中国储能网讯：5月19日至21日，“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开， 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。
原中国电力科学研究院科技部总工程师、教授级高工张祖平在“直流配电与储能专场”，发表了题为“大容量直流充电桩集群的调峰研究”的精彩演讲。
演讲内容如下：
张祖平：大家早上好！我为什么选择这个题目呢？因为我认为电动汽车今后是一个非常大的增长点，电动汽车也很多特性，特别是直流充电桩，它的容量可能占了我们今后负荷的一个很大的比例，我估计也可能再过10年或者20年，咱们至少在城市范围内，它要能占到50%以上的负荷，因此调峰的问题就很突出。实际上咱们的调峰电力系统是分层的，哪一个层级都需要调峰。
今天汇报的内容主要包括这么几个方面，一是我国新能源汽车的发展现状及未来发展趋势，我会把国家在新能源汽车方面的一些变化的东西给大家展示一下。第二是纯电动乘用车电气参数及对电网的影响，第三是电力系统运行的特点及其调峰需求，第四是利用电动车充电的集群控制功能来进行调峰，也就是配电层级的调峰，最后有一个结束语。
我国的新能源汽车发展现状，近十多年来，我国新能源汽车的发展，总量已经稳居世界第一位，到2017年全国新能源汽车的保有量已经达到了153万辆，占汽车保有量的0.7%，2017年我国的汽车产量是2900多万辆，其中新能源分别达到了79万辆和77万辆，新能源汽车占汽车销售总量的2.69%。
新能源汽车的发展预测，根据国家能源局和发改委的相关资料，到2018年新能源汽车大概在105到120万辆，到2020年，新能源汽车市场的份额占当年的7%，这个步子还是迈得很快的，到2025年，新能源汽车的产量预计达到700万辆，市场份额大概占20%。随着保有量的增加，在新建小区同步规划新能源汽车的充电桩，这个配套设施从发改委、能源局都给了很多政策，轿车电动化越来越得到消费者的接纳。
纯电动汽车的百公里耗电量大概15到25千瓦时，由于百公里大概在20千瓦时左右，新能源电池的容量也是逐步提高的，现在的续航历程已经从100多公里，最新型的汽车已经达到了500多公里，它的电池容量也从过去的20到40千瓦时提升到了80到100千瓦时。咱们国内目前汽车的容量基本上在四五十千瓦时。我认为今后电池容量提升到100到200千瓦时是能看得见的趋势，这么大的容量对充电设施的容量也提出了更高的要求。我们知道交流的充电桩的功率大概在3—5千瓦，现在也发展到了10—40千瓦，这跟汽车的进步也是同步的。交流充电桩毕竟功率比较小，因为它只是提供一个电源。直流充电桩的充电功率最大的已经做到了500千瓦级甚至更高，电压也是逐步提高的，从220V到380V，现在到直流的750V。这都使得配电网的改造工作面临极大的挑战。我以前一直是做大电网规划、配电网规划，我们要考虑这么多的充电功率加入到我们的配电网，我们的电网应该怎么进行改造。
下面把交流充电桩、直流充电桩的状况简单介绍一下。交流充电桩是慢充，它只是提供电力供应，它是为电动汽车里面的一个车载的小功率的直流充电机提供交流电源。既然是车载，它的功率就大不了。交流充电桩目前有7千瓦、10千瓦、22千瓦、40千瓦等功率，充电速度比较慢，要几个小时甚至十几个小时，我看有的资料，甚至要30多个小时才能把它充满。不但充的时间长，而且它的充电功率是不可调的，它的主要逻辑模块就是像右边那个图一样（见PPT）。
直流充电桩和交流充电桩的区别在于，它配置了一个大功率的非车载充电机，由若干充电模块组成，可直接为电动汽车动力电池充电，因此它的充电功率大，而了充电时间短，它也叫快充，由于你的充电模块是拼接的，它的充电功率也是可调的。（见PPT）下面是一个示意图，这边是我们的电网，上面的是交流充电桩，就是一个挂在墙上的充电桩，下面是一个直流充电桩，这两个路径走哪个都可以，交流的就慢一点，直流的快一点，蓝色的那一块就是电动汽车，交流充电桩是通过车载冲电气给到高压配电盒，然后到电池。直流充电桩直接到了电池，它的充电机是在直流充电桩里面。
直流充电桩也叫快充，它的充电模块是以15千瓦为主，30千瓦充电模块的需求也变得越来越迫切，主要是锂电池容量越来越大。由于它是组合起来的，而且它是通过电力电子可以随意组合，调整你的充电功率，这些特性都为我们的调峰提供了一个非常好的特性。
充电桩对电网的影响。咱们现在的新能源汽车保有量还不足以达到调峰的效果，电动汽车只有达到一定比例，才有有序充电的模式，才能避免配电设备过载而对电网安全造成不利的影响。如果说新能源汽车多了，充电桩容量大了，才会对电网有影响，咱们的电网承受能力还是很强的。
下面再简单介绍一下电力系统运行的特点。电力系统是最大的人造系统，它和其它的能源不一样，不太能储存，它是在同一瞬间完成发、输、配、用的。电力生产和消费的整体性、同时性和随机性是电力生产最突出的特征，当然咱们可以用储能技术把同时性弱化，但是咱们所有的储能加起来和整个电力系统的规模相比，它还不是一个数量级的，整体性就说明所有的设备都要参与，同时性就是发、输、配、用同时进行。随机性是什么意思呢？因为这是一个最大的人造系统，负荷变化、设备异常、突发干扰等，都会使得我们的电网或者用电线随时发生一些变化，因此要进行监控、跟踪等等，来保证我们的电网的安全运行。
电力系统为什么需要调峰？这跟我们的电力系统的负荷曲线是密切相关的。大家知道我们的生产生活的用电规律，它有一个周期性的特点，比如说白天生产的用电增加，到晚上民用的用电增加，到后半夜大都休息了，生产也暂停了，这时候是一个低谷，有峰有谷，电力系统负荷自然的峰谷差大概在30%到50%甚至更高，但是也有一些工业用电是比较平缓的，比如说大型机房的服务器，石化企业等等，这些是连续生产的，但是那些毕竟是少数，绝大部分是高高低低波动的，这就是电力系统的特征。如果我们不调峰，给电网造成的压力是很大的，因为我们电网设备的容量要把最高的负荷覆盖住，如果你能把峰削掉，就可以减缓我们的设备投资的压力。
调峰目标是通过技术手段对符合曲线进行削峰填谷，使电网达到安全可控、经济运行的目的。总体来说一是整体要平衡，二是分区要平衡，三是分层要平衡，整体平衡的技术手段，我们是通过日调度，比如说抽水蓄能，它的调峰能达到数千万千瓦级。还有就是分区，比如说粤东地区、粤西地区等等，你只有分区平衡，才能减少联线潮流的串动。
这是我去年到惠州那个抽水蓄能电站拍的照片，这是他们的主控室，有8台机，中间那个是它的上库，后面一个是它的大的转子，最后一个是机房，这也是国内一个比较大的抽水蓄能电站。
分层就是有超高压层、配电网层。上面如果调得多了，对下面也是有帮助的，下面有一定的调峰手段，不但对各个局部是有好处的，对上级调峰的压力也可以降低。
充电桩的调峰能力。电动汽车有一个非常好的特点，它的充电过程具有随时可中断性，我在充电的过程中给它断一下电没关系，因此它非常适合给电网调峰，它可以灵活控制总体的充电功率。我们现在单一的直流充电桩达到了百千瓦以上，如果是若干集群（几千千瓦），对一个配电网调峰是非常好的有效的调节工具。因此充电桩今后的发展就是有序充电，它对咱们整体的控制系统都提出了很高的要求，这也是一个从事自动控制行业的增长点。
充电桩的调峰策略，参与调峰的充电桩应该是以削峰为主、填谷为辅。我这里说的填谷，实际上我不希望填补，主要是为了削峰。小功率交流桩不建议参与调峰，因为它本身不可控，而且就它那点电量，不足以使我们把峰调下来。大功率直流充电桩，而且是比较多的充电桩，才可以参与调峰。
充电桩的调峰控制模式，一是集中控制，我们不能让电动车刚充电就把它调整，如果当它的充电量大于80%了，可以优先调减它的充电功率，对于已充电大于50%的可以考虑适当调节。如果对于已充电量小于50%，也就是说它电池里没什么电的，一般来说，除非确有必要，暂不要调整。二是分散控制，不同的配电变压器，不同的馈线，不管是怎么充，不应该引起相应的配电变压器和中压馈线过载。
另外一个是不建议利用动力电池返送调峰。我现在看到好多文章说V2G，实际上我在参加一些国际会议的时候也跟国际上的一些专家交流，他们也不建议电池返送，因为电池本身很昂贵，它的充电次数是有限的，我只要减少给你的充电功率就可以了。另外就是要加强配电网建设，提高配电网自身的供电能力。
最后是一个结束语，单一直流虫连桩额定功率大（可达百千瓦级），且充电功率可实现平滑调节，它不仅仅是模块并列可以采用，而且它本身也是可以调节的，它如果在配电网负荷中的占比达到一定的规模（一般至少要30%到50%），在集群控制模式下，更加适合参与配电网层的调峰，可为配电网的安全运行提供有效的手段。
谢谢大家。
（本文根据现场录音整理，未经本人审核）
