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_40页_3mb

电动汽车与电网互动的商业前景总结

核心内容

电动汽车作为移动储能单元，具备调节电力负荷、消纳可再生能源、改善电能质量等多重潜力。中国作为全球最大的电动汽车市场，在车网互动方面具有独特优势。上海市作为首个国家需求响应试点城市，积累了丰富的经验，为全国提供了重要示范。

主要观点

• 电动汽车参与电力需求响应的潜力：电动汽车可作为灵活的负荷资源，参与削峰填谷，提升电网调节能力。
• 上海试点成果：私人充电桩、专用充电桩和换电站参与需求响应的效果各异，其中换电站的响应率和收益率最高。
• 经济性分析：私人充电桩响应率低但数量多，专用充电桩响应率高且补偿单价较高，换电站具有较高的调节能力和收益。
• 国际经验：国外在分时电价、电力市场与需求响应结合、V2G技术等方面已有较多实践，但商业化程度仍需提升。
• 政策建议：需明确市场准入、建立市场机制、推动能力建设、完善激励政策，促进电动汽车与电网互动的可持续发展。

关键信息

上海市电力系统发展概况

• 2019年上海市全社会用电量为1,568亿千瓦时，第三产业和居民生活用电增长显著。
• 上海市外来电力输入量大，本地电网调峰压力大，电动汽车充电负荷对电网影响显著。
• 上海市已建立虚拟电厂运营平台，具备一定的负荷调节能力。

上海市试点结果

• 私人充电桩：

  • 参与响应数量为159个，响应率为5.3%。
  • 每年响应5次时，单桩年均收益为71元，内部收益率为9%。
  • 填谷响应对可再生能源消纳有显著贡献。

• 专用充电桩：

  • 削峰响应效果明显，响应率高达75%。
  • 每年响应10次时，单桩年均收益可达235元，内部收益率接近50%。

• 换电站：

  • 削峰响应效果最佳，响应率高达81.2%。
  • 每年响应10次时，单站年均收益可达5040元，内部收益率达202%。
  • 换电站具备较强的调节能力，但需考虑备用电池裕度和成本问题。

国际经验对比

• 分时电价：美国加州PG&E等电力公司通过分时电价鼓励用户错峰充电，提升电网运行效率。
• 电力市场与需求响应结合：Enel X与CAISO合作，实现电动汽车作为自动需求响应资源。
• V2G技术：全球多个V2G项目在技术上取得进展，但商业化仍面临挑战，如成本高、用户参与度低等。
• 市场机制的重要性：国际案例显示，市场机制的完善是推动电动汽车作为灵活性资源的关键。

政策建议

• 明确市场准入：为电动汽车参与电力市场设定合理的准入条件。
• 建立市场机制：完善需求响应的竞价机制和考核机制，推动市场化运作。
• 推进能力建设：加强充电设施的智能化和自动化水平，提升车网互动能力。
• 设计激励政策：通过经济激励和政策引导，提升用户参与积极性。
• 完善收益分享机制：明确电网企业、电动汽车车主和充电运营商之间的收益分配。

附件信息

附件1：上海市2019年需求侧响应补偿计算方式

• 补偿公式为：
  $$
  A_{year} = P \times k_4 \times \sum_{i=1}^{n} Q_i k_i
  $$
• 单次响应系数 $k_i$ 由响应量系数、响应速度系数、响应活动时长组成。

附件2：需求响应经济性计算方法

• 内部收益率（IRR）：代表项目净现值为零时的折现率，用于判断项目可行性。
• 需求响应净现金流：
  $$
  CF_{t, sc} = R_{dr} - C_{dr}
  $$
• 需求响应收益：
  $$
  R_{DR} = f \times p_{dr} \times P_{EV} \times (1 - \alpha)
  $$

图表目录

• 图1：上海市三产与居民用电量（亿千瓦时）
• 图2：上海电力来源（亿千瓦时）
• 图3：上海地区最大峰谷差趋势
• 图4：电动汽车与电网互动关系图
• 图5：私人充电桩填谷响应与平日充电负荷对比
• 图6：专用充电桩削峰响应与平日充电负荷对比
• 图7：换电站响应日与平日充电负荷对比
• 图8：上海市三类充电设施需求响应收益率及应用规模对比
• 图9：需求响应与直接错峰充电效果重合示意图
• 图10：需求响应与智能错峰充电效果重合示意图
• 图11：美国加州PG&E电力公司的电动汽车充电分时电价
• 图12：iChargeForward用户参与度
• 图13：iChargeForward电动汽车与电池梯次利用贡献对比
• 图14：美国南加州爱迪生电力公司西部地区日前竞价与需求响应

表格目录

• 表1：中国车网互动的部分试点项目与前景
• 表2：补偿系数规则
• 表3：部分运营商在上海的充电设施布局及报装情况
• 表4：私人充电桩填谷需求响应经济性分析
• 表5：专用充电桩削峰需求响应经济性
• 表6：换电站削峰需求响应经济性
• 表7：内部收益率对响应单价减半的敏感度对比
• 表8：试点案例三类充电设施需求响应竞争力对比
• 表9：全球十大 V2G 项目
• 表10：Parker 项目服务
• 表11：Redispatch 项目服务
• 表12：City-zen 项目服务
• 表13：Smart Solar Charging 项目服务

结论

电动汽车与电网互动在提升电力系统灵活性、优化负荷管理、促进可再生能源消纳等方面具有重要价值。上海市的试点经验表明，不同类型的充电桩在需求响应中表现各异，而国际经验则展示了多种实施模式。未来，应加强市场机制建设、提升技术能力、优化激励政策，推动电动汽车与电网互动的商业化发展。