近年來大規(guī)模接入的可再生能源和新能源汽車正分別從輸電側(cè)和配電側(cè)沖擊和威脅著傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行安全。作為調(diào)節(jié)發(fā)電側(cè)電力供給與用電側(cè)電力負(fù)荷的一種有效手段，需求響應(yīng)在解決可再生能源和新能源汽車對電網(wǎng)負(fù)面影響方面發(fā)揮著重要作用。
       目前有越來越多的研究正在將三者結(jié)合起來，通過探索整合電動汽車、需求響應(yīng)和可再生能源的綜合性解決方案，將電動汽車作為靈活的需求響應(yīng)資源，幫助電網(wǎng)實現(xiàn)削峰填谷，同時接入更多的可再生能源。
       本文將基于NRDC《電動汽車、需求響應(yīng)、可再生能源協(xié)同推動低碳發(fā)展》項目的研究成果，以電動汽車大規(guī)模接入為前提，研究電動汽車與需求響應(yīng)和可再生能源的結(jié)合潛力和實施效果。
       一、有序充電
       有序充電是電動汽車以可控負(fù)荷的形式參與電網(wǎng)調(diào)控，是規(guī)避電動汽車大規(guī)模充電對電網(wǎng)造成的負(fù)面影響的一種重要手段。電動汽車有序充電控制根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，一般以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)或?qū)﹄娋W(wǎng)的影響最小為目標(biāo)，綜合考慮電池性能約束與用戶充電需求，協(xié)調(diào)電動汽車充電過程，控制的手段為充電時間和充電功率的大小。
       電動汽車的有序充電可以視作一種靈活的需求響應(yīng)資源，在一定程度上發(fā)揮削峰填谷的作用。通過智能電網(wǎng)和分時電價等手段相結(jié)合的方式，鼓勵電動汽車自主選擇或集中在電價較為低廉的平峰或低谷時段進(jìn)行充電。充電設(shè)施運(yùn)營商、車企等可以充當(dāng)負(fù)荷集成商的角色，通過參與需求響應(yīng)項目，獲得資金補(bǔ)貼，同時幫助車載降低電動汽車全生命周期的成本。
       目前大規(guī)模實施有序充電還面臨著充電機(jī)、充電站不支持遠(yuǎn)程有序調(diào)控功能，通信標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)的兼容統(tǒng)一、缺乏合理的電價機(jī)制和商業(yè)模式等問題。
       二、車電互聯(lián)(V2G)
       車電互聯(lián)(V2G)是電動汽車作為分布式儲能單元，以充電和放電的形式參與電網(wǎng)的調(diào)控。實施車電互聯(lián)后，利用電動汽車充放電可以實現(xiàn)削峰填谷、電力調(diào)頻、平抑可再生能源電力波動、為電網(wǎng)提供無功支撐等功能。通過比較研究發(fā)現(xiàn)，電動汽車參與旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)時具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
       車電互聯(lián)雖然在技術(shù)上具備可行性，但是還需要通過建立標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式進(jìn)行規(guī)范和推動，以解決電動汽車、充電基礎(chǔ)設(shè)施不支持電池向電網(wǎng)饋電，電力輔助服務(wù)市場不對外開放，以及對于電池?fù)p耗的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)葐栴}。
       為了整合電動汽車、需求響應(yīng)以及可再生能源，公用事業(yè)公司、汽車廠商等開展了大量的試點(diǎn)和實證項目，對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評估和驗證。相關(guān)項目如下表所示。目前對于電動汽車、需求響應(yīng)和可再生能源綜合性解決方案的研究主要集中在合理布局充電設(shè)施，引導(dǎo)電動汽車實現(xiàn)有效充電和智能充電;構(gòu)建靈活的需求側(cè)管理資源，建立需求響應(yīng)市場，參與輔助服務(wù)市場，提供調(diào)峰能力;大力發(fā)展可再生能源，設(shè)計可再生能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的策略和方案等方面。
       可以預(yù)見，隨著未來可再生能源和電動汽車的大規(guī)模接入，在滿足充電需求約束條件下，通過引入中間運(yùn)營商，對電動汽車的充放電功率、時間進(jìn)行集中優(yōu)化控制，可以實現(xiàn)平抑風(fēng)電、太陽能發(fā)電波動，提高可再生能源發(fā)電利用率和電網(wǎng)消納新能源的能力。