電動(dòng)汽車(chē)與智能電網(wǎng)從V2G到B2G的全新結合模式

隨著(zhù)石油資源的枯竭以及可再生能源技術(shù)的迅猛發(fā)展，發(fā)展新能源汽車(chē)，尤其是純電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)是大勢所趨[1-2]。作為未來(lái)電網(wǎng)中比重龐大的負荷，同時(shí)又兼具大規模能量存儲能力的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池，在實(shí)現智能電網(wǎng)的過(guò)程中，勢必要扮演一個(gè)舉足輕重的角色[3-5]。

　　電動(dòng)汽車(chē)及其動(dòng)力電池對于智能電網(wǎng)扮演著(zhù)2種不同的角色，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)作為一項龐大的負荷，將可能占據整個(gè)電網(wǎng)負荷的極大比重，其運行對于電網(wǎng)安全會(huì )產(chǎn)生重大影響;而另一方面，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池作為一種儲能裝置，其能量存儲的總量對于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)又是一種保障和優(yōu)化電網(wǎng)運行的積極資源[6]。因此，如何讓電動(dòng)汽車(chē)及其動(dòng)力電池在這2 種角色之間平穩自由的轉換，成為智能電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)相結合的關(guān)鍵問(wèn)題之一。具體體現為怎樣合理安排電動(dòng)汽車(chē)這種負荷以及怎樣優(yōu)化動(dòng)力電池這種儲能裝置的運行。當電動(dòng)汽車(chē)作為負荷時(shí)，可以通過(guò)技術(shù)手段和經(jīng)濟手段合理安排充電時(shí)間，實(shí)現有序充電管理，達到移峰填谷的效果，提高系統運行效率，減少對電網(wǎng)安全的影響;當動(dòng)力電池作為儲能裝置時(shí)，可以將其作為系統的備用容量，或者峰荷時(shí)向電網(wǎng)提供電量，優(yōu)化電網(wǎng)運行，提高系統的安全可靠性。在這種背景下，V2G(vehicle to grid)的概念應運而生。顧名思義，V2G 是指與電網(wǎng)相連接的電動(dòng)汽車(chē)(Vehicle)作為一種分布式負荷和電源，可以向電網(wǎng)(Grid)釋放存儲在其動(dòng)力電池內的電能，從而為優(yōu)化電網(wǎng)運行和安全提供積極支持[7]。在這一概念的驅動(dòng)下，學(xué)術(shù)界進(jìn)行了大量以V2G 為基礎，對運行模式、充放電技術(shù)以及與可再生能源發(fā)電相結合實(shí)現有序充電管理等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究[7-13]。

　　然而，從V2G 命名本身強調車(chē)輛(Vehicle)來(lái)看，就可以發(fā)現在傳統思維中，一直將車(chē)輛與電池作為一個(gè)整體來(lái)看待，將充放電的主體始終默認為車(chē)輛。在這種思維方式下，人們將一些電動(dòng)汽車(chē)本身的屬性也默認成了動(dòng)力電池的屬性。電動(dòng)汽車(chē)分屬于千百萬(wàn)不同的用戶(hù)，其具有明顯的移動(dòng)、分散以及相應的與電網(wǎng)連接的時(shí)間和地點(diǎn)的不確定性。由于電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)權分屬于不同用戶(hù)，電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)及其充放電的操作權限也相應的歸屬于不同用戶(hù)，造成了分布式?jīng)Q策的局面。同時(shí)，車(chē)輛作為人們日常生活的工具，其連接入電網(wǎng)的位置勢必廣泛分布于配電網(wǎng)，而其作為分布式電源向電網(wǎng)輸送電能必然造成配電網(wǎng)潮流的復雜變化，為配電網(wǎng)的運行帶來(lái)諸多不確定的沖擊和影響。將這些車(chē)輛的屬性等同看成電池的屬性，造成了V2G 實(shí)施中面臨的一系列困難和障礙，很多研究一直延續這種思維方式，試圖從這些束縛中尋找突破。

　　實(shí)際上，如果大膽的突破原有的思維模式，在電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池之間進(jìn)行解耦，就會(huì )發(fā)現那些對于電動(dòng)汽車(chē)的諸多束縛對于動(dòng)力電池其實(shí)并不存在。在擺脫這些束縛之后，通過(guò)建立大型集中儲能充電站，可以實(shí)現動(dòng)力電池直接向電網(wǎng)輸送電能。因此，在V2G 的基礎上，可以擴展出一種新的概念，將其命名為B2G(Battery to Grid)。B2G 揭示了電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池與電網(wǎng)交互的本質(zhì)，而去除了車(chē)輛屬性的束縛，擺脫V2G 概念的局限性。實(shí)際上，V2G是B2G 的一種特例或者存在形式，V2G 的本質(zhì)依然是電池與電網(wǎng)的能量交互，只是由于V2G 特殊的存在形式造成了諸多的束縛和問(wèn)題。作為對V2G 的擴展和升級，除了V2G 之外，B2G 也可以包括集中充電的動(dòng)力電池與電網(wǎng)的能量交互。

　　本文將集中充電的動(dòng)力電池與電網(wǎng)的能量交互作為B2G 的重點(diǎn)進(jìn)行論述，無(wú)特殊說(shuō)明時(shí)，文中所述B2G 均指這種運行方式。本文以V2G 為基礎闡述其產(chǎn)生和特點(diǎn)，論述實(shí)現該B2G 在商業(yè)模式上、運行管理上、技術(shù)條件上面臨的挑戰和可能的解決途徑。并以B2G 為基礎，展望在此基礎上智能電網(wǎng)未來(lái)可能的發(fā)展愿景。

　　1 電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池的解耦

　　電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池的解耦主要體現在3 個(gè)方面：資產(chǎn)關(guān)系解耦、時(shí)間解耦和地點(diǎn)解耦。通過(guò)資產(chǎn)關(guān)系解耦，首先解決對于動(dòng)力電池充放電的決策權問(wèn)題，而通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)與電池充放電在時(shí)間和地點(diǎn)上的解耦，解決電動(dòng)汽車(chē)本身移動(dòng)、分散的特點(diǎn)與電池充放電過(guò)程精確計劃與控制之間的矛盾。

　　1)資產(chǎn)關(guān)系解耦。與燃油汽車(chē)相似，用戶(hù)在購買(mǎi)汽車(chē)時(shí)，并不愿意為了確保能夠獲得固定數量的燃油供應而額外支付一筆保證費用，因此對于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，讓用戶(hù)為確保獲得電能供應而單獨為電池付費并不完全合理[14]。此外，電池的所有權也直接決定了對于電池的充放電操作的決策權，資產(chǎn)關(guān)系的解耦是其他解耦和技術(shù)路線(xiàn)的前提，只有專(zhuān)業(yè)的充換電運營(yíng)公司掌握了電池的所有權，才能更好地避免汽車(chē)用戶(hù)的意愿對電池利用的限制和約束，同時(shí)大大降低決策的復雜程度和主體數量。

　　2)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)與電池充放電操作的地點(diǎn)解耦。由于動(dòng)力電池的充電時(shí)間過(guò)長(cháng)而無(wú)法滿(mǎn)足人們快捷的動(dòng)力服務(wù)的需求，電池更換模式徹底打破了電動(dòng)汽車(chē)與電池一體化的思路，使電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)與動(dòng)力電池的充放電操作可以完全在不同的地點(diǎn)進(jìn)行。由于分屬于不同的所有者以及不確定的使用方式，電動(dòng)汽車(chē)接入配電網(wǎng)的地點(diǎn)也同時(shí)具有分散和不確定的特點(diǎn)。而通過(guò)換電模式實(shí)現地點(diǎn)解耦，使得動(dòng)力電池的充放電有可能擺脫對配電網(wǎng)的依賴(lài)和沖擊，避免分散和隨機而采用集中的方式，以避免諸多不確定性因素的影響。

　　3)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)與電池充放電操作的時(shí)間解耦。電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)充電模式下，動(dòng)力電池連接入電網(wǎng)充放電的時(shí)間與電動(dòng)汽車(chē)運行行駛的時(shí)間難免會(huì )形成矛盾，而電網(wǎng)由于自身運行安全和成本效益的考慮，對動(dòng)力電池充放電的時(shí)間又具有特殊的要求。因此在V2G 中，很多技術(shù)和方法都是針對這種矛盾來(lái)尋求2 者在時(shí)間上的平衡，但這種平衡畢竟是在約束下的有限度的平衡。因此，換電模式將電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)與電池充放電操作進(jìn)行了時(shí)間解耦，對于電網(wǎng)而言，解決了其利用動(dòng)力電池優(yōu)化運行和安全的最大障礙。

　　圖1 中，將資產(chǎn)關(guān)系、時(shí)間以及地點(diǎn)3 種屬性用三維空間的方式來(lái)表示電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池的解耦關(guān)系。在整車(chē)充電的模式中，電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池的這3 種屬性基本相同，而解耦之后2 者可以完全具有不同的空間屬性。

　　由以上分析可以看到，從V2G 到B2G 的發(fā)展，對應了從整車(chē)充電到更換電池模式的轉變，人們逐漸地意識到電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池的資產(chǎn)關(guān)系并非先天的不可分割，而動(dòng)力服務(wù)與電池的充放電操作的時(shí)間和地點(diǎn)也并非必然一致。而V2G 在資產(chǎn)關(guān)系、時(shí)間和地點(diǎn)上將電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池僵化看待為一體，也因此造成了其實(shí)踐中所要面對的諸多困難。例如，由于資產(chǎn)關(guān)系的約束，V2G 要面對決策變量和決策主體數量維數爆炸的困擾，對于用戶(hù)參與和資源統計以及控制的態(tài)度不確定性的影響;由于地點(diǎn)的約束，各充放電地點(diǎn)廣泛分散在配電網(wǎng)，且由于接入地點(diǎn)的隨機性，造成了對配電網(wǎng)諧波和潮流等不確定性的沖擊和影響;由于時(shí)間的約束，電網(wǎng)對于電池充放電時(shí)間的要求因為用戶(hù)行駛需求和意愿的約束變得難以實(shí)現和平衡，且為實(shí)現這種溝通和平衡，其所消耗的資源和成本也會(huì )非常龐大。然而，通過(guò)3 種關(guān)系的解耦，在B2G 的模式下，這些問(wèn)題就會(huì )迎刃而解。

　　2 實(shí)現B2G 的基本要素

　　2.1 商業(yè)模式實(shí)現B2G的3 種基本解耦都與電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)的商業(yè)模式息息相關(guān)。為實(shí)現資產(chǎn)關(guān)系的解耦，動(dòng)力電池不再作為汽車(chē)用戶(hù)的私有財產(chǎn)，而僅僅是提供動(dòng)力服務(wù)的工具，則必須由一個(gè)具有足夠規模和實(shí)力的運營(yíng)實(shí)體來(lái)承擔購買(mǎi)和維護大量動(dòng)力電池的成本。此外，由于電動(dòng)汽車(chē)需要一個(gè)逐步發(fā)展和普及的過(guò)程，而動(dòng)力服務(wù)的基礎設施建設，包括動(dòng)力電池的采購和供應，要適度超前于電動(dòng)汽車(chē)的普及和使用，因此成本的回收和經(jīng)濟效益的顯現需要一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。所以建立這樣一個(gè)運營(yíng)實(shí)體需要由具備強大經(jīng)濟實(shí)力而同時(shí)又擔負巨大社會(huì )責任的企業(yè)實(shí)體來(lái)承擔。

　　此外，為了實(shí)現有序集中充放電，電網(wǎng)調度需要具有直接調度電池集中充放電的能力，而電池的資產(chǎn)關(guān)系與其決策權緊密相關(guān)，只有在電網(wǎng)公司具有對電池資產(chǎn)管轄權的情況下(無(wú)論是直接的或是間接的)，才有可能使電網(wǎng)具有全面調度電池充放電，并將其作為優(yōu)化智能電網(wǎng)運行資源的完整權限。因此，由電網(wǎng)公司來(lái)組織負責專(zhuān)業(yè)電動(dòng)汽車(chē)運營(yíng)服務(wù)公司的組建，并將其作為自身業(yè)務(wù)的延續，才能完全發(fā)揮B2G 技術(shù)的作用。

　　進(jìn)一步的，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)與動(dòng)力電池的充放電操作在地點(diǎn)和時(shí)間上的解耦，實(shí)際上意味著(zhù)整個(gè)運營(yíng)服務(wù)體系的網(wǎng)絡(luò )化結構，整個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)節點(diǎn)根據全系統網(wǎng)絡(luò )化服務(wù)需要分別承擔不同的功能，而電池作為系統共有資源在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中流動(dòng)和調配。網(wǎng)絡(luò )化的充換電服務(wù)體系在國外已經(jīng)開(kāi)展了實(shí)踐和應用[14]，打破點(diǎn)對點(diǎn)的服務(wù)方式，利用網(wǎng)絡(luò )化的連接和協(xié)調能力，利用網(wǎng)絡(luò )的內部分工和整體結合，突破各站單一獨立服務(wù)模式下現有電池技術(shù)對動(dòng)力服務(wù)能力的制約。而在此基礎上發(fā)展B2G 技術(shù)，也可以解決充換電網(wǎng)絡(luò )與電網(wǎng)之間在資源利用上的沖突。通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立完全覆蓋電動(dòng)汽車(chē)、動(dòng)力電池以及充換電設施網(wǎng)絡(luò )的完整信息網(wǎng)絡(luò )，將電動(dòng)汽車(chē)充換電服務(wù)與智能電網(wǎng)運行完美的結合起來(lái)。圖2 是一種3 層物聯(lián)網(wǎng)架構，由車(chē)聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)以及充換電設施網(wǎng)絡(luò )構成，而充換電設施網(wǎng)絡(luò )從廣義上講也是智能電網(wǎng)的一部分。各層網(wǎng)絡(luò )的實(shí)體之間通過(guò)運行服務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，例如電動(dòng)汽車(chē)與電池之間在發(fā)生動(dòng)力服務(wù)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，當電池被更換后這種關(guān)聯(lián)結束;電池與充換電設施在充換電運行時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，當充放電結束后這種關(guān)聯(lián)結束。

　　2.2 大型集中儲能充電站的關(guān)鍵技術(shù)

　　1)選址。大型集中儲能充電站可以根據其功能定位和具體條件進(jìn)行選址。一般可借助于35.kV以上的變電站進(jìn)行建設，可以解決場(chǎng)地和容量的限制。如果希望與可再生能源發(fā)電配合運行，例如風(fēng)電，也可在條件允許時(shí)選擇與風(fēng)電場(chǎng)一起合理規劃布局，使該電站同時(shí)肩負充電以及通過(guò)儲能改善風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運行的雙重功能，從而實(shí)現優(yōu)化配置資源。

　　2)大功率充放電裝置。與一般的綜合性換電站不同，大型集中儲能充電站的充放電規模和容量都要更加龐大，這就需要研發(fā)和建設大功率的充放電裝置和網(wǎng)絡(luò )。此外，與V2G 向配電網(wǎng)放電不同，大型集中儲能充電站依托于高壓變電站，其放電地點(diǎn)可能位于高壓輸電網(wǎng)絡(luò )。因此，與V2G 以每一臺電動(dòng)汽車(chē)為基本控制單元不同，B2G 的放電基本控制單位可能需要具有相當大的容量和規模才能夠實(shí)現并網(wǎng)發(fā)電，這也需要集中充電站在建設和管理方式上與其相適應。

　　3)諧波治理。諧波是電動(dòng)汽車(chē)充放電的固有產(chǎn)物，也引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和研究。但是，在集中充電站，諧波的規模和幅度可能要遠遠超出在配電網(wǎng)進(jìn)行的整車(chē)充放電。然而，同時(shí)這也為諧波的集中治理提供了契機，避免了諧波在配電網(wǎng)中的分散和傳播。目前高壓直流輸電中成熟的大功率交直流轉換技術(shù)以及諧波治理技術(shù)，都可以為建設集中儲能充電站的大功率充放電裝置和諧波治理提供技術(shù)支持。

　　4)電池數量以及容量配置。在建設大型集中儲能充電站中，如何規劃電池的數量以及充電設施的容量也是重要的技術(shù)挑戰。如果系統不僅擔負著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)，而且還擔負著(zhù)為電網(wǎng)優(yōu)化運行以及提供儲能服務(wù)的職責，則其電池的數量和充放電設施容量，在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)需求的基礎上，還需要具有一定的冗余。一方面，集中充電站為了實(shí)現削峰填谷只能選擇有限的時(shí)段進(jìn)行充電;另一方面電池作為儲能裝置不能完全投入電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力服務(wù)，所以合理的配置電池資源和容量顯得尤為重要。

　　2.3 一體化綜合調度決策

　　通過(guò)由電網(wǎng)統一規劃調度大型集中儲能充電站的電池充放電，是實(shí)現基于B2G 的有序充放電管理的明顯特征，也是其克服V2G 分散、難以計劃以及難以控制的核心方法。但是要實(shí)現電池集中充放電的調度，勢必要保證電池資源能夠按照調度計劃進(jìn)行配置，且不影響充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò )的正常運行。而這種配置要依靠電池配送調度來(lái)實(shí)施和保障。電池的配送要依靠配送車(chē)輛來(lái)實(shí)施，而如何組織和調度配送車(chē)輛既涉及到配送調度能否實(shí)施，也涉及到調度的成本。

　　通俗地講，電池集中充放電的運行調度要解決在什么時(shí)間、什么地點(diǎn)為多少電池充入多少電量，或利用多少電池釋放多少電量。而電池的配送調度則要保證在運行調度所指定的時(shí)間地點(diǎn)，有充足的電池資源以供電網(wǎng)調度實(shí)施其運行規劃，而同時(shí)在充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)服務(wù)站點(diǎn)都具有足夠的電池資源以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力服務(wù)的需要。為了保障電池調度規劃的實(shí)行，配送車(chē)輛調度既要滿(mǎn)足電池配送調度計劃的順利執行，又要優(yōu)化配送調度的成本。因此這3 種調度并非彼此孤立，而是環(huán)環(huán)相扣的。正是這3 種調度的一體化設計和執行，才能夠使電動(dòng)汽車(chē)的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò )與電網(wǎng)緊密地結合在一起，彼此形成良性互動(dòng)，而非彼此制約和負擔。

　　如圖3 所示，3 種調度之間的關(guān)系可以用3 層模型來(lái)表示，車(chē)輛調度處于最底層，為電池配送調度提供運力支撐，電池配送調度為集中充放電運行提供電池資源支撐，而集中充放電運行調度可以理解為未來(lái)智能電網(wǎng)調度的一部分。整個(gè)調度體系在調度規劃階段需要綜合決策，不能彼此在決策流程和次序上完全分離，應根據動(dòng)力服務(wù)需求、電網(wǎng)運行效益以及配送成本的優(yōu)化進(jìn)行一體化的協(xié)調和決策。

　　3 基于B2G 的有序充放電管理

　　有序充電這一概念本身是站在電網(wǎng)的角度來(lái)審視電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的大規模充電問(wèn)題，而對于電動(dòng)汽車(chē)及其用戶(hù)而言，并不存在“有序”或“無(wú)序”的區別。如果動(dòng)力電池的充電負荷按照電網(wǎng)調度的期望實(shí)現有序管理，達到可預測、可調度和可控制，不僅可以大大減少投入，甚至還可以?xún)?yōu)化電網(wǎng)運行效率。此外，動(dòng)力電池作為儲能裝置在必要時(shí)向電網(wǎng)提供電能支撐，還可以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)的運行效率以及安全保障。但是在整車(chē)充電和V2G模式之下，因為電池的所有權和充電的決策權在用戶(hù)手中，用戶(hù)基于其自身的未來(lái)行駛需求各自分散進(jìn)行充電決策，預測這種充電負荷時(shí)間和地點(diǎn)的分布勢必會(huì )面臨巨大的不確定性。而要引導用戶(hù)按照電網(wǎng)運行所期望的方式(時(shí)間、地點(diǎn))進(jìn)行充電，需要借助一系列的政策和服務(wù)作為手段，借助于需求側管理的方式實(shí)現對于充電負荷的調度，但這種調度無(wú)論是在精度還是有效性上都難以獲得保障。在引入V2G 之后，要實(shí)現對大規模分散的電動(dòng)汽車(chē)及其動(dòng)力電池進(jìn)行精確放電控制，所需要的通信網(wǎng)絡(luò )建設和技術(shù)的難度與成本都將是巨大的。

　　然而，基于電池更換和B2G 的模式，由于電池被集中充電，其充電的容量和時(shí)間等因素完全由調度直接指定，其作為充電負荷或放電電源的容量對于電網(wǎng)調度而言是完全明確的，其預測的精度將是其他傳統負荷無(wú)法比擬的。而電動(dòng)汽車(chē)運營(yíng)服務(wù)公司作為電力公司的下屬企業(yè)，電網(wǎng)調度可以擁有對于所有電池運行的直接調度和管理權限，這種調度不需要其他任何附加的管理和技術(shù)成本，而且高效可靠。此外，要實(shí)現電網(wǎng)調度對于電池充放電的直接控制，在集中充電的模式下，可以集中建設通信網(wǎng)絡(luò )，其控制的成本和控制算法的復雜性都要遠低于V2G 模式。具體的，在B2G 模式下的有序充放電管理，要特別關(guān)注以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

　　1)負荷預測。與以往研究相比[15]，集中充電的動(dòng)力電池是一種特殊的負荷。對于電網(wǎng)調度而言，不僅其規模和容量可以精確預測，其充電的時(shí)間地點(diǎn)在相當程度上也可進(jìn)行決策和調度。運營(yíng)服務(wù)公司根據預測的未來(lái)周期內動(dòng)力服務(wù)所需要的動(dòng)力電池總量，結合系統電池配置的數量和冗余情況，制定未來(lái)周期內的動(dòng)力電池充電的總量規劃并上報電網(wǎng)。這些動(dòng)力電池充電負荷作為未來(lái)負荷預測的一部分供電網(wǎng)調度進(jìn)行調度規劃使用，但是電網(wǎng)調度在滿(mǎn)足時(shí)間和總量的前提之下，可以制定和調整這些動(dòng)力電池充電的時(shí)間和地點(diǎn)，具體可以將這些負荷看作出力為負數的機組來(lái)參與調度。

　　2)機組組合。在考慮電池作為電源可向電網(wǎng)放電的模式之下，電網(wǎng)調度在制定機組組合計劃時(shí)將不得不將其納入規劃體系之內。但是在V2G 模式之下，由于各電動(dòng)汽車(chē)的分散和自主決策，如果將每一臺電動(dòng)汽車(chē)都作為獨立電源，那么機組組合問(wèn)題的變量維度將空前龐大，從而使問(wèn)題難以求解[16]。在B2G 模式之下，集中充電站可以被看作一座發(fā)電廠(chǎng)，根據其內部的結構和最小控制規模與范圍，將所有電池看作有限數量的機組，可以在傳統的機組組合算法的支撐下便捷地完成新的機組組合計劃。

　　3)潮流分析。動(dòng)力電池無(wú)論是作為充電負荷還是放電電源，都會(huì )對電網(wǎng)潮流產(chǎn)生巨大的沖擊。在整車(chē)充電和V2G 模式下，大規模的充放電將帶來(lái)配電網(wǎng)潮流的復雜變化。而同時(shí)由于電動(dòng)汽車(chē)充放電的分散決策，其接入電網(wǎng)的時(shí)間地點(diǎn)的不確定性，會(huì )造成配電網(wǎng)潮流變化分析和應對的一系列困難。因此，在這種模式下，配電網(wǎng)為適應未來(lái)潮流的沖擊所需要的改造和建設壓力將是巨大的。但是在B2G 的模式之下，一座電池集中充電站可以依托于大容量的變電站建設，其并網(wǎng)點(diǎn)明確，而相應的充放電操作對于電網(wǎng)潮流的影響完全可以通過(guò)傳統的潮流計算和分析方法進(jìn)行，不僅降低技術(shù)難度，也可以節約配電網(wǎng)建設和改造的成本。

　　4 結語(yǔ)

　　智能電網(wǎng)的建設正在蓬勃興起和發(fā)展，而與此同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的大規模推廣和運行與其不期而遇。如何將電動(dòng)汽車(chē)的服務(wù)和運營(yíng)與智能電網(wǎng)的建設與運行完美地結合起來(lái)，實(shí)現其一體化的無(wú)縫連接，是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。如何回避V2G 固有的障礙又完美的發(fā)揮動(dòng)力電池對于電網(wǎng)運行的優(yōu)勢，成為電動(dòng)汽車(chē)與智能電網(wǎng)技術(shù)相結合的關(guān)鍵所在。本文通過(guò)對電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池進(jìn)行資產(chǎn)、時(shí)間和地點(diǎn)幾個(gè)方面的解耦之后，建立網(wǎng)絡(luò )化的服務(wù)系統并與電網(wǎng)調度運行相結合，通過(guò)電池向電網(wǎng)集中供電的B2G 模式應運而生。B2G 在諸多方面相對于V2G具有不可比擬的優(yōu)勢，而其所依賴(lài)的諸多調度和運行的基礎技術(shù)恰恰是傳統的電網(wǎng)運行和調度技術(shù)優(yōu)勢所在，而相應的運營(yíng)和服務(wù)又恰恰可以通過(guò)集中式的建設和管理來(lái)解決，尤其適用于我國國情。B2G 可以克服V2G 固有的用戶(hù)大范圍分散決策與電網(wǎng)調度集中決策的矛盾;B2G 可以回避V2G 造成的充放電時(shí)間地點(diǎn)的不確定性;B2G 可以最大限度地保留電網(wǎng)對于負荷和電源的集中式傳統運行調度模式;B2G 也更加適用于國家電網(wǎng)正在開(kāi)展的智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)模式。因此B2G 將會(huì )成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)與智能電網(wǎng)技術(shù)相融合的一種極具競爭力的選擇。