- 頭條電動汽車充電的未來技術方向是雙向，但問題要比答案多2021-05-03 作者：本社報道 | 來源：《電氣技術》雜志社 | 點擊率：導語隨著電動汽車的日益普及，公用事業正在為未來做準備，因為它們的價值將遠遠超過交通。有關專家表示，在未來幾年之內汽車可能為房屋供電，參與能源市場交易并幫助企業降低電費。
美國落基山研究所（RMI）估計，若要使在美國道路上行駛的所有車輛，大約2.51億輛轎車電氣化，那將使年度電力需求增加約25％，且其中還不包括貨運和公共交通等中型和重型車輛等。
向全電動化過渡可能還需要數10年的時間，但隨著越來越多的電動汽車上路，關于公用事業如何管理其充電需求的問題越來越多。隨著需求的增加，電動汽車越來越被視為潛在的電網資產，對電網管理的意義也愈加重大。將充電需求與更高的可再生能源產量和更低的電網壓力相結合，可以幫助減少運輸中的碳排放并提高電力系統的運行效率。
通過使用時間率和需求響應程序進行的有償收費，被稱為車輛-電網整合，已經成為公用事業的主題。這種管理電動汽車充電需求的方法（主要依賴于單向潮流，來調整充電器從電網提取能量的方式和時間）有時被稱為1級集成（V1G）。但是，也有使用電動汽車電池中的能量來為其他負載提供服務，即所謂的“車輛到電網（V2G）”功能。
目前越來越多的共識是，未來將會有數以百萬計的汽車電池將為建筑物和微電網供電，并將能量回饋到大功率電源系統中。盡管這些功能在歐洲和亞洲的部分地區得到了應用，但有專家表示，美國距離V2G的廣泛使用還有數年之遙。包括北卡羅來納州的杜克能源在內，有一些公用事業公司推出了試驗計劃來測試這些功能，但是仍然存在技術、安全和工程方面的問題，商業案例也需要進一步研究。
Fermata Energ是該領域的關鍵參與者，其首席執行官兼創始人David Slutzky表示，雙向充電可以加速電動汽車的普及并加速可再生能源的使用。2020年該公司的雙向充電系統率先通過了新的北美安全標準UL 9741（雙向電動車充電系統設備標準）的認證， 這使該系統成為首個滿足北美雙向EV充電器標準的商用充電器。
David Slutzky指出，電動汽車有許多可以使第三方和客戶受益的價值流，V2G所做的就是解放這些價值流，這些價值可能包括彈性、需求收費管理、伏特/無功優化、頻率調節等。據了解，Fermata Energ的充電器起初只有幾十個，去年秋天開始向試點合作伙伴發貨。
非營利組織Clean Energy Works的創始人Holmes Hummel表示，對于雙向充電，Fermata Energ的UL安全認證是一個分水嶺，該公司致力于加速該行業的融資，這是搶占優勢的開始。
RMI的Chris Nelder表示，雙向充電的業務案例很可能始于將它們與建筑物（V2B）連接，而不是電網。在V2G真正成為商業現實之前，希望有各種各樣的V2B解決方案，其中汽車可以用作建筑物的備用電池，但這還涉及很多技術問題。
根據David Slutzky所說，在解決了技術問題之后，雙向充電的潛在價值是巨大的。例如，與25 kW雙向充電器相連的日產LEAF，可以幫助一些商業客戶大幅降低需求費用。如果每月使用該車輛兩到三次，則每輛汽車每年可節省9000美元。
Holmes Hummel表示，大多數人對V2G的理解僅局限到高峰需求管理，但這很可能低估了它們的潛力。加利福尼亞州聯合機構工作組曾發布了一份關于汽車-電網集成的報告，發現了320種不同的集成案例，到2022年被認為應該能夠提供價值。該報告對V2G應用的范圍進行了評估，并量化了V2G潛在的利益。
但是根據Chris Nelder的說法，車輛-電網集成中的大多數價值在于托管充電，而不是V2G應用。他們認為絕大部分場景是管理充電以提供電網服務，而不是將車輛的電能回饋給建筑物或電網。
Roanoke Electric Cooperative已購買了一套Fermata Energ的充電系統，并與Clean Energy Works合作，以單個日產LEAF測試多個用于雙向充電的業務案例。Fermata Energ還向丹佛市發送了雙向充電器，它將在一個小型試點中應用，這是一個非營利活動和協作工作空間。Fermata Energ還與Nissan達成了協議，將使用LEAF測試這些應用。在開發新充電器之前，該公司正在嘗試在批發市場提供服務。
2016年，Fermata Energ在三個不同的地方連接了4臺日產LEAF電動汽車和30 kW雙向充電器，并使用它們參與了PJM頻率調節市場。這些車輛在白天正常行駛，在晚上將進入頻率調節市場。他們匯總了這4輛車的數據，并對PJM的信號做出了約97％的響應。
使用電動汽車為住宅供電的想法很有吸引力，但是專家表示，這不太可能成為第一個使用V2G功能的領域。校車更有可能是第一個，因為它有容量更大的電池，可長時間閑置。Holmes Hummel表示，僅需5輛電動校車即可提供約1 MW?h的車載存儲，且校車的占空比很低，一天僅運行幾個小時。公用事業公司預計其服務范圍內的前1萬輛電動汽車每年行駛1億英里，而90％的時間是停泊狀態。
黃色校車
Duke Energy最近獲得了北卡羅來納州公用事業一項耗資2500萬美元的電動汽車試點項目，包括安裝并擁有280個充電站、電動校車計劃，以及V2G應用潛力的研究。該計劃將從小規模的30輛巴士開始，以更多地了解其在實踐中的工作方式。據稱，Duke Energy一直在研究的校車具有大約50~100 kW的潛在雙向功率容量，每輛校車可承載約100~150 kW?h的能量。
Duke Energy電氣化戰略總監Lang Reynolds表示，Duke Energy不打算在頭一年或兩年內對公交車進行任何雙向調度，而是研究其充電需求?！拔覀儗⒎浅Ｗ屑毜赜^察研究這個過程，并在很長一段時間內不做任何事情以影響其正常運行。當開始時，我們只是進行測試，以確?？梢园垂卉囍圃焐毯统潆娖饕蟮墓β仕竭M行分配。我們感興趣的是很多潛在的未來案例，包括對客戶的需求收費管理和為恢復供電提供的備用電源等?！?/p>
Lang Reynolds說，Duke Energy還將允許電動汽車的電池在退役后，能繼續在電力公司重新用作固定儲能。Duke Energy的服務范圍內有數萬輛公共汽車，如果它們都是電動的，那將是一個重要的資源，但真正的問題是如何將其轉化為現實。目前在這一點上，問題要比答案多。
