遵循电网还是构建电网的Vehicle-to-Grid技术？控制架构、部署路径及实际应用前景

《Chinese Journal of Electrical Engineering》：Grid-Following or Grid-Forming Vehicle-to-Grid?: Control architecture, deployment pathways, and practical outlook

　　

摘要：

车辆到电网（V2G）技术正从零散的示范应用迈向早期商业化部署，而充电设备的控制架构将决定V2G能够在何处安全应用，以及能在何处创造实际价值。目前大多数投入使用的V2G系统都属于跟网型控制方式，这类方式在电网结构稳定且需要可调度输出服务的场景中表现良好。然而，在电网参考信号较弱、失真或不存在的场景中，比如弱馈线电压支撑、孤立式微电网以及离网或能源匮乏地区，有一些高价值的V2G应用场景，此时跟网型控制就难以满足需求，而构网型控制则能发挥作用，因为充电设备可以协助建立当地的电压和频率标准，而非仅仅被动跟随。本文从实际应用角度对比了跟网型与构网型V2G的控制方式，重点分析了外部双向充电设备、集群化车队、多插座充电设施，以及单相与三相应用场景的差异。同时本文也阐述了当前各项技术的成熟度，指出跟网型V2G已更接近早期商业化应用阶段，而完全集成的双模式跟网型/构网型V2G仍处于开发阶段。本文的核心观点是，V2G的设计不应局限于单一控制模式：对于大多数短期内需并网运行的应用，跟网型控制仍是实用选择；而在充电设备需要支撑弱电网、孤立电网或无电网参考信号的场合，构网型控制则能发挥重要作用。因此，未来的发展方向应是具备服务感知能力的双模式V2G，让充电设备与车队能够根据电网状况、场地结构、用户需求以及服务要求，选择合适的控制策略。

车辆到电网（V2G）技术正从零散的示范应用迈向早期商业化部署，而充电设备的控制架构将决定V2G能够在何处安全应用，以及能在何处创造实际价值。目前大多数投入使用的V2G系统都属于跟网型控制方式，这类方式在电网结构稳定且需要可调度输出服务的场景中表现良好。然而，在电网参考信号较弱、失真或不存在的场景中，比如弱馈线电压支撑、孤立式微电网以及离网或能源匮乏地区，有一些高价值的V2G应用场景，此时跟网型控制就难以满足需求，而构网型控制则能发挥作用，因为充电设备可以协助建立当地的电压和频率标准，而非仅仅被动跟随。本文从实际应用角度对比了跟网型与构网型V2G的控制方式，重点分析了外部双向充电设备、集群化车队、多插座充电设施，以及单相与三相应用场景的差异。同时本文也阐述了当前各项技术的成熟度，指出跟网型V2G已更接近早期商业化应用阶段，而完全集成的双模式跟网型/构网型V2G仍处于开发阶段。本文的核心观点是，V2G的设计不应局限于单一控制模式：对于大多数短期内需并网运行的应用，跟网型控制仍是实用选择；而在充电设备需要支撑弱电网、孤立电网或无电网参考信号的场合，构网型控制则能发挥重要作用。因此，未来的发展方向应是具备服务感知能力的双模式V2G，让充电设备与车队能够根据电网状况、场地结构、用户需求以及服务要求，选择合适的控制策略。