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相比传统燃油内燃机汽车,电动汽车有与生俱来的能源互联网基因。
不同于传统燃油内燃机汽车,电动汽车可通过车载电脑控制电压,直接微调每个车轮角度及转速,此时决定车辆操控性能的不再是传动系统、变速器和差速器,而是处理器速度和内存容量。电子设备比单纯机械设备有更快速的反应和更佳的稳定性,电动汽车对电子设备也更具亲和力。虽然近年来诸如电子控制单元(ECU)、电子循迹稳定(ESP)等技术正在成为传统燃油汽车的标配技术,但基于燃油发动机的动力及驱动系统终究是汽车进一步智能化的根本制约。在车辆与电网衔接方面,智能充电设施的普及将帮助实现交通用能信息的数字化和充电负荷的可观可控。目前基于CAN(控制器局域网络)总线的电动汽车充电接口通信协议已开放电池充放电相关的信息,充电服务商、售电企业和集成服务商等运营主体可作为大电网与个体车辆之间的媒介,轻松实现电网与车辆充/放电信息互联,并衍生出电池监测、有序充电、需求响应和双向互动等附加服务,从而真正释放电动汽车在能源互联网中的应用潜力,而该潜力又取决于电动汽车规模、应用价值及商业模式等因素。
我国电动汽车规模
受激励政策驱动,近年来我国电动汽车增速迅猛,电动汽车数量的快速提升奠定了其在能源物联网的体量规模。2014年我国新能源汽车产销量分别为7.85万辆和7.48万辆,是仅次于美国的全球第二大新能源汽车消费市场。2015年新能源汽车产销量保持快速增长趋势,1~11月新能源汽车产量达到27.9万辆,远远超过美国增速,成为全球最大新能源汽车市场。
大规模电动汽车将成为现代电力系统重要的需求响应及分布式储能资源。电动汽车与燃油汽车类似,平均每辆车每天运行时间2~4小时,其余20~22小时可接入电网进行充放电。按全国人口13.5亿为计,假设千人汽车保有量为30%,按电动汽车渗透率75%计算,全国电动汽车数量规模可达到3亿辆,若单车平均充放电功率为7千瓦,动力电池容量为84千瓦时,则车网互动(V2G)所能提供的理论充放电调节容量为21亿千瓦和252亿千瓦时,分别为目前全国发电装机容量的1.5倍和抽水蓄能储能容量的96倍。特别是在集成运营模式下,运营商可充分优化车辆的接入电网和充放电时序,最大限度发挥电动汽车储能潜力。相比传统灵活发电技术(如单循环燃气轮机发电启动到满负荷需10分钟以上),动力电池调节速度快,响应时间毫秒级,远高于其他灵活电源。同时,动力电池调节精度高,充放电几乎完全贴合调度指令,可高质量地完成电网调度指令。
电动汽车与可再生能源
凭借能源互联网,电动汽车与可再生能源电力一起构建清洁高效的电力系统。当前全球能源体系正经历着清洁低碳化变革。到2014年底,全球风电、光伏发电装机已经分别达到3.7亿千瓦和1.77亿千瓦。一些国家已有超过20%的电力需求来自风能和太阳能,局部地区部分时段风电和太阳能发电出力甚至超过电力系统负荷的50%5。到2015年底,我国风电、光伏发电装机容量已位居全球第一,成为全球可再生能源发电规模最大的国家。随着电力系统中可再生能源发电比重不断增加,电力系统灵活性资源的应用价值快速提升,大规模可再生能源发电与不确定的用电负荷一起,为电力系统灵活性资源的发展提供了巨大空间。
虽然化石能源发电具备一定的调节能力,但快速、频繁地调整化石能源发电出力将显著增加其运行能耗及成本。为满足常规发电机组运行工况的需要,电网往往通过事先制定固定发用电计划对调度运行和用电负荷进行管理。在发电侧,随着风电、光伏等波动性可再生能源发电规模不断提高,调度机构越来越难以通过制定固定的发电计划和调度指令对发电侧进行管控。在需求侧,固定的用电计划也限制了各类需求响应资源参与电力系统灵活性调节的空间。特别是随着分布式电源、微电网、电动汽车等新型用电技术和用电模式的引入,需求侧用电负荷的不确定性也在逐渐上升。正是电力系统发电侧和需求侧越来越多的波动性和不确定性因素,为电动汽车融入能源互联网提供了前所未有的机遇。
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3月28日上午,长沙市雨花区与国网长沙供电公司签订新型电力系统深化合作协议,通过建立健全“政府主导、政企联动、责任共担、合作共赢”等工作机制,充分发挥各自优势,加强在能源电力领域的全面合作,加快构建新型电力系统,实现雨花区电网向能源互联网转型升级,为加快建设全国一流现代化强区提供强
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