前V2G 技術的商業應用仍處于初級階段，尚未形成統一的商業模式和規范化的商業運作方式，造成V2G 技術在推廣和運用存在一定難度，并對其市場深度拓展產生一定制約。現階段，V2G 技術的經濟回報率和激勵機制仍不夠清晰，缺乏吸引更多的群體進入該市場。因此，需要進一步對V2G 技術的市場機制進行探索和改進，為V2G 技術應用建立起一套標準化規范化的商業模式，出臺對該技術參與者有利的激勵機制，提高市場效率。

2. 2. 2 技術升級和基礎設施尚未完備

在V2G 技術應用下，電動汽車需要具備充放電的雙向能力。而要實現V2G 技術的有效推廣，需要確保電動汽車的電池技術與充電設施具備兼容性與穩定性。因此，動力電池應具有高效、可靠、壽命長和安全等性能，并符合V2G 技術對電池高負荷、高頻率的充放電要求。此外，為使動力電池的管理系統與V2G 運行過程相適應，保證動力電池運行穩定，其管理系統需要有精確的充放電控制和檢測功能。與此同時，充電設施應具有高功率和高效率特性，擁有多種充電接口，可與不同型號的電動汽車相適應，支持相應的充電標準，滿足V2G技術對快速充電和大功率放電的要求。

2. 2. 3 V2G 技術的接受程度有待提升

目前，仍有不少車主對V2G 技術存在一定疑慮，特別是對電動汽車應用該技術后，動力電池是否會因充放電過于頻繁對車輛的使用壽命產生影響而心存顧慮。因此，要推進V2G 技術的廣泛應用，應通過各大平臺、互聯網等各種社交媒體，將V2G 技術的基本原理及運行機制向廣大車主進行普及，提高車主對V2G 技術的認知，增強車主對這項技術的接受度和信任度。此外，還可結合開展V2G 技術的示范項目及試點的方式，讓車主親身感受V2G 技術帶來的好處與便捷性，通過與車主進行積極的互動與反饋，對車主提出的問題給予及時的答復和消除顧慮，從而增加對V2G 技術的信任度。

3 發展建議

3. 1 優化充電站布局和數量，解決電動汽車入網問題

優化充電站布局和數量，利用有源濾波技術抑制諧波，解決電動汽車入網造成的三相不平衡和諧波污染問題。有源濾波技術是通過引入適當的補償電流，對電網中的諧波進行檢測，并將諧波電流抵消掉。這一技術能使諧波水平明顯降低，從而使電網及電力設備受到的負面沖擊得到緩解。但推廣有源濾波技術的成本較高，阻礙了很多充電站、電源供應商采用并推廣該技術的意愿。為解決這一問題，可以采用有源無源濾波技術混合濾波法，將有源濾波技術與無源濾波技術相結合，這樣不僅可以對諧波起到有效的抑制作用，還可以降低成本。

3. 2 結合城市發展背景，優化電動汽車充電概率密度

做好充電負荷預測是完善電動汽車充電需求規劃和管理的重要工作之一，而人口分布、交通流量及充電設施等分布狀況則是預測充電負荷的關鍵因素。通過將城市規劃信息與交通數據相結合，可優化電動汽車充電概率密度函數中各影響因子權重的設置，從而更精確的預測充電負荷。隨著科技的迅猛發展，電動汽車充電時使用的能源可能來自可再生能源或新能源，因此，為了更好地推斷電動汽車的充電需求，在充電負荷預測中，需要考量可再生能源普及和新能源技術相結合這一因素。

3. 3 反饋電動汽車入網電價信號，實時調整滾動優化

應對電動汽車入網電價的反饋信號進行調研，準確把握電動汽車充電需求及車主的行為變化，制定出合理的分時電價策略，避免出現在用電負荷高峰時期因電價設置不合理而產生的問題。同時，也要把更具吸引力的充電價格提供給車主，引導車主在用電負荷低谷時期進行充電，維持整個電力系統負荷的平衡。由于傳統的分時電價設置往往是基于固定的時間段和負荷預測數據，而電力系統的負荷和車主的充電行為是動態變化的，因此，可以通過實時負荷數據和充電需求預測模型，對實際情況對分時電價進行實時調整和優化。在調整分時電價時應根據具體情況進行靈活操作，達到平衡供需關系的目的，并最大限度地降低負荷高峰出現的概率。

4 結語

隨著新能源汽車保有量持續增長及快充技術的應用，加劇了電網的負荷，對新能源汽車充電效率甚至居民用電都會產生不利影響。為了進一步緩解電網壓力，本文對V2G 技術應用特點進行了解析，提出了進一步推進V2G 技術落地策略，并對V2G 技術未來發展趨勢進行了展望，以期對V2G技術的應用和新能源汽車市場發展具有一定的參考意義。