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　　客車網(wǎng)2025年7月30日訊——

　　“VPP+V2G”技術(shù)賦能公交能源革命
王小磊

        前言

        隨著“雙碳”目標(biāo)已經(jīng)列入城市公共交通重要任務(wù)之一，電動(dòng)公交車車已成為城市交通“雙碳”的重要載體。虛擬發(fā)電廠(VPP)與車輛到電網(wǎng)(V2G)技術(shù)的深度融合，為公交能源革命提供了全新的解決方案。通過(guò)將電動(dòng)公交車集群轉(zhuǎn)化為“移動(dòng)儲(chǔ)能單元”，不僅優(yōu)化了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，更重構(gòu)了交通與能源的協(xié)同生態(tài)，開(kāi)啟了一場(chǎng)關(guān)乎效率、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的系統(tǒng)性變革。而“VPP+V2G” 的技術(shù)融合，這一創(chuàng)新模式正開(kāi)啟公交能耗格局的顛覆性變革。

　　1.名詞解釋

　　1.1虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)并不是真正意義上的發(fā)電廠，它既沒(méi)有廠房，也不消耗燃料，是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，是一張由云計(jì)算、AI算法和物聯(lián)網(wǎng)編織的“能量調(diào)度網(wǎng)”。它能夠?qū)⒎稚⒌碾妱?dòng)公交車、充電樁、儲(chǔ)能設(shè)備等資源“聚沙成塔”，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每輛車的電池狀態(tài)、充電需求與電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行聚合和統(tǒng)一管理，形成一個(gè)邏輯上的“電廠”。通過(guò)全局優(yōu)化算法，VPP動(dòng)態(tài)分配充電/放電指令，使所有接入系統(tǒng)的車輛成為可調(diào)控的“柔性儲(chǔ)能單元”。

　　1.2車輛到電網(wǎng)(Vehicle-to-grid，V2G)

　　V2G是指電動(dòng)公交車與電網(wǎng)雙向互動(dòng)的關(guān)系：正向關(guān)系是，當(dāng)車載電池需要充電，電流則由電網(wǎng)流向車輛，這是我們通常的理解和認(rèn)知;逆向關(guān)系是，當(dāng)電動(dòng)公交車不使用時(shí)，車載電池的電能可以流向電網(wǎng)系統(tǒng)。V2G的雙向逆變式充電技術(shù)，通過(guò)儲(chǔ)能，電量與車載儲(chǔ)能量成正比，可起到電網(wǎng)的平衡作用，通過(guò)調(diào)度這些車輛的儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)公交車車的有序充電。因此，V2G技術(shù)就像為電動(dòng)公交車車安裝了“能量雙向閥門(mén)”，種“雙向?qū)υ?rdquo;機(jī)制，讓公交車從“耗能終端”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;移動(dòng)儲(chǔ)能站”。

　　2.改寫(xiě)公交能耗格局

　　2.1技術(shù)耦合VPP

　　作為“看不見(jiàn)的電廠”，采用云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將分散的電動(dòng)公交車電池聚合成可調(diào)度的大型儲(chǔ)能單元。而V2G技術(shù)賦予車輛“雙向能量流”能力——在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)充電儲(chǔ)能，高峰時(shí)向電網(wǎng)反向放電。兩者結(jié)合，使公交系統(tǒng)從單純的電力消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;移動(dòng)儲(chǔ)能站+柔性發(fā)電單元”。通過(guò)VPP平臺(tái)實(shí)現(xiàn)超百輛電動(dòng)公交車的集群調(diào)度，其虛擬發(fā)電站可根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)與電池狀態(tài)，自動(dòng)優(yōu)化充放電策略，既穩(wěn)定電網(wǎng)頻率，又為運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造收益。

　　2.2公交系統(tǒng)的“能耗革命”

　　如果電動(dòng)公交車集中充電與居民用電高峰時(shí)段高度重合，將導(dǎo)致電網(wǎng)峰谷差持續(xù)擴(kuò)大，形成對(duì)電網(wǎng)巨大的負(fù)荷沖擊。但電動(dòng)公交車的運(yùn)營(yíng)特性卻可為”VPP+V2G”提供了理想應(yīng)用場(chǎng)景：固定路線、定時(shí)?？?、夜間集中充電。應(yīng)用”VPP+V2G”模式，，電動(dòng)公交車可根據(jù)線路運(yùn)營(yíng)計(jì)劃與電網(wǎng)需求靈活調(diào)整充放電時(shí)間——例如，車輛在平峰期低電量運(yùn)行后，利用停站間隙“快充補(bǔ)能”;在停運(yùn)期間則變身“儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)”，為電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)。這種動(dòng)態(tài)平衡機(jī)制，可將公交運(yùn)營(yíng)與能源管理實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫協(xié)同”，電動(dòng)公交車也因此從“用能者”向“供能者”轉(zhuǎn)型。

　　2.3城市電網(wǎng)的“柔性調(diào)節(jié)衛(wèi)士”

　　城市電網(wǎng)常因各種原因或突發(fā)事件面臨尖峰供電負(fù)荷的“瞬時(shí)壓力”，傳統(tǒng)解決方案需投資建設(shè)調(diào)峰電站或擴(kuò)容電網(wǎng)，成本高且響應(yīng)周期長(zhǎng)。而具有”VPP+V2G”系統(tǒng)的公交停車場(chǎng)，則成為“分布式移動(dòng)儲(chǔ)能庫(kù)”。”VPP+V2G”系統(tǒng)意味著公交電池可作為可預(yù)測(cè)的分布式儲(chǔ)能資源，精準(zhǔn)匹配電網(wǎng)需求，起到一座小型調(diào)峰電站的功能。數(shù)百輛電動(dòng)公交車組成的網(wǎng)絡(luò)成功減少了電網(wǎng)擴(kuò)容的需求，并將延長(zhǎng)現(xiàn)有設(shè)備的使用壽命。”VPP+V2G”技術(shù)不僅適用于特定場(chǎng)景，而是在多種城市環(huán)境中都具有顯著優(yōu)勢(shì)和廣泛適用性。

　　2.4增強(qiáng)環(huán)保與可再生能源消納的“雙贏生態(tài)”

　　對(duì)公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)而言，V2G放電收益可抵消部分充電成本。例如，在峰谷電價(jià)差較大的地區(qū)，車輛夜間充電、日間放電的套利模式，利用這種“時(shí)空平移”能力，每年可節(jié)省一些單車電費(fèi)。同時(shí)，通過(guò)減少電網(wǎng)調(diào)峰壓力，間接降低了城市整體的碳排放——每輛參與V2G的電動(dòng)公交車，相當(dāng)于為電網(wǎng)接入了一座“零排放移動(dòng)儲(chǔ)能站”。當(dāng)可再生發(fā)電設(shè)備(風(fēng)力、光伏等)發(fā)電量過(guò)剩時(shí)，VPP可以指令V2G充電樁吸收多余電能;在可再生能源出力不足時(shí)，反向供電。提升可再生發(fā)電設(shè)備的消納率，用這種方法來(lái)減少綠電的廢棄。

　　3.碳資產(chǎn)

　　3.1“VPP+V2G”的減碳

　　在為城市供電網(wǎng)“削峰填谷”的過(guò)程中，還可以通過(guò)車網(wǎng)互動(dòng)提升新能源就地消納能力，提升區(qū)域綠電消納率。與傳統(tǒng)的電動(dòng)公交車單純充電相比，”VPP+V2G”的應(yīng)用使每一輛電動(dòng)公交車變身“光之種子”，推動(dòng)交通與能源的雙低碳化。其“綠電”效應(yīng)所減少的二氧化碳排放，是可以通過(guò)相關(guān)的方法學(xué)計(jì)算出來(lái)的。因此，每一次充放電都參與能源價(jià)值分配，通過(guò)大規(guī)模應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，這將為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)支撐，公交企業(yè)也將獲得一筆可觀的、具有持續(xù)性的碳資產(chǎn)。

　　3.2時(shí)空平移消納綠電

　　i.“新能源車充新能源電”：公交場(chǎng)站的可再生能源直接供給V2G充電樁，實(shí)現(xiàn)“新能源車充新能源電”的閉環(huán)，可直接獲得碳減排量。

　　ii.提升綠電滲透率：VPP調(diào)度V2G電動(dòng)公交車在光伏發(fā)電高峰時(shí)段充電(如午間)，減少棄光;夜間低谷時(shí)段放電補(bǔ)充電網(wǎng)，提升綠電滲透率。如此清晰的綠電使用碳足跡，通過(guò)電動(dòng)公交車的減碳方法學(xué)核證計(jì)算，可獲得可觀的碳資產(chǎn)。

　　3.3“削峰填谷”減碳

　　VPP可聚合其范圍內(nèi)的所有分布式能源，在公交場(chǎng)站形成的VPP從根本上改變了站場(chǎng)發(fā)電和電動(dòng)公交車及其它分布式能源之間的孤島狀態(tài)，可大幅度提高各種分布式能源的使用效率，而規(guī)模化的參與平衡城市供電網(wǎng)負(fù)荷的“削峰填谷”，降低了化石能源發(fā)電調(diào)峰需求，可獲得因減少化石能源發(fā)電的減碳量。

　　3.4其它

　　i.‌ 降低能源傳輸損耗：”VPP+V2G”把公交車場(chǎng)站作為分布式電源點(diǎn)，向周邊區(qū)域供電，縮短了城市電網(wǎng)的輸電距離，VPP在一定程度上可直接降低配電線路損耗。

　　ii.微網(wǎng)自治減碳增效‌：遇突發(fā)事件時(shí)，VPP可利用調(diào)度場(chǎng)站內(nèi)“光伏+儲(chǔ)能+V2G” 形成孤島微網(wǎng)快速供電支援，替代柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)急供電。

　　4.挑戰(zhàn)

　　4.1電池壽命

　　動(dòng)力電池的使用壽命都與循環(huán)次數(shù)密切相關(guān)。”VPP+V2G”很明顯會(huì)增加動(dòng)力電池的充、放電循環(huán)次數(shù)，進(jìn)而會(huì)縮短其使用壽命，根據(jù)鋰電池的理論，這里的循環(huán)次數(shù)指的是深度充放電次數(shù)，即電量從接近耗盡到完全充滿的過(guò)程，而非簡(jiǎn)單的充電次數(shù)。雖然可以從控制放電深度來(lái)其減少對(duì)動(dòng)力電池壽命的影響，但頻繁的充放電對(duì)壽命的影響是肯定的。未來(lái)如果動(dòng)力電池技術(shù)有大的突破(如：固態(tài)電池等)，這種影響將可能使影響更小。

　　4.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

　　i.技術(shù)兼容障礙：當(dāng)前不同品牌電動(dòng)車與充電樁之間還存在技術(shù)壁壘;車輛、電網(wǎng)和充電樁及設(shè)施之間還缺乏統(tǒng)一通信協(xié)議，設(shè)備之間的雙向互動(dòng)沒(méi)有互認(rèn)接口標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致能量雙向流動(dòng)困難不統(tǒng)一‌。

　　ii.規(guī)范體系缺失：在國(guó)家層面尚無(wú)V2G的完整安全規(guī)范及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，來(lái)強(qiáng)制性約束”VPP+V2G”系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、接入條件等，以致可能產(chǎn)生技術(shù)沖突。

　　5.結(jié)語(yǔ)

　　2025年3月13日國(guó)家發(fā)展改革委等四部門(mén)發(fā)布《關(guān)于公布首批車網(wǎng)互動(dòng)規(guī)模化應(yīng)用試點(diǎn)的通知》，公布了首批車網(wǎng)互動(dòng)(V2G)規(guī)?；瘧?yīng)用試點(diǎn)范圍的城市及項(xiàng)目，并且已有公交企業(yè)成功的進(jìn)行了”VPP+V2G”的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)。“VPP+V2G”技術(shù)正將公交系統(tǒng)從“能源消耗者”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;電網(wǎng)調(diào)節(jié)器”，其深遠(yuǎn)意義遠(yuǎn)超單一領(lǐng)域創(chuàng)新。”VPP+V2G”技術(shù)編織的，不僅僅是能源與交通的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，也不是簡(jiǎn)單的技術(shù)迭代，而是一場(chǎng)靜默的革命。當(dāng)每一輛電動(dòng)公交車都成為流動(dòng)的儲(chǔ)能單元，當(dāng)每一次充放電都參與構(gòu)建更智慧的能源網(wǎng)絡(luò)，我們不僅看到了交通行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，更觸摸到了未來(lái)城市碳中和的脈搏。