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从上海需求响应试点案例看电动汽车与电网互动商业前景

北极星智能电网在线  来源:北极星智能电网在线    2020/6/4 14:26:54  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:6月3日,自然资源保护协会与中国电动汽车百人会举办线上报告发布会暨研讨会,邀请行业专家、企业管理者共同探索电动汽车与电网协同的路径、潜力、商业模式。会上发布了《电动汽车与电网互动的商业前景——上海市需求响应试点案例》报告,这是国内首份对电动汽车参与需求响应的研究报告。报告的研究数据来自于2019年下半年上海市电动汽车参与电力需求响应的试点活动,这也是我国电网首次对充电服务商和电动汽车制造商开放的需求响应试点。

上海为国内首个需求响应试点城市

我国是全球最大的电动汽车市场,推动电动汽车和电网协同发展意义重大。截至2019年底,全国新能源汽车保有量达381万辆。其中,纯电动汽车保有量为310万辆,占比超过80%。电动汽车充电负荷带来的电力需求有可能给电力系统造成较大的负担。随着电动汽车进一步规模化推广,电力系统遭受的冲击可能会加大。与此同时,电动汽车也是高度灵活的移动储能单元,在调整用电负荷、改善电能质量、消纳可再生能源方面潜力巨大,还能有助于减少配电网乃至全网的扩容需求。

2014年,上海市成为国家发展改革委指定的首个需求响应试点城市。上海市电动汽车保有量位居全国前列,充电桩数量超过28万个,车桩配比接近1:1。与此同时,上海市的私家车、公交、公务、环卫和物流等不同领域的电动汽车充电需求各异,交直流及充换电模式种类多样,加之外来电力占比高,本地电网调峰压力大,大量电动汽车充电对电网的影响不容忽视。

近年来,上海市一直在积极探索通过经济手段激励全类型的可控负荷资源参与需求响应试验,应用场景不断扩大,主要参与者是商业、建筑以及工业企业用户。2019年,上海市开展了6次试点活动。其中,端午节开展的“填谷”需求响应试点中首次接入了电动汽车。在上海市经信委的支持下,上海市电力公司和自然资源保护协会作为主要协调方,邀请各大充电服务商和电动汽车主机厂参与需求响应。参与此次需求响应的运营商包括国网电动汽车、蔚来、星星充电、普天、依威能源、小桔充电等。

本次报告以2019年6月~12月上海电动汽车参与电力需求响应的试点活动数据为基础,选取蔚来充换电平台上的运行数据,对私人充电桩、专用充电桩以及换电站参与需求响应的效果进行对比分析。

应加快推进车网互动能力建设

蔚来汽车充电平台在上海安装了约3000个私桩。响应日当天,实际参与响应的私桩数量为159个,占全部平台充电桩数量的比例为5.3%。价格激励对电动车主有较强引导效果。相比平日充电负荷,参与响应的159个私人充电桩在响应日填谷响应时段的平均充电负荷是平日该时段充电负荷的7.8倍,且平均充电量也远高于平日。也就是说,这些电动汽车车主在响应时段集中充电。对于电动汽车车主而言,在需求响应聚合商的充电桩投资成本固定和响应补偿单价确定的情况下,参与需求响应的频次决定了收益水平。当响应次数达到10次,参与需求响应的收益率达到27%。

专用桩的需求响应参与度明显高于私桩。一方面,专用桩拥有与私桩相似的车辆接入时长优势。另一方面,专用桩比私桩更便于开展集中充电行为管控,其参与需求响应的可靠性也相对更高。在经济性方面,目前上海对削峰需求响应的补偿单价较高,约为填谷补偿的两倍。办公地专用桩具有较大削峰空间,其参与需求响应的经济性也相对较高。若年均响应次数达到10次则收益率接近50%。

在一定备用电池裕度下,换电站的响应率是三种充电设施中最高的。在经济性方面,鉴于换电站具有较强的充电时间管控能力,响应日当天提前通知量仅为30分钟,响应的补偿单价也达到6元,远高于一般预约需求响应的补偿水平。

报告指出,未来市场化下的补偿价格可能因用电负荷增长、新能源接入、需求侧资源增多等因素产生波动,对充电负荷集成商成本控制和抗风险能力将提出更高要求。此外,尽管2019年参与需求响应的车辆以纯电动车型为主,但上海市插电式混合动力车型占比较高 。一方面,插电式车型较小的充电需求将影响其需求响应规模。另一方面,由于里程焦虑较小,插电式车型用户参与需求响应的接受度可能相对较高,其参与需求响应的综合效果仍有待验证。

报告结合试点效果与经济性分析,对3类充换电设施未来参与电力需求响应的前景进行了对比。电动汽车接入私桩的时段往往在傍晚至凌晨,更适合参与负荷填谷。相比之下,专用桩和换电站的调节灵活度较高。从试点结果看,专用桩和换电站可实现相对集中管理,对调度指令的响应率也较高。需求响应资源量方面,私桩和专用桩的规模潜力较大,应合理设计激励机制,加大对私桩和专用桩的资源潜力挖掘力度。虽然目前换电站调节能力较强,但随着车辆日常换电需求的增大,其日间参与需求响应的效果将取决于换电站备用电池数量和综合管控能力。

报告认为,从上海试点情况看,充电运营商平台与虚拟电厂运管平台信息交互门槛高、响应量预测和动态调度能力待提升,以及各参与主体之间收益分享机制尚不明确等因素,影响了未来大规模电动汽车参与积极性。

为进一步推动车网互动模式发展,报告建议,尽快明确电动汽车参与电力市场的准入条件,鼓励实施主体多元化。同时要逐步完善车网互动的市场机制,形成电网企业、电动汽车车主、充电运营商等多方主体共赢的商业模式。此外,应加快推进车网互动能力建设,建立良好的监控计量软硬件环境,为车网互动的常态化、自动化、智能化提供技术保障。

报告还介绍了一些国外推动电动汽车负荷作为电力系统灵活性资源的案例,包括美国PG&E电力公司的电动汽车充电分时电价项目等。车网互联的应用还在早期阶段,部分项目在商业化方面取得了良好效果。报告认为,国外案例的模式是否可持续,决定因素在于市场机制是否透明运作,以及定价是否有科学依据。不管是电力公司执行的分时电价,或者是电力现货市场的电价,都是市场所决定的。资源的价值按供需平衡实况波动,卖方及买方都有动力主动调整行为以获得经济效益。

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