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对电动汽车与电网互动技术的讨论和建议

随着新能源发电和电动汽车的大规模发展，电网的调节能力持续下降，新能源消纳的压力日益增加，配电网在结构与运行等方面的薄弱性逐渐暴露。具备信息双向流动、能量双向/单向流动并存特征的电动汽车与电网互动（以下简称“车网互动”）技术的发展对于满足用户充电需求、缓解配电网建设压力、有效利用电动汽车灵活性资源及消纳新能源等都具有重要意义。基于此，本文以问答形式对车网互动技术进行了现状总结，探讨了未来该领域的潜在研究方向。

问：车网互动技术的含义是什么？

答：车网互动技术一般指在满足用户的充电需求或意愿的前提下，电动汽车及充换电基础设施通过与运营商、电网等进行信息交互，根据不同的运行策略（调峰、新能源消纳、运行成本等），电动汽车动力电池以聚合的形式，与各层级能量管理系统（电网、微电网、楼宇、小区等）进行能量互动。车网互动包括有序充电和有序充放电两种模式，具备信息双向流动、能量双向/单向流动并存的特征。

问：现有的车网互动框架主要有哪几种？不足是什么？可以如何改进？

答：车网互动的控制方式主要涵盖分散式控制、集中式控制和分层式控制。现有的车网互动技术研究大多基于分层式控制框架，电动汽车用户通过参与需求响应来与电网进行互动。基于需求响应的互动技术较易实现，但难以实现车网互动的全部功能，仅能部分满足电网的削峰填谷等需求，难以应对电网的区域级或节点级调控需求，使用场景受限。因此，需设计一种能够进一步提升车网互动灵活性的高效车网互动框架，提升车网互动响应电网主动调控的能力。为此，笔者提出了一种兼容需求响应和主动调控的车网互动整体框架，如图1所示。该框架对车网互动进行了梳理，能够客观反映车网互动发展的不同阶段，并兼容满足融合互动需求的不同的车网互动模式，包括：发展初期充(换)电设备层与电动汽车的无序充(换)电模式；充(换)电服务网络运行监控层通过与充(换)电设备层、电动汽车用户的信息交互实现的区域自治式有序充(换)电模式；电网层、充(换)电服务网络层、电动汽车用户等各方共同参与，基于需求响应或主动调控的有序充(换)电模式；多网融合背景下信息双向交互、能量单/双向流动并存的双向电能互动（有序充放电）模式。

图1兼容需求响应和主动调控的车网互动整体框架

问：车网互动流程有什么特点？现有的互动流程可以如何改进？

答：基于车网互动技术的充电控制流程是多层级的，包括电动汽车用户与运营商、运营商与电网等。以运营商层为例，根据用户的充电需求或参与调控的意愿，并结合所控制区域内的实时负荷状态、电网下达的调控需求等因素对充电行为进行有序调控。在指令下达后，上层对下层的充电状态进行监控，在确保充电安全的基础上，评估充电指令的执行情况以及充电策略的可调整性。鉴于现有的车网互动控制流程未能充分涵盖参与车网互动过程的多主体间的交互关系，且过程步骤较为粗略，本文提出了兼顾需求响应和主动调控的车网互动总体控制流程，具体内容见图2。

图2兼容需求响应和主动调控的车网互动

整体控制流程

问：国内外车网互动配套政策进展如何？标准化体系推进进度如何？未来中国车网互动标准化推进方向可以从哪些方面推进？

答：就政策进展而言，国外，特别是美国加州，近年来通过颁布强制性政策法规如《电力监管法典》（SB676法案）和《加州健康和安全法典》（SB233立法草案），极大地推动了车网互动的快速发展。这些法规不仅设定了具体的时间节点，如到2030年所有新售电动汽车必须具备双向充放电功能，还明确了加州公共事业监管机构(CaliforniaPublicUtilitiesCommission,CPUC)和加州能源委员会(CaliforniaEnergyCommission,CEC)在车网互动市场监管和标准制定方面的职责。中国近年来在车网互动技术、装备系统、设施建设以及信息安全维护等方面也相继发布了多项政策，涵盖战略规划、财政补贴、税收减免和产业支持等多个维度，为车网互动的发展提供了强有力的支持和指导。2023年12月，国家发展改革委、能源局等部门联合印发了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》（以下简称《意见》），要求构建新能源汽车与供电网之间的双向互动体系，促进新能源汽车与电网的深度融合，推动能源互联网的发展，进一步优化中国能源结构，提升能源利用效率。《意见》具有指导性作用，对于推进大规模车网互动领域的发展具有重要意义。在上海、深圳、北京、江苏等电动汽车发展较快的地区，车网互动相关地方政策也取得了显著的突破。

近年来，车网互动领域的标准制定进展显著。以国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）和电气与电子工程师协会（IEEE）等机构为代表，针对车网互动过程中的有序充换电、充放电及信息交互等关键环节，发布了一系列相关标准，可以为各国车网互动技术的发