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從上海需求響應試點案例看電動汽車與電網互動商業前景

作者:中國儲能網新聞中心 來源:EVNEWS 發布時間:2020-06-05 瀏覽:
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6月3日,自然資源保護協會(NRDC)與中國電動汽車百人會舉辦線上報告發布會暨研討會,邀請行業專家、企業管理者共同探討了電動汽車與電網協同的路徑、潛力、商業模式,并發布了《電動汽車與電網互動的商業前景—上海市需求響應試點案例》報告,這是國內第一份對電動汽車參與需求響應的研究報告。

這份報告的研究數據來自于2019年下半年上海電動汽車參與電力需求響應的試點活動,也是國內電網第一次對充電服務商和電動汽車制造商開放的需求響應試點。

中國是全球最大的電動汽車市場,推動電動汽車和電網協同發展意義重大。截至2019年年底,全國新能源汽車保有量達381萬輛。其中,純電動汽車保有量為310萬輛,占比超過80%。電動汽車充電負荷帶來的電力需求有可能給電力系統造成較大的負擔。隨著電動汽車進一步規?;茝V,電力系統遭受的沖擊可能會加大。與此同時,電動汽車也是高度靈活的移動儲能單元,在調整用電負荷、改善電能質量、消納可再生能源方面潛力巨大,還能有助于減少配電網乃至全網的擴容需求。

上海全市充電樁數量超過28萬個,車樁配比接近1:1,其中私人充電樁19萬個,公共樁和專用樁分別為5萬和4萬個。截至2019年底,上海電動汽車保有量超26萬輛。在電動汽車保有量位居全國前列的同時,上海全市的私家車、公交、公務、環衛和物流等不同領域的電動汽車充電需求各異,交直流及充換電模式種類多樣,加之外來電力占比高,本地電網調峰壓力大,大量電動汽車充電對電網的影響不容忽視。

上海市于2014年成為國家發展改革委指定的首個需求響應試點城市。近年來,上海一直在積極探索通過經濟手段激勵全類型的可控負荷資源參與需求響應試驗,應用場景不斷擴大,主要參與者是商業、建筑以及工業企業用戶。2019年,上海市開展了六次試點活動。其中,端午節開展的“填谷”需求響應試點中首次接入了電動汽車。在上海市經信委的支持下,上海市電力公司和NRDC作為主要協調方,邀請各大充電服務商和電動汽車主機廠參與需求響應。參與此次需求響應的運營商包括國網電動汽車、蔚來、星星充電、普天、依威能源、小桔充電等。

《電動汽車與電網互動的商業前景—上海市需求響應試點案例》報告以2019年6月-12月上海電動汽車參與電力需求響應的試點活動數據為基礎,選取了蔚來充換電平臺上的運行數據,對私人充電樁、專用充電樁以及換電站參與需求響應的效果進行了對比分析。

蔚來汽車充電平臺在上海安裝了約3000個私樁。響應日當日,實際參與響應的私樁數量為159個,占全部平臺充電樁數量的比例為5.3%。價格激勵對電動車主有較強引導效果。相比平日充電負荷,參與響應的159個私人充電樁在響應日填谷響應時段的平均充電負荷是平日該時段充電負荷的7.8倍,且平均充電量也遠高于平日。也就是說,這些電動汽車車主在響應時段集中充電。對于電動汽車車主而言,在需求響應聚合商的充電樁投資成本固定和響應補償單價確定的情況下,參與需求響應的頻次決定了收益水平。當響應次數達到10次,參與需求響應的收益率達到27%。

專用樁的需求響應參與度明顯高于私樁。一方面,專用樁擁有與私樁相似的車輛接入時長優勢。另一方面,專用樁比私樁更便于開展集中充電行為管控,其參與需求響應的可靠性也相對更高。在經濟性方面,目前上海對削峰需求響應的補償單價較高,約為填谷補償的兩倍。辦公地專用樁具有較大削峰空間,其參與需求響應的經濟性也相對較高。若年均響應次數達到10次則收益率接近50%。

在一定備用電池裕度下,換電站的響應率是三種充電設施中最高的。在經濟性方面,鑒于換電站具有較強的充電時間管控能力,響應日當日提前通知量僅為30分鐘,響應的補償單價也達到6元,遠高于一般預約需求響應的補償水平。

報告指出,未來市場化下的補償價格可能因用電負荷增長、新能源接入、需求側資源增多等因素產生波動,對充電負荷集成商成本控制和抗風險能力將提出更高要求。此外,盡管2019年參與需求響應的車輛以純電動車型為主,但上海市插電式混合動力車型占比較高 。一方面,插電式車型較小的充電需求將影響其需求響應規模;另一方面,由于里程焦慮較小,插電式車型用戶參與需求響應的接受度可能相對較高,其參與需求響應的綜合效果仍有待驗證。

報告結合試點效果與經濟性分析,對三類充換電設施未來參與電力需求響應的前景進行了對比。電動汽車接入私樁的時段往往在傍晚至凌晨,更適合參與負荷填谷。相比之下,專用樁和換電站的調節靈活度較高。從試點結果看,專用樁和換電站可實現相對集中管理,對調度指令的響應率也較高。需求響應資源量方面,私樁和專用樁的規模潛力較大,應合理設計激勵機制,加大對私樁和專用樁的資源潛力挖掘力度。雖然目前換電站調節能力較強,但隨著車輛日常換電需求的增大,其日間參與需求響應的效果將取決于換電站備用電池數量和綜合管控能力。

報告還介紹了一些國外推動電動汽車負荷作為電力系統靈活性資源的案例,包括美國PG&E電力公司的電動汽車充電分時電價項目等。車網互聯(V2G)的應用還在早期階段,部分項目在商業化方面取得了良好效果。報告認為,國外案例的模式是否可持續,決定因素在于市場機制是否透明運作,以及定價是否有科學依據。不管是電力公司執行的分時電價,或者是電力現貨市場的電價,都是市場所決定的。資源的價值按供需平衡實況波動,賣方及買方都有動力主動調整行為以獲得經濟效益。

從上海試點情況看,充電運營商平臺與虛擬電廠運管平臺信息交互門檻高、響應量預測和動態調度能力待提升,以及各參與主體之間收益分享機制尚不明確等因素,影響了未來大規模電動汽車參與積極性。

為進一步推動車網互動模式發展,報告建議盡快明確電動汽車參與電力市場的準入條件,鼓勵實施主體多元化。同時要逐步完善車網互動的市場機制,形成電網企業、電動汽車車主、充電運營商等多方主體共贏的商業模式。此外,應加快推進車網互動能力建設,建立良好的監控計量軟硬件環境,為車網互動的常態化、自動化、智能化提供技術保障。

關鍵字:電動汽車 充電站

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