有序充電就是通過技術、價格和現場等手段,在電網區格、建筑園區和充電場站內,對充電需求進行空間和時間上的調配, 以實現最大限度利用現有配電容量和/或最大限度提供充電服務,從而在安全用電的前提下最大限度提升充電基礎設施的盈利能力。
——楊老濕
1、現狀痛點
隨便舉的三個例子,純為了舉栗,不要杠
場景一:城區現有小區
買電車的業主越來越多,小區停車場需加裝10臺7kW交流壁掛充電樁用于夜間充電。初步計算需增加50kVA+變壓器容量,現有變壓器容量僅剩約15kW且電力部門反饋無法增容。
場景二:新能源物流配送車充電站
老板發大財,業務越做越大,需在現有物流園區充電場站中新增5臺120kW直流充電樁。初步計算需增加500kVA+變壓器容量,但現有變壓容量已滿且電力部門反饋新增變壓器容量需3個月。而這3個月是擴展業務的最佳窗口期,3個月后被對手占去的市場份額已經不需要這個老板再去拓展業務。
場景三:新建公共充電場站
方便市民出行,擬在某市中心公園部署7kW交流和120kW直流充電設施,總配電容量需要新增3臺800kVA變壓器。但政府劃撥資金有限,鑒于其公共服務屬性,盈利不可預測性強,擬引進的充電運營商也猶豫不決,項目停滯不前。
講真,我國的配電網可以說是傲視全球了,但幾十年前的設計師們斷然沒想到未來有一天會出現一個叫電動汽車的東西,需要180kW-200kW單槍輸出功率的電能供應(也即對應200-250A的大電流)且最要命的是還大量隨機的分布在電網各處并隨機地接入/退出。
2、各種定義
(1)百度百科
百度定義
在滿足電動汽車充電需求的前提下,運用實際有效的經濟或技術措施引導、控制電動汽車進行充電,對電網負荷曲線進行削峰填谷,使負荷曲線方差較小,減少了變壓器容量需求,保證了電動汽車與電網的協調互動發展。
百度目標
根據電網的安全運行狀態,電動汽車有序充電控制一般以充電時間和充電功率為控制變量。
以經濟性最優為目標:結合電網分時電價時段劃分與局域配電網負荷波動情況,以用戶充電費用最小和電池起始充電時間最早為控制目標
以對電網影響最小為目標:基于己有配電網絡和常規用電約束,優化電動汽車大規模接入情況下的充電功率,使之能最大限度地利用己有配電網,提高配網運行的經濟性
(2)民間定義
從國網/南網的角度來說,電能在網格小區間的有序調度,包括空間調度和時間調度。(這也解釋了為什么電網興建的儲能電站基本都是需求響應型的,而通過電價調節對于電網來說目前暫不可行是因為基本電價仍然受到監管)。
從充電運營商的角度來說,通過場站現場管理、充電費率、活動補貼等手段,在其充電網絡內引導其用戶在盡可能在期望的時間和地點進行充電。
3、各種價值
·從國網/南網的角度來說
配網安寧,領導安心,用電安全,領導放心。如若能在大范圍內合理調度充電所需的電能甚至預測充電需求,將是能源互聯網、綠能接入、電力交易的又一應用,同時也能在社會面集約資源,減碳減排,從而發揮國企應用的作用。
·從充電運營商的角度來說
充分利用現有資源,盤活充電網絡,擴大營收且無過多的投入;其次,一定程度上保證了現有固定投資的未來保值,改善全成本TCO結構;最后,參與電網需求響應,配合能源調度,增加營收品類。
·從個人車主的角度來說
我們毫不勢利地把車主分為有錢和沒錢兩類:
沒錢擺爛型:無感,能充就好,過程不重要,只看最后充完的結果。比如晚上正常下班到家六七點鐘,只要第二天早上出發的時候是充滿的就好了,不在意充電途中是否因有序充電而調低充電功率甚至停止充電。
有錢隨意型:在有限資源下,有錢人不論在哪里都可以得到更多照顧,即便是有序充電,有錢的車主可以通過加價的方式獲得更多的充電功率,從而更快地完成充電過程。
不過不論怎樣,有序充電為更多的個人車主提供了充電的可能性,大幅降低排隊的時間成本和精力成本,為新能源電動汽車的普及打下了扎實的基礎。
回到文初的三個假設場景,可以期待使用有序充電后的收益是:
場景一:時間管控有序充電。多臺車輛均需要充電時按接入的先后順序,從晚10點至次日早6點,以每N臺車輛為一個充電輪次,輪流對所有車輛進行充電,不論充電量如何,以充電時間作為判定依據,時間到,則充電止。雖然該有序充電管理方式不能滿足個別車主充滿電或第二天出行的要求,但保證了有限配電容量資源下的公平性,此時也不建議采用“價高者充”的管理策略。
場景二:園區有序,忙閑結合。夜間使用動態有序充電,充電樁全部接入車輛,夜間根據整站整個園區的負載情況分配充電功率;白天閑時正常充電,忙時按現有變壓器安全的滿功率容量對單臺電動物流車進行快速補電。
場景三:綜合有序,提升盈利。根據有序充電的系統方案設計,通過價格和現場的雙重管理,引導實現特定時間充電,培養充電習慣,可減配1-2臺變壓器,降低初期靜態投資,推進項目順利進行。
4、規范標準
國家層面尚無國標或規范,主要由國家電網推動,充電設備必須接入電網智慧車聯網平臺,接受調控策略或指令。
政策引導:
? 國辦發〔2020〕39號《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》
? 國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部、財政部 《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》(發改能源〔2018〕1698號)
? 《國家發展改革委等部門關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》發改能源規[2022]53號
?《北京市人民政府辦公廳關于進一步加強電動汽車充電基礎設施建設和管理的實施意見》京政辦發〔2017〕36號
? 上海市促進電動汽車充(換)電設施 互聯互通有序發展暫行辦法
? 上海市《關于本市進一步推動充換電基礎設施建設的實施意見》
? 江蘇省居住(小)區新能源汽車充電設施有序充電技術規范
? 江蘇省人民政府辦公廳《江蘇省新能源汽車充(換)電設施建設運營管理辦法》蘇工信規〔2022〕2號
技術規范:DB31/T1296-2021 《電動汽車智能充電樁智能充電及互動響應技術要求》
楊老濕推測,除非配電建設與充電基礎設施鋪設能同步,否則目前配電容量尚可顫顫巍巍滿足交流充電,一旦360kW/480kW的超充/閃充/極速充全面鋪開,僅靠行政手段不予批復或者拿條建設,絕不是解決之道。所以,在《上海市促進電動汽車充(換)電設施互聯互通有序發展暫行辦法》中明確指出“充電站點評價指標及評分細則(以站點為單位評定)智能有序充電,經線下審核及線上調度,可實現設施智能有序充電調度的站點,得5分;否則不得分”,直接將有序充電與充電場站的補貼申領掛鉤;再有,如成都居民小區“統建統籌”下的供方,會不會聯手將有序充電作為基礎要求甚至準入門檻。
結語
狹義的有序充電通過“樁-平臺”或能源路由完成,平衡單個接電點的各個維度;廣義的有序充電則通過電網調度、價格機制等時空手段,尋求社會資源的充分利用和合理分配。對于車主而言,有序充電將培養車主的充電習慣,培育谷電市場,從而可能激發新的業態。
最后,有序充電的實現主要依靠軟件算法和硬件采集的聯動并同時考慮容錯機制等安全措施,并不是拍腦袋動動嘴就可以隨便搞的,請敬畏科學,尊重技術,栓Q~
來源:第一電動網
作者:楊老濕
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