1.3.3 電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的場(chǎng)景

電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)同措施能夠在不同應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮作用，可參與電網(wǎng)調(diào)峰、電網(wǎng)調(diào)頻、配電網(wǎng)阻塞管理以及需求響應(yīng)和綠電交易[5-6]。

風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性為電力系統(tǒng)供需平衡帶來了巨大挑戰(zhàn)，電動(dòng)汽車可以作為分布式電源，或與其他電源、可控負(fù)荷等聯(lián)合調(diào)控形成虛擬電廠，提供輔助服務(wù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷的削峰填谷與電力實(shí)時(shí)平衡，并參與電力市場(chǎng)交易。延緩對(duì)新建電廠或靈活資源的投資，促進(jìn)可再生能源消納。提升電力系統(tǒng)靈活性是實(shí)現(xiàn)未來高滲透率可再生能源電力系統(tǒng)的必然選擇。

（1）參與電網(wǎng)調(diào)峰

電動(dòng)汽車作為負(fù)荷側(cè)靈活資源，有條件參與需求響應(yīng)市場(chǎng)、特定調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力現(xiàn)貨試點(diǎn)。隨著大比例可再生能源接入，電動(dòng)汽車參與電力系統(tǒng)填谷的需求也不斷增加，特別是電動(dòng)汽車的主要充電時(shí)間與風(fēng)電出力大的夜間（或春節(jié)期間）高度重疊，有助于縮小電網(wǎng)峰谷差，促進(jìn)風(fēng)力消納。

例如，華北調(diào)峰輔助市場(chǎng)明確允許負(fù)荷側(cè)電動(dòng)汽車（及充電樁）作為市場(chǎng)參與主體，輔助可再生能源消納。與需求響應(yīng)市場(chǎng)相比，調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)車輛數(shù)量和持續(xù)時(shí)長要求較高，僅有大型負(fù)荷集成商（如成規(guī)模的充電運(yùn)營商或電網(wǎng)企業(yè)）有條件參與。

（2）參與電網(wǎng)調(diào)頻

調(diào)頻是保障電力系統(tǒng)頻率變動(dòng)保持在允許偏差范圍內(nèi)（50Hz±0.2Hz）的重要電力輔助服務(wù)手段。雖然目前調(diào)頻市場(chǎng)空間僅為電網(wǎng)峰值負(fù)荷的2%～3%，但未來隨著波動(dòng)性可再生能源接入規(guī)模的提升，電網(wǎng)調(diào)頻需求將持續(xù)增長。以往調(diào)頻服務(wù)一般由發(fā)電機(jī)組提供，且對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)時(shí)間等有較高的要求，一般一次調(diào)頻主動(dòng)持續(xù)一小段時(shí)間（秒級(jí)），待由自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）提供二次調(diào)頻（分鐘級(jí)）。參與調(diào)頻的傳統(tǒng)燃煤和天然氣發(fā)電機(jī)組需要頻繁調(diào)節(jié)機(jī)組發(fā)電出力，因此會(huì)影響機(jī)組氣門、鍋爐等系統(tǒng)部件壽命，且參與調(diào)頻的成本也更高。電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)由于響應(yīng)速度快，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制，與傳統(tǒng)火電資源相比，更適用于調(diào)頻服務(wù)，其未來市場(chǎng)前景可期。

（3）參與配電網(wǎng)阻塞管理

隨著電動(dòng)汽車接入配電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其充電時(shí)間的疊加或負(fù)荷高峰時(shí)段的充電行為將會(huì)加重配電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，造成配變?nèi)萘抠Y源緊張，甚至可能帶來線路阻塞與區(qū)域電力送電能力不足、電壓越限等安全問題。同時(shí)，由于已有的公共配電網(wǎng)和用戶側(cè)配電設(shè)施在當(dāng)年建設(shè)時(shí)沒有考慮電動(dòng)汽車充電需求，電動(dòng)汽車的發(fā)展使得部分地區(qū)的局部配電網(wǎng)產(chǎn)生了增容改造的需求，帶來較高的配網(wǎng)建設(shè)和擴(kuò)容成本。作為一類大功率、非線性負(fù)荷的設(shè)備，電動(dòng)汽車充電設(shè)施布局分散，會(huì)產(chǎn)生很高的諧波電流和沖擊電壓，并存在用戶私拉電線和飛線充電等問題，給電網(wǎng)公司配電側(cè)管理帶來難題。因此，電動(dòng)汽車的大規(guī)模接入對(duì)配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成很大挑戰(zhàn)。

另外，電動(dòng)汽車作為柔性負(fù)荷，具有源荷雙重身份，通過車網(wǎng)互動(dòng)可以增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性。通過有序充電、V2G等控制手段可以促進(jìn)分布式新能源的消納，進(jìn)一步提高配電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的承載能力水平。通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車的充電和放電，可以均衡配變負(fù)荷，提高其容量的利用率，緩解線路電壓、潮流越限等問題，延緩配電網(wǎng)的升級(jí)改造，提升配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

（4）參與需求響應(yīng)和綠電交易

由于具有負(fù)荷靈活的特點(diǎn)，電動(dòng)汽車逐漸成為需求響應(yīng)的重要組成。面對(duì)夏季居民負(fù)荷顯著提升，電動(dòng)汽車能夠在系統(tǒng)負(fù)荷峰時(shí)不充電或者放電，實(shí)現(xiàn)削峰，從而實(shí)現(xiàn)迎峰度夏。對(duì)比傳統(tǒng)需求側(cè)靈活資源，電動(dòng)汽車的可調(diào)節(jié)容量大，響應(yīng)速度快，是一種重要的需求響應(yīng)可調(diào)資源。電動(dòng)汽車作為靈活負(fù)荷資源，已參與了國內(nèi)部分地區(qū)的需求響應(yīng)試點(diǎn)。目前，部分地區(qū)（如江蘇）的需求響應(yīng)可占3%左右的最大用電負(fù)荷。在未來，隨著用戶側(cè)儲(chǔ)能等技術(shù)的普及，需求響應(yīng)有望減少10%以上的最大用電負(fù)荷。

綠色電力產(chǎn)品是一種全新的、特殊的電力商品。綠色電力交易的開展，短期可以解決各類企業(yè)缺乏購買綠色電力途徑的問題，中長期可以促進(jìn)新能源的發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型，遠(yuǎn)期將對(duì)全社會(huì)的綠色生產(chǎn)生活方式，對(duì)人們綠色消費(fèi)、綠色生活、綠色價(jià)值理念的培育起到深遠(yuǎn)的影響。在當(dāng)前階段，電動(dòng)汽車參與綠電交易的實(shí)現(xiàn)途徑主要為碳排放交易市場(chǎng)和綠證交易市場(chǎng)。碳排放交易市場(chǎng)是指將二氧化碳排放權(quán)作為商品進(jìn)行買賣的市場(chǎng)。由于電動(dòng)汽車的排放量相對(duì)較低，可將未使用的排放額度出售給其他企業(yè)，以獲得經(jīng)濟(jì)回報(bào)。綠證交易市場(chǎng)涉及可再生能源發(fā)電的相關(guān)證書。為促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，政府頒發(fā)綠色證書給可再生能源發(fā)電廠，證明其生產(chǎn)的電力來自可再生能源。電動(dòng)汽車企業(yè)希望消費(fèi)綠色電力，實(shí)現(xiàn)清潔用能，踐行社會(huì)責(zé)任，提升品牌形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，愿意為綠色電力的環(huán)境價(jià)值買單。他們可購買這些綠證，以證明其使用的電能源自可再生能源，從而實(shí)現(xiàn)參與綠電交易。通過參與碳排放交易市場(chǎng)和綠證交易市場(chǎng)，電動(dòng)汽車能夠?yàn)槠渌牡碾娔茉催M(jìn)行認(rèn)證，促進(jìn)可再生能源的使用并減少碳排放。這也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通和環(huán)保目標(biāo)的有效途徑。