即刻充電消耗電力系統(tǒng)調(diào)峰容量
而智能充電提高電網(wǎng)彈性
電動車大規(guī)模替代現(xiàn)有燃油汽車后，作為一個整體，電動車的充電將成為影響電力系統(tǒng)運行的一個重要因素。這種影響意味著交通部門增加額外的電力需求。這種影響不僅僅是電力需求總量的增加，而且還包括對全天每小時的電力負荷曲線產(chǎn)生影響，進而對發(fā)電、輸電、配電等基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高要求。
如果沒有任何政策引導(dǎo)、沒有任何管理措施規(guī)范，電動車隨意地到站即刻充電將導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法滿足部分其他潛在電力需求，也會額外消耗電力系統(tǒng)的調(diào)峰容量。但是，如果協(xié)調(diào)好充電過程，那么電動車充電對電力系統(tǒng)的影響就能夠得到控制。電動車反而能夠為電力系統(tǒng)增加彈性，減少電力基礎(chǔ)設(shè)施的投資。與未協(xié)調(diào)的充電過程相比，智能充電也能幫助減少電力負荷波動，最終降低電力價格。整體上看，如果采用優(yōu)化的充電策略，電力系統(tǒng)的彈性將會得到增強，進而擴大新能源的消納空間。
車網(wǎng)一體讓電能在電動車和
電力系統(tǒng)之間雙向流動
智能充電實施的不同階段代表著電動車和電力系統(tǒng)一體化融合的不同層次。這些不同階段包括：常規(guī)情景、安全情景、主動情景和智能電網(wǎng)情景階段。從常規(guī)情景到智能電網(wǎng)情景，電動車消費電力占電力系統(tǒng)全部電力需求的比重在不斷上升。常規(guī)情景和安全情景階段，這個比重在20%左右，主動情景和智能電網(wǎng)情景階段，這個比重在40%左右。
在安全情景中，負荷管理被引入，這對電動車使用者充電行為模式將產(chǎn)生一些影響。帶來的好處是減少電網(wǎng)尖峰負荷，降低電網(wǎng)強化建設(shè)的需求等。負荷管理的具體措施可以是采用分時電價?；A(chǔ)設(shè)施之間通信暢通是這個政策實施的前提。
在主動情景中，電動車電力消費占全網(wǎng)電力消費的比重達到40%左右，負荷管理被頻繁使用。這個階段負荷管理更加復(fù)雜，電動車服務(wù)提供商將和配電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度員相互溝通。相應(yīng)地，這個階段的激勵政策將更有彈性以適應(yīng)不同負荷管理措施下變化的充電行為模式。比如，在電力市場價格最低時充電或者在尖峰負荷時限制充電等。而只有引入實時電價政策，在市場價格最低時充電才有可能實現(xiàn)。
在智能電網(wǎng)情景中，電動車和電網(wǎng)的融合程度是最高的。這個階段最醒目的變化是能量在電動車和電網(wǎng)之間雙向流動。雙向流動使得電動車能夠把蓄電池中的電注入到電網(wǎng)中，這被稱作“Vehicle-to-Grid(V2G)”。電動車向電網(wǎng)提供服務(wù)成為了可能，一個競爭性的市場也就形成了。這種深度融合提高了電網(wǎng)的彈性，甚至能讓電力系統(tǒng)更好地消納可再生能源而不需要額外的電力系統(tǒng)和電網(wǎng)建設(shè)。
實時電價充電可削減調(diào)峰容量
電動車主也節(jié)省電費
電動車充電模式可分為四種：即刻充電模式(Immediatescenario,Imm)、分時電價充電模式(Time-of-use,ToU)、實時電價充電模式(RealtimePrice,RTP)和混合充電模式(Mix)。即刻充電模式也就是電動車什么時候到什么時候充電的模式，是一種隨意行為模式。分時電價充電模式和實時電價充電模式則運用了電價激勵措施改變了人們的充電行為。分時電價充電模式將引導(dǎo)人們按照靜態(tài)的固定價格表在時間允許范圍內(nèi)最低電價時充電。實時電價充電模式將按照隨每小時不停變化的實時電價引導(dǎo)人們在時間允許范圍內(nèi)最低電價時充電。在實際運行過程中，考慮到電動車必須在到達充電樁和離開充電樁之間充電，分時電價充電模式和實時電價充電模式下，仍然會有即刻充電的存在。
在實時電價充電模式的基礎(chǔ)上，如果電動車服從電網(wǎng)調(diào)度，限制最大同時在線充電容量，則形成遵從電網(wǎng)模式(Gridcompliant,GC);如果電動車能夠向電網(wǎng)注入電能，就會形成車網(wǎng)一體模式(VehicletoGrid,V2G)。
研究表明，2030年，電動車在即刻充電模式下將因為在高剩余負荷時期充電導(dǎo)致尖峰負荷增加。如果沒有充足的電力供應(yīng)，負荷損失將不可避免。采用分時電價充電模式，激勵人們在低電價時段充電，將避免增加額外的高峰負荷(包括日高峰和晚高峰負荷)，進而顯著地減少未滿足的潛在電力需求(expectedenergynotserved)。同時，相比于即刻充電模式，分時電價充電模式也減少了對調(diào)峰容量的消耗，這會降低電力系統(tǒng)供電的邊際成本。采用實時電價充電模式可以進一步削減調(diào)峰容量，并充分利用基荷容量。當然，電動車使用者也會從中受益，節(jié)省電費。
車網(wǎng)一體化系統(tǒng)融合
亟需匯集眾多消費者的中間商
毫無疑問，從長遠來看，電動車必須和電力系統(tǒng)融合，其益處是顯而易見的。但是，采用哪種對電力系統(tǒng)友好而成本較低的方法去融合是值得進一步討論的。從歐盟的經(jīng)驗看，導(dǎo)入隨時間變化的動態(tài)電價體系，比如分時電價或者實時電價，能在電動車保有規(guī)模不斷擴大的將來很好地避免未協(xié)調(diào)的充電行為對電網(wǎng)帶來的沖擊。此外，車網(wǎng)一體化(V2G)思路也值得我們借鑒。電動車智能充電不僅可以作為一種和電力系統(tǒng)融合的方式，也可以把電動車中安裝的電池作為電力系統(tǒng)重要的儲能系統(tǒng)來增加電力系統(tǒng)彈性。
分時電價充電模式或者實時電價充電模式需要通信和數(shù)據(jù)流在終端消費者和服務(wù)提供商或者中間商以及電網(wǎng)調(diào)度中心之間無障礙傳輸。采用最新計量產(chǎn)品和信息科技就顯得尤為重要。這就要求我們在發(fā)展電動車時，也要把相關(guān)配套設(shè)備及設(shè)施的研發(fā)建設(shè)提上議事日程。
要想打通車網(wǎng)之間的通道，發(fā)展車網(wǎng)一體化(V2G)不僅需要高級通信技術(shù)和管理解決方案，而且需要讓電動車所有者或中間商能夠進入各自對應(yīng)的市場，并接入系統(tǒng)服務(wù)。因此，能匯集眾多終端消費者的中間商需要被引入交易系統(tǒng)中，為稀缺的電力系統(tǒng)彈性建立有效的稀缺資源價格體系也迫在眉睫。
