基于V2G技术的电动汽车与电网融合市场前景分析

关键词：汽车到电网（V2G）；分时电价；电动汽车；市场前景

0前言

在全球气候变暖和能源危机的大背景下，电动汽车作为一种清洁、低污染的交通工具，正逐渐受到人们的青睐。随着汽车到电网（V2G）技术的广泛应用，电动汽车不仅可以有效降低碳排放，还能为电网反向输送电能，提高能源利用效率。V2G 技术核心是在电动汽车和电网之间实现能量的双向传输。在电网负荷高峰时，电动汽车可以将储存的电能回馈给电网，以减轻电网压力，这种“ 削峰填谷”式的能源效应有助于电力系统的稳定性和经济性平衡电网供需关系。对于电动汽车车主而言，V2G 技术提供了一种新的收益模式，车主可以选择在电价较低的时候充电，在电价较高的时候把电出售给电网，根据市场的电价和电网的需求来获取经济收益。

1V2G 技术运行原理

1. 1 V2G 技术概述

动力电池是电动汽车的动力源，其发展离不开电网的支持，在此背景下，V2G 技术应运而生。该技术是一种电动汽车与配电网络之间的创新型互动模式，不仅可以帮助电动汽车充电具有灵活性和可靠性，还有利于电力配置的可持续发展。首先，V2G 技术为电动汽车车主提供了更多的选择。传统电动汽车仅能通过电网获取能量进行充电，但是在V2G 技术支持下，电动汽车车主可将车辆的电力储能系统作为备用电源，满足汽车的续航需求。因此，无论是长途旅行需快速充电，还是在停车场进行短期充电，V2G 技术都可以为车主提供更多的便利，带来良好的用车体验。其次，V2G 技术对于电网的可持续发展具有重要意义。电网通常在高峰期出现能源供不应求现象，易导致电力系统负荷过大，而应用了V2G 技术，则可以让电动汽车成为微型储能系统，将富余电力供应给电网，缓解电网负荷，提高电力系统的运行效率。此外，V2G 技术还可以为电网提供能源储备，当电力系统面临突发情况或紧急需求时，可通过经济利益驱动电动汽车车主，将储能系统作为电源备用调节电源，保障电网的稳定运行。

1. 2 电动汽车充电方式

电动汽车充电方式主要分为2 种。一种是日常性充电方式：大多数电动汽车车主可以在自己的居住场所、工作单位及公共停车场完成电动汽车充电，这种充电模式虽然对充电桩数量和分布有一定要求，但在短程范围内还是比较容易找寻到充电桩，车主可灵活安排车辆的充电时间。另一种是长途性充电方式：在长途车程中，为确保电动汽车的续航能力，车主只能在高速公路服务区或特定电站进行充电，这种充电模式对设施的充电速度和分布密度有较高要求，因此相较于第一种充电方式，这种充电方式存在明显局限性。

2 基于V2G 技术应用的电动汽车市场

2. 1 V2G 技术应用促进电动汽车市场的发展

2. 1. 1 解决电动汽车充电桩的不足

随着电动汽车地不断普及，越来越多的人选择电动汽车出行，但充电设施建设成本高、充电速度慢等因素又制约了电动汽车进一步发展。V2G 技术可以使电动汽车成为移动充电桩，解决充电桩数量不足的问题，并可为其他车辆提供充电服务。主要体现在：① 可以扩大电动汽车充电网络的覆盖面。传统充电桩等基础设施建设需要投入大量资金，且充电桩也有异地布设的要求，因此仅靠目前的充电桩数量已无法满足车主充电需求。② 可以提高电动汽车充电便捷性。由于充电桩数量不足，电动汽车车主经常需要长时间排队等候充电，增加了车主的等待时间，使电动汽车广泛推广受到限制。而通过V2G 技术，电动汽车车主减少了排队等候的时间，并可随时随地为其他车辆提供充电服务，提升了电动汽车充电的便捷性。③ 可以提升电动汽车充电效率。传统充电桩充电较慢，电动汽车充满电量需要较长时间。而通过V2G 技术，电动汽车可实现与电网能量的双向交换，车主既可从电网获取电力，供电动汽车动力电池电量不足时充电使用，也可以将多余的电能在电动汽车储存过剩时回传电网，实现电能互通。

2. 1. 2 提高电动汽车的经济效益

首先，能够实现灵活的能源调度，为电网运行提供支持。由于在高峰时段电力需求会迅速增长，而在低谷时段电力需求又呈现低迷态势，因此，电动汽车通过V2G 技术，可在用电高峰时期将多余电力回传至电网，达到弹性调度能源的目的。其次，电动汽车车主也可以通过V2G 技术，在经济上得到收益。当电动汽车接入V2G 技术后，车主可向电网运营方出售车辆储存的电能，获得一定收益。此外，电动汽车车主还可以通过参加V2G 技术推广项目，获得额外的经济补贴。比如，通过V2G 技术向电网出售多余电量后，车主可以享受更低的充电价格，从而降低个人充电成本。

2. 1. 3 提高电动汽车的续航能力

通过将电动汽车与太阳能、风能等可再生能源相结合，可实现零排放的能源供应。由于煤炭、石油等传统能源资源有限，在使用过程中其排放物质易造成大气污染，而通过将电动汽车与可再生能源相结合，可以进一步降低汽车产业对传统能源的依赖程度，减少碳排放污染，达到能源供给的零排放。可再生能源是一种符合可持续发展原则的、清洁的可再生能源形式。

2. 2 V2G 技术应用存在的问题

2. 2. 1 商业模式和市场机制尚不成熟

目前V2G 技术的商业应用仍处于初级阶段，尚未形成统一的商业模式和规范化的商业运作方式，造成V2G 技术在推广和运用存在一定难度，并对其市场深度拓展产生一定制约。现阶段，V2G 技术的经济回报率和激励机制仍不够清晰，缺乏吸引更多的群体进入该市场。因此，需要进一步对V2G 技术的市场机制进行探索和改进，为V2G 技术应用建立起一套标准化规范化的商业模式，出台对该技术参与者有利的激励机制，提高市场效率。

2. 2. 2 技术升级和基础设施尚未完备

在V2G 技术应用下，电动汽车需要具备充放电的双向能力。而要实现V2G 技术的有效推广，需要确保电动汽车的电池技术与充电设施具备兼容性与稳定性。因此，动力电池应具有高效、可靠、寿命长和安全等性能，并符合V2G 技术对电池高负荷、高频率的充放电要求。此外，为使动力电池的管理系统与V2G 运行过程相适应，保证动力电池运行稳定，其管理系统需要有精确的充放电控制和检测功能。与此同时，充电设施应具有高功率和高效率特性，拥有多种充电接口，可与不同型号的电动汽车相适应，支持相应的充电标准，满足V2G技术对快速充电和大功率放电的要求。

2. 2. 3 V2G 技术的接受程度有待提升

目前，仍有不少车主对V2G 技术存在一定疑虑，特别是对电动汽车应用该技术后，动力电池是否会因充放电过于频繁对车辆的使用寿命产生影响而心存顾虑。因此，要推进V2G 技术的广泛应用，应通过各大平台、互联网等各种社交媒体，将V2G 技术的基本原理及运行机制向广大车主进行普及，提高车主对V2G 技术的认知，增强车主对这项技术的接受度和信任度。此外，还可结合开展V2G 技术的示范项目及试点的方式，让车主亲身感受V2G 技术带来的好处与便捷性，通过与车主进行积极的互动与反馈，对车主提出的问题给予及时的答复和消除顾虑，从而增加对V2G 技术的信任度。

3 发展建议

3. 1 优化充电站布局和数量，解决电动汽车入网问题

优化充电站布局和数量，利用有源滤波技术抑制谐波，解决电动汽车入网造成的三相不平衡和谐波污染问题。有源滤波技术是通过引入适当的补偿电流，对电网中的谐波进行检测，并将谐波电流抵消掉。这一技术能使谐波水平明显降低，从而使电网及电力设备受到的负面冲击得到缓解。但推广有源滤波技术的成本较高，阻碍了很多充电站、电源供应商采用并推广该技术的意愿。为解决这一问题，可以采用有源无源滤波技术混合滤波法，将有源滤波技术与无源滤波技术相结合，这样不仅可以对谐波起到有效的抑制作用，还可以降低成本。

3. 2 结合城市发展背景，优化电动汽车充电概率密度

做好充电负荷预测是完善电动汽车充电需求规划和管理的重要工作之一，而人口分布、交通流量及充电设施等分布状况则是预测充电负荷的关键因素。通过将城市规划信息与交通数据相结合，可优化电动汽车充电概率密度函数中各影响因子权重的设置，从而更精确的预测充电负荷。随着科技的迅猛发展，电动汽车充电时使用的能源可能来自可再生能源或新能源，因此，为了更好地推断电动汽车的充电需求，在充电负荷预测中，需要考量可再生能源普及和新能源技术相结合这一因素。

3. 3 反馈电动汽车入网电价信号，实时调整滚动优化

应对电动汽车入网电价的反馈信号进行调研，准确把握电动汽车充电需求及车主的行为变化，制定出合理的分时电价策略，避免出现在用电负荷高峰时期因电价设置不合理而产生的问题。同时，也要把更具吸引力的充电价格提供给车主，引导车主在用电负荷低谷时期进行充电，维持整个电力系统负荷的平衡。由于传统的分时电价设置往往是基于固定的时间段和负荷预测数据，而电力系统的负荷和车主的充电行为是动态变化的，因此，可以通过实时负荷数据和充电需求预测模型，对实际情况对分时电价进行实时调整和优化。在调整分时电价时应根据具体情况进行灵活操作，达到平衡供需关系的目的，并最大限度地降低负荷高峰出现的概率。

4 结语

随着新能源汽车保有量持续增长及快充技术的应用，加剧了电网的负荷，对新能源汽车充电效率甚至居民用电都会产生不利影响。为了进一步缓解电网压力，本文对V2G 技术应用特点进行了解析，提出了进一步推进V2G 技术落地策略，并对V2G 技术未来发展趋势进行了展望，以期对V2G技术的应用和新能源汽车市场发展具有一定的参考意义。