自然资源保护协会：电动汽车发展对配电网影响及效益评估_50页__1mb

电动汽车发展对配电网影响及效益分析总结

核心内容概述

本报告系统分析了电动汽车发展对配电网的影响及其带来的效益，涵盖了电动汽车与充电基础设施的发展现状、用电特性、对电网的影响、与电网互动的模式、技术路线、政策与市场环境，以及“车-桩-网”互动对配电网的负荷特性、需求侧资源、规划建设、调度运行和供电服务的影响。同时，构建了综合效益评价体系，包括经济性、安全稳定性和环境友好性，并通过案例分析展示了不同场景下的具体效益。

主要观点与关键信息

电动汽车与充电基础设施发展现状

• 全球新能源汽车市场在2017年销量超过122.3万辆，同比增长58%。中国新能源汽车销量达77.7万辆，占全球销量的49%。
• 中国已成为全球最大的充电桩市场，截至2017年底，累计建设充电桩45万个，其中私人充电桩24万个，公共充电桩21万个。
• 充电基础设施呈现区域分布不均，东部、南部地区发展较快，而西部和北部发展较慢。

电动汽车与充电基础设施用电特性

• 充电行为差异主要体现在充电时间分布和速率要求上，而设施用电特性则包括可引导性、容量需求、电压等级和负荷特性。
• 专用充电设施的可引导性强，且对配电网负荷影响较大；城市公共充电设施用电分散，对配电网的负荷波动影响较大。

充电基础设施对电网的影响

• 对整体电网影响：无序充电会导致电网峰值负荷增加，2020年和2030年国家电网经营区域分别增加1361万千瓦和1.53亿千瓦。
• 对配电网影响：电动汽车聚集充电可能引起局部负荷紧张，增加配电网建设改造需求。
• 对供电服务影响：零散报装模式增加了电网服务压力，存在公平性与安全隐患问题。

“车-桩-网”互动模式

• 五种互动模式包括：价格引导模式、本地优化的智能充电模式、全网优化的智能充电模式、本地优化的智能充放电模式、全网优化的智能充放电模式。
• 本地优化模式可降低配电网建设成本，全网优化模式可提升电网灵活性与新能源消纳能力。

“车-桩-网”互动对配电网的影响

• 负荷特性：有序充电可降低峰谷差，提高负载率，减少最大负荷。
• 需求侧资源：电动汽车作为移动储能资源，可与分布式电源协调运行，提高储能利用率。
• 规划建设：互动模式有助于优化配电网容量配置，降低建设成本。
• 调度运行：提升电网灵活性调节能力，增强调峰调频和备用容量。
• 供电服务：促进供电服务多样化，提升电网服务质量。

关键效益评价体系

经济性指标

• 配电网扩建容量减少量：通过有序充电可减少扩建容量，降低电网投资。
• 节约配电网建设成本：有序充电模式下，建设成本显著下降。
• 提高存量电网资源利用率：提升现有设备的使用效率。

安全稳定性指标

• 事故支撑能力：电动汽车可作为辅助电源，增强配电网在故障时的恢复能力。
• 降低配网最大负载率：减少电网负荷波动，提升电网安全运行水平。
• 对供电可靠性的贡献：V2G模式下，电动汽车可为重要负荷供电，提高供电可靠性。
• 对调峰能力的贡献：通过优化充放电行为，减少负荷波动，提升电网调峰能力。

环境友好性指标

• 可再生能源消纳能力：电动汽车有序充放电可提升新能源消纳能力。
• 电网节能减排效益：通过减少化石能源使用，提升电网整体环境效益。

案例分析

住宅公寓分散式充电桩

• 无序充电情况下，配电网容量需求增加105%，建设成本达297.5万元。
• 有序充电可减少容量需求35%，建设成本降至462.5万元。
• 有序充电对负荷波动的控制效果显著，可降低配电网最大负载率。

商业场所分散式充电桩

• 无序充电容量需求增加105%，建设成本达297.5万元。
• 有序充电可减少容量需求35%，建设成本降至462.5万元。
• 有序充电可提升电网资源利用率，改善供电服务。

城市集中式充电站

• 配电网容量需求显著增加，有序充电可有效缓解负荷波动，提升可再生能源消纳能力。

结论与建议

结论

• “车-桩-网”互动模式可显著提升配电网的经济性、安全稳定性和环境友好性。
• 电动汽车的移动储能特性为电网提供了新的优化手段，有助于提升电网灵活性和新能源消纳能力。

建议

1. 加快关键技术突破：研发可控充放电桩，提升充电基础设施智能化水平。
2. 科学建设配电网：合理规划配电网，适应电动汽车充电需求。
3. 推动政策与市场机制：制定激励政策，完善车联网平台，加强电动汽车用户管理。
4. 加快电力市场建设：建立电动汽车参与电网辅助服务的市场机制。
5. 探索商业模式：推动多方共赢的互动模式，保障“车-桩-网”互动的持续发展。
6. 优化充电控制模式：推动本地与全网优化的智能充放电模式应用。

下一步研究方向

1. 动力电池梯次利用政策机制与市场评估模型研究。
2. 燃料电池汽车发展前景及其对配电网形态的影响研究。

图表目录（摘要）

• 图1-1：全国各地区电动汽车充电设施情况（截止2017年底）。
• 图3-1：“车-桩-网”互动模式中信息传递框架。
• 图3-2：五种充电模式发展路径。
• 图3-3：充电设施服务内容与运营模式的演变趋势。
• 图3-4：充电设施市场格局发展展望。
• 图4-1：“车-桩-网”互动模式。
• 图6-1：住宅区负荷曲线。
• 图6-2：商业区负荷曲线。
• 图6-3：光伏就地消纳能力。

表格目录（摘要）

• 表1-1：2017年中国新能源汽车销售量。
• 表1-2：充电基础设施的“需求侧”特征。
• 表1-3：各类充电基础设施的用电特性。
• 表3-1：充电基础设施与电网互动的五种模式。
• 表4-1：电动汽车有序无序充电负荷对比。
• 表4-2：典型小区电动汽车充电设施配电容量需求。
• 表4-3：无序充电情景下典型小区电动汽车充电设施配电成本。
• 表4-4：有序充电情景下典型小区电动汽车充电设施配电成本。
• 表5-1：“车-桩-网”互动对配电网效益评价体系。
• 表6-1：案例效益汇总。

综合效益计算公式

“车-桩-网”互动模式提升的社会综合效益 = （无序充电模式电网建设成本 + 无序充电模式因供电质量造成的生产损失成本 + 无序充电模式碳排放成本） - （互动模式电网建设成本 + 互动模式因供电质量造成的生产损失成本 + 互动模式碳排放成本）