快充技术下新能源汽车充电对电网的影响（二）光储充与V2G

三、光储充一体化

但由于电网改造所涉及的资源、成本、周期都相当复杂且庞大，因此在多行业的共同探索之下，提出针对车辆的补能方式进行隔离后入网的革新方案。其主要方式是在原本的充电桩直接接入电网的基础上，将其改制为集光伏发电、储能、智能控制及充电于一体的新型电力系统方案。该方案通过对车辆补能的充电网进行隔离，首先确保了居民及正常的工业用电，同时通过光储充一体化建设，在实现光伏自发自用的同时，还可对于余电进行存储。

其在结构上，采用光伏系统与储能系统及微电网的结合方式，让具有能量缓冲作用的储能系统接入电网中，最后再将充电桩接入，以此形成一个对电网具有削峰填谷作用的新型智能充电网络。

图7 光储充一体化建设

如上图示意，在该新智能充电网络中，智能微电网与储能的应用是核心技术之一。其中智能微电网的发电系统对于车企而言，其可通过车用发电系统的降本与降级来实现同一套系统在车用与工业两个领域的合一应用。在产品的技术迭代上，由于车用具有更高的技术要求及应用难度，因此可通过车用需求在工业领域的先期验证后再转移到车用上，以此来降低产品车用的风险及加强对产品验证。通过发电系统在车用、工业上的合一，可对车辆在生产、销售、服务上实现真正意义的闭环。对于光储充一体化建设的运营商而言，其可利用电网的峰谷电价差进行商业运营，以实现业务上的盈利，而该方式目前也已经较成熟。

值得注意的是，目前市面上应用的‘光储充’一体化方案很少能将智能微电网包含其中，而是单纯的储能技术的应用，相对而言这在技术难度上要降低了许多，但储能的成本及场地的需求则提升了不少，充电站运营方多采用此方案。想要进一步降低成本，同时实现车用与工业的合一，微电网的应用则必不可少。

纵观国内市场，在光储充一体化布局上，主机厂首先付诸行动的是本就在储能、汽车等领域皆有涉猎的特斯拉，其于2021年在拉萨/上海等地建设了光储充一体化超充站。在动力电池及储能的企业方面，宁德时代于2022年建有光储充智能超充站。随之而来的是科技企业华为于2023年4月份推出的全液冷超充技术，并携手相关企业建设光储充一体化超充站。

图8 特斯拉光储充一体超充站

三、V2G的应用

基于新能源汽车接入电网的影响，在应对电网的削峰填谷方面，除通过储能系统对车辆的能源汲取进行缓冲外，利用V2G（Vehicle-to-grid）技术让车辆与电网之间形成能源交互，也是实现对电网削峰填谷的技术手段之一。

V2G是指在电网负荷低时，通过车辆的动力电池去存储电能，然后在用电高峰期、电网负荷高的时间段通过‘车到网’的技术向电网释放电能。对于车辆的用户而言，其可通过谷电价买入峰电价卖出的方式实现电价差的收益，以此来降低一定的用车成本。对于电网而言，通过灵活调度市场车辆的储能功能实现对电网负荷的有效调控，可减少对电网储能、扩容等需求的投资建设。

图9 V2G技术

有数据显示，当电动汽车的数量达到万辆时，应用V2G技术，其可为电网提供MW级的功率，但电车数量达到千万辆时，其可为电网提供GW级以上的功率需求。以住宅区的应用为例，当有20%的电动车辆参与V2G应用时，在某一时段其电网的负载将从无序充电的超载状态恢复到基础负载水平。

图10 V2G应用对电网负载的影响

我们知道动力电池在其使用生命周期中充放电的次数是基本固定的，而V2G技术的应用简单来看便是动力电池与电网之间的能量来回流动的过程，也就是动力电池在不断充放电的过程，因此该技术的应用会让动力电池充放电的使用次数变得频繁，而动力电池的频繁充放电会加速其性能的衰减以及使用寿命的缩短。据夏威夷自然能源研究所研究数据表明，在恒定功率下，V2G的应用会显著降低动力电池的寿命至5年甚至以下。

也正是由于该技术的应用会对动力电池寿命及性能造成影响，因此就主机厂方面而言，若车辆在上市时宣传动力电池受用寿命可达某一定年限，而由于V2G技术的应用，使得实际使用年限大打折扣，那么对于市场口碑的树立将难以达成。而对于用户而言，心中的满意度则会直线下降，这固有的印象无形中便是对企业形成了致命的打击。因此主机厂对于家用车的相关车型在V2G技术的可支持性上并不多见，在商用上则有部分支持。

图11 长城欧拉(图片)好猫对V2G技术的支持

综上所述，在新能源汽车保有量不断增加的未来，电车入网对于电网形成的压力将会较之当下更严重，因此为了平衡居民日常用电与车辆充电需求，同时尽可能的在波峰时段降低对电网的冲击，光储充技术与V2G技术将会进一步得到推广。但基于车企不希望通过应用V2G技术给动力电池带去的影响而让车型的市场口碑变差，同时基于用户对车辆的爱护，V2G技术的推广恐会不如预期。因此光储充一体化超充站的建设或将成为未来平衡电网、居民、汽车之间的重要基点，而这其中的储能与微电网的发展或将超出预期。基于此种考虑，光储充技术在未来或被作为重点项目发展。

公众号文章链接：快充技术下新能源汽车充电对电网的影响（二）光储充与V2G