2017-电动汽车在上海市电力系统中的应用潜力研究_26页

电动汽车在上海市电力系统中的应用潜力研究总结

核心内容

本研究聚焦于电动汽车在上海市电力系统中的应用潜力，分析了其对电力系统负荷、经济性及市场机制的影响，并提出相应的建议。研究发现，电动汽车的普及将显著影响电力系统的运行特性，但通过有序充电和需求响应机制，电动汽车可以成为重要的灵活性资源，有助于提升电力系统运行效率和稳定性。

主要观点

• 电动汽车发展背景：电动汽车是推动我国节能减排和产业结构转型的重要工具。国家出台多项政策支持其发展，如补贴、免征购置税、充电设施建设等，促使电动汽车市场快速增长。
• 电动汽车对电力系统的影响：电动汽车充电负荷将显著提升电网负荷高峰，增加系统运行压力；但通过有序充电和双向互动技术，其可作为分布式储能资源，实现负荷削峰填谷和辅助服务。
• 充电负荷特性：随机充电模式将增加电网峰谷差，而有序充电可有效缓解这一问题，将充电负荷转移至低谷时段。
• 需求响应潜力：电动汽车具有较强的调节能力，特别是在分时电价激励下，其参与需求响应的比例可显著提升，有助于降低电网峰谷差和提升可再生能源消纳能力。
• V2G（车辆到电网）潜力：V2G技术可提升电动汽车的调节价值，但受限于电池寿命和成本，目前经济效益偏低。未来随着电池技术进步和成本下降，V2G将成为重要的辅助服务资源。
• 市场机制与运营模式：当前电力市场机制对电动汽车的引导不足，需建立反映灵活性资源价值的市场机制，同时推动充电设施与电网协调发展。

关键信息

电动汽车数量与充电需求预测

• 常规发展情景：到2030年，电动汽车销量占比28%，保有量155万辆，充电量需求约12.4TWh，占全市用电量的7.4%。
• 高速发展情景：到2030年，电动汽车销量占比43%，保有量245万辆，充电量需求约19.6TWh，占全市用电量的11.2%。

充电负荷特性

• 随机充电显著提升傍晚负荷高峰，增加峰谷差。
• 有序充电可将充电负荷转移至低谷时段，有效缓解电网压力。

需求响应经济性分析

• 电动汽车的充电需求与出行需求分离，调节成本低于传统需求响应资源。
• 在2:1分时电价下，电动汽车参与率约75%，峰谷差降低3.7GW，移峰电量42.2亿kWh。
• 在6:1分时电价下，电动汽车参与率提升至90%，峰谷差进一步降低至4.4GW，移峰电量达50.6亿kWh。

电动汽车V2G分析

• V2G具备快速响应、高综合效率、低网损和低成本等优势，但受限于电池寿命和市场环境，目前经济效益偏低。
• 随着电池技术进步和成本下降，V2G将具备更高的应用价值，有助于提升电网灵活性和可再生能源消纳能力。

充电基础设施与价格体系

• 上海市充电设施以慢充为主，快速充电受限于电网容量和成本。
• 2020年充电桩规模预计达到21.1万个，未来需加快住宅及办公地点充电设施建设。
• 当前充电价格机制存在容量电价、电量电价及充电服务费等问题，需综合考虑三者，以引导错峰充电。

充电负荷对电网的影响

• 电动汽车接入将增加配电网的负荷，导致变压器和线路过载，增加系统升级成本。
• 通过有序充电，可有效降低系统升级成本，提高电网运行效率和稳定性。

建议与展望

• 加强有序充（放）电技术研究：提升电动汽车充电的灵活性，推动其作为分布式储能资源。
• 实施聚合式充电负荷调控：通过智能电网和充电平台，实现对电动汽车充电行为的集中管理。
• 建立反映灵活性资源价值的市场机制：推动电力市场改革，建立分时段电量交易市场，提高电动汽车参与电力市场积极性。
• 加快住宅及办公地点充电设施建设：提升充电便利性，推动电动汽车的普及和有序充电。
• 研究制定充电价格体系：通过合理的价格机制，引导电动汽车用户参与需求响应，实现电网与用户的双赢。
• 推动V2G技术发展：通过技术进步和政策支持，提升V2G的经济性和可行性。
• 研究局限与展望：需进一步研究电动汽车与电网互动的长期效益，探索更完善的市场机制和政策支持。

附件与图表示例

• 图2-1：2006-2016年中国电动汽车销量及市场占比。
• 图3-1：上海市新能源车数量规划规模。
• 图3-2：2015年上海市冬、夏典型日负荷曲线。
• 图3-3：2015年上海电力能源结构细分情况。
• 图3-4：2020年上海电网全社会用电量水平估计。
• 图3-5：2020年上海电网最高用电负荷水平估计。
• 图3-6：两种情景下上海市2020-2030年电动汽车销量及保有量。
• 图3-7：电动汽车充电负荷影响因素。
• 图3-8：上海市各类电动乘用车停车时间概率分布。
• 图3-9：两种情景下2030年上海市夏季电动汽车充电负荷。
• 图4-1：上海市电动私家车、公务车停车及充电时间概率分布。
• 图4-2：两种情景下电动汽车有序充电调节效果。
• 图4-3：两种电动汽车发展情景私家车/公务车随机及有序充电负荷。
• 图4-4：电动汽车参与需求响应经济性分析。
• 图4-5：传统需求响应资源与电动汽车有序充电响应成本示意图。
• 图4-6：电动汽车V2G成本下降潜力。
• 图4-7：上海宝马互联驾驶研究院电动汽车及储能项目框架示意图。

表目录

• 表2-1：国内典型插电式混合动力汽车关键参数。
• 表2-2：国内典型纯电动汽车关键参数。
• 表3-1：电动汽车充电模式。
• 表4-1：2030年电动汽车需求响应下电网负荷。
• 表4-2：三类电价情景下电动汽车充电调节效益。

结论

电动汽车的普及将对上海市电力系统带来深远影响，其充电负荷特性与需求响应潜力需通过技术、市场及政策的协同推进加以释放。未来，随着技术进步和政策完善，电动汽车有望成为电力系统的重要调节资源，助力实现低碳、高效、智能的能源转型。