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广东电科院赵伟:南方电网电动汽车及充电设施建设运营技术与实践

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2017-05-08 浏览:

中国储能网讯:2017年4月24-26日,第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开,来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表,围绕产业热点话题,发表了一系列精彩演讲,中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间,南网广东电力科学研究院储能技术研究所副所长赵伟,在“电动汽车与动力电池专场”,以《南方电网电动汽车及充电设施建设运营技术与实践》为题发表演讲,现将演讲主要内容发布,以飨读者。

南网广东电力科学研究院储能技术研究所副所长赵伟

赵伟:首先感谢大会能够给我和南网一个机会,向各位介绍一下南方电网公司关于电动汽车推广情况,重点是在充电设施以及运营方面做的一些工作。南方电网公司特别是广东电科院这几年在电动汽车推广做了一些工作,主要是承担了一些国家科技项目编写企业标准以及建设南方电网公司的电动汽车充电运营管理系统,以及建设了一个电动汽车包括动力电池部分的综合测试系统。下面主要分这五个方面,把我们在电动汽车和充电设施推广建设过程当中遇到的问题还有一些困惑跟大家分享一下。

首先是政策背景,这个想必大家都比较清楚,国家工信部包括国务院出台了一些政策要求建设充电设施要满足500万辆电动汽车的充电需求,并且最早在2008年开始的时候关于先有鸡还是先有蛋的讨论一直争论不休,但是2016年国家明确了要桩站先行先把充电设施建立起来满足电动汽车方便出行。另外要求新建住宅要100%建设充电设施和预留安装位置,并且公共停车场不低于10%,现在新建的楼盘都是按照这个规定在做。另外2020年提供几个数据,包括要满足1.2万换电站、480万台充电桩的要求。

这是国家的配套文件,在换电站、出租车充换电站、环卫等专用车充电站提出一些量化的要求。南方电网公司也是为应对国家政策的要求提出了一些对策,包括前两年在珠三角地区要满足高速重点城市的互联,另外优先在广州、深圳、佛山、东莞、中山等17个重点城市至少建设1-2个充电基础设施示范点,这个也都完成了。并且在前两年我们要求南方电网公司各个机关大楼充电点和营销业务厅至少建设2个充电站,这些也都做起来了。另外要求2020年完成珠三角和海南岛区域全覆盖的互联互通,包括东莞后街的充电站也是进行了互联互通。在运营系统方面我们也大力推进“互联网+基础设施”建设工作,建设了南方电网公司统计的电动汽车充放电运营管理系统,为电动汽车的用户出行做了一些工作。

广东省也是对工作非常重视,特别是一季度中央到广东省来检查工作也把充电设施建设前期情况不是很好的列为重点督导事项,二季度还会来督察。规划方面在2020年广东省全省准备建成充电站1450座,分散的充电桩是35万个,总投资达到540亿元。今年3月份我们这边建设了南网充电系统,广东省发改委相关领导到我们这来视察完了之后也是要求我们依托南方电网公司充电运营管理系统建设全省统一的充电设施智能服务平台,并且要求今年6月份上线运行。一方面不完全是行政的动作,广东省发改委要求广东省所有建的充电设施补贴发放要拟接入系统还有以有没有实际使用为前提,这是政策背景。另外刚才刘秘书长介绍了相关的补贴情况,从2010年开始跟踪这块研究工作到现在国家的补贴其实一直在下降,也是希望能尽快走向市场化发展的过程。我们看到2017-2018年,最近出台的补贴标准基本上是跟2016年的基础上下降了20%,2019年-2020年要在2016年的基础上再下降20%,所以说我们也是希望看到电动汽车尽快到市场化运行的过程。

这是两个重点城市深圳和广州补贴的标准,除了国务院规定的标准地方都是采取1比1的配套,深圳每年暂定指标10万个按每个月来分配,其中两万个是只针对电动小汽车采用摇号的方式来获取。车型目录是跟国家新能源汽车目录是保持一致的没有单独设置门槛,另外广州采取补贴1比1的政策,已经购买的车可以按照最新政策追溯补贴。另外像广州这边比如环境污染实行机动车限行的时候新能源汽车上路不受限行约束,并且上牌的时候有绿色通道。电价政策在广东省建设充电设施对充电设施的建设方法是能够申请经营型集中式充电设施的专门电价,跟大功率电价是一样的,但是免收基本费,还是非常优惠的。另外家庭、居民以及党政机关各个体系单位建设的话都是按照当地所在的充电电价同样执行,不会单纯再执行新的电价。电动汽车充电执行峰谷以及电脑过程当中发生配套电网改造全部纳入电网公司输配电成本来进行消化。服务费这方面南方地区像广州公交车付费的上限是八毛钱,乘用车是1.2元,深圳都是1元,佛山是公交车1.2元,乘用车0.7元。我们实际上是没有收服务费的,只有充电电费,目前是这个情况。

第二个部分是充电设施的建设和运营。这块因为电动汽车实际上是市场非常火爆,但是真正推广过程当中还是有非常多的问题,充电设施这块建设运营主体还是非常多,除了电网公司之外包括社会上很多运营商大家都非常有兴趣布局市场,这个门槛还是比较低,设备质量也不过硬。另外设备和系统的标准不一样,从2015年最新发布了五项国标之后好一点,但是目前侧重于运营这块的标准非常少,导致大家现在电动汽车上路之后手里握着好多充电卡也下载了非常多的手机APP非常不方便,还没有完全做到互联互通。第三个是充电桩资源比较少,真正建设当中跟相关的关联方在高速上建,另外跟当地的物业沟通起来还是有非常多的问题另外运营成本等等方面还是很难出来。这是电动汽车运营模式,主要是存在整车销售、整车租赁、电池租赁和系统运营商等等几个方面的运营模式,这个从2008年开始各种模式都有非常多的试点,包括关联模式现在可能慢慢的要不再推,还是以整车销售为主包括一些分时租赁是目前比较火爆的市场。南方电网公司从2010年开始也是大力在建设,2016年在城际高速路、公交充电站和公共服务领域总共投资超过1.2亿,建设充电设施2000多个,这跟国网公司相比相对来说还是要差很多。另外广东电网公司是南方电网排头兵,在去年一年总共投资包括配电线路和改造方面的投资超过1.56亿,总共建设重点项目100多个,其中直流充电机大功率是300多个,大概是这个情况。广东电网公司依托国内首个关于电动汽车运营方面的国家863计划课题建成了“互联网+”领域下的电动汽车运营管理系统,去年也在电动汽车体验中心上线也是在国资委的网站上进行了宣传。平台主要是几个方面,就是为了方便出行能够做到智能、安全、开放、共享,做到电动汽车充电设施以及电动汽车用户运营之间的互联互通,这是我们的目的。这是当时系统建设主要的架构,主要是能够满足充电站、换电站、充电桩以及用户这是我们基础设备,把他们的信息采集到整个服务平台里面,服务平台现在有三个层面,一个是内部管理的监控系统远程查看充电设备的运行情况做到维护。

另外是服务支撑平台还有我们自主研发的移动手机APP,大家到广东省内如果有电动汽车运行一定要下载一下,可以使用。另外根据广东省发改委的要求针对政府应用、不同车辆的应用以及不同车辆运营商的需求做了一些专用的建设开发。另外今年6月份我们会实现跟一些公司自己的互联互通,把结算方面和信息共享方面做到大家都能看得到。这是系统的界面情况,这是运营监控平台还有服务支撑平台以及手机粤易充APP,目前APP这块已经接入了电网公司刚才提到的几家公司正在与他们公司洽谈,这个数据统计还是比较旧了,去年上线到今年大概一两个月的时间完成了将近1000个用户的注册情况,充电电量达到5000多,电动汽车非常火爆但是真正上路运行的也不是特别理想。我们举了两个典型的充电站,这是东莞后街是广东省内首个跟国网地区互联互通的站,2017年今年1月份充电400多次,另外我们有一个公交车充电站这是今年1月份,因为本来是有十辆比亚迪K9在运行,但是早期运行的过程当中难度非常多,现在只有一辆在用。1月份整个月充电次数是61次有7000多个电,一辆车在这个情况下也是运行的不错。充电机的利用效率是20.8%,这个数据是非常好的数据了。下一步团队也是正在编写跟社会上运营商平台互联互通工作,希望能够完成跟社会上运营商的对接工作。我们广东省在发改委的要求下正在成立广东省供电设施的促进联盟,联盟里正在编一些标准包括运营方面设备商互联互通的工作。另外完善支付方式实现多种电子支付跟本地化支付的功能,总之就是希望做这些工作能够为电动汽车推广、为电动汽车客户的出行做出一些贡献。

第三个方面是充电设施的技术需求,其实对我们来讲除了动力电池是下一步我们重点侧重的方向之外,其实前期我们的工作大部分侧重在充电设施这块,也做了非常多的工作。我们建立了一个电动汽车充电设施综合测评实验室,为我们采购充电设备做了一个质量把关。另外电池这块我们也有一个专门的电池检测实验室,对锂电包括铅酸电池都有一个相关测试的工作。当然这个实验室我们内部建设了3个检测,也是购置了相当多的现代化检测设备,包括从2015年开始也对南方电网公司采购的设备进行了全方位的把关。在国标我们看完了非常多的情况下结合南网公司近几年运行的数据我们也是制定了一些比较严格的门槛,比如说我们运行的过程中发现实际上充电设备的运行功率远远没有达到真正购置安装的功率,大部分50%的功率都不到,所以说固定因素、效率这方面在20%-50%的额定功率下输出的指标也做了一个要求,包括功率因数不能小于95%效率不能小于89%,如果大量投资建设了很多充电设施在上面用的不多反而天天带着电,这个损耗其实对市场化的公司来讲是非常不划算的。我们希望谐波不能大于2%,另外对于将来充电设施的需求从运营的角度来讲三个方面是我们将来比较关注的地方。将来电池满足快充、长寿命循环次数比较高的电池会慢慢涌现出来,对于运营商来讲希望短时间内能够把能量补充完提高运营效率。其实大功率的电动汽车运营设备量非常大,这里面的关注点我们前期也了解了一下自己做一些工作,包括热管理技术怎么样能够把这个变小让电动汽车在250A的电缆非常粗,所以说大功率充电技术这个应该是近几年的热点。另外是无线充电技术现在用的比较多的就是谐振,这个技术用的非常多我们也在做试点。我个人觉得比较有前景,因为现在对于电动汽车用户来讲都希望能够便捷充电不需要手里放很多卡和APP,我们希望无线充电技术能够在电动汽车方面发挥非常大的作用,所有的流程都是自动化所以是提供了技术基础的,我认为这是一个趋势。另外结合光伏以及储能甚至说是一个工业园区把新能源概念全部整合起来提供综合能源效率,这种结合光伏和储能的柔性充电站也是将来的点。这个我们也是在试点建设充电站。

第四个方面充电电能直流计量相对说是是大力在推的层面。计量这个层面在座做电池比较多,其实这块是制约电动汽车发展包括动力电池单独应用非常重要的方面,为什么这么讲呢?在广东某一个站充电交流侧和直流侧单独安一个交流表和直流表看计量数的量,按道理来讲交流侧的电量肯定会比直流侧的量要多,但实际上直流表的电量我们测出来相对比交流打出来0.48%,这个就能看得出来,直流表的质量是非常不过关的,还有最大的问题是直流电流表不是一个法定的计量器具,包括直流配电专场里面也都提到了很多设备,但是非常关键的一个问题现在还没有法定的计量器具鉴定准确度,所以说没有国家标准、没有鉴定规程、没有列入法定计量器具也没有直流电价,单独去用还是有问题的。这个包括2015年上半年深圳有一个运营公司出租车司机前期和后期每个月的运营自己付出的钱多了非常多,他们就到新闻频道投诉深圳计量院带着自己的设备到现场去测,测出来电量表的误差达到10%,这点是跟我们本身的用户利益是切身相关的。为了应对这一点也是每个运营商都有风险,我们特别是对一机双桩输出的充电设备相信大家可能有开电动汽车的会关注非常多,这种一机一桩的我们可以在交流侧放一个交流都不是什么问题,但是一机双枪必须用直流表计量用户的收费电费,这种情况下必须用直流表,虽然说存在法律风险但是要求提供设备供应商每个直流端要配一个直流表,交流侧配一个交流表,特别是投诉的时候我们好有一个应对策略,这是一个规定。另外我们自己研发了一款精度5%的直流电流表的检验设备。

最后一点讲一讲电动汽车与电网互动,也是跟储能方面关联比较多的。也是储能所未来非常重要的方向,包括我们把它定位为移动储能,另外我们现在大力推用户侧包括工业和商业,对上一个分布式的储能装置通过文化运营手段、市场激励手段把这些东西全部用起来,用于电网公司的调峰、调频和调压。电动汽车这块以前谈温度计包括现在还不是很靠谱的事,但是我们想如果咱们国家目标实现我们省的目标能够实现通过电价的形式、市场的手段让电动汽车用户参与到电网的调峰,还是有非常现实的意义。特别是广东省的售电改革也是走在全国前列,售电公司现在每个月有一个偏差电力考核包括1月份,最新公布的售电最多一家罚款1000多万元,当时申请用户的电量跟实际上买的电量差的非常多。所以说由移动储能包括将来建设的分布式储能在里面,售电方可以利用这些能够切换的负荷来平移电量减少偏差电量,这是有市场意义的。另外我们在佛山也进行了一个试点,国家只有4个,当时电价如果需要当地的负荷能够减我们会给130块钱一千瓦的激励,都是市场手段在做的事,所以我们觉得还是比较有意义的。为了做这个工作我们也是跟嗲里汽车系统跟广东省的中山局地调做了一个互联互通。这是做的问卷调查我们当时也是找了几百个用户发问卷,想了解一下在什么样电价的峰谷差价用户能够响应电网公司的激励来参与,当时们得到一个曲线基本上是在一块多左右的时候用户响应充电的需求,不完全是这个手段。当时我们做了一个仿真,按照目前广东省各个地市峰谷电价差基本上是七毛五左右,通过这个电价统计测算了可调控比例,如果是全省45万辆达到这个目标的话我们能够做到削峰填谷效果还是非常不错的,能够达到百分之二十二点几,这一点我们会利用用户侧分散式的储能来共同推动电网公司互动。感谢各位。

(本文根据现场录音整理,未经本人审核)

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关键字:电动汽车 充电设施 储能大会

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