隨著石油資源的枯竭以及可再生能源技術的迅猛發(fā)展，發(fā)展新能源汽車，尤其是純電動汽車已經(jīng)是大勢所趨。作為未來電網(wǎng)中比重龐大的負荷，同時又兼具大規(guī)模能量存儲能力的電動汽車動力電池，在實現(xiàn)智能電網(wǎng)的過程中，勢必要扮演一個舉足輕重的角色。

電動汽車及其動力電池對于智能電網(wǎng)扮演著2種不同的角色，電動汽車的動力服務作為一項龐大的負荷，將可能占據(jù)整個電網(wǎng)負荷的極大比重，其運行對于電網(wǎng)安全會產(chǎn)生重大影響;而另一方面，電動汽車的動力電池作為一種儲能裝置，其能量存儲的總量對于電網(wǎng)來說又是一種保障和優(yōu)化電網(wǎng)運行的積極資源。因此，如何讓電動汽車及其動力電池在這2種角色之間平穩(wěn)自由的轉(zhuǎn)換，成為智能電網(wǎng)與電動汽車相結(jié)合的關鍵問題之一。具體體現(xiàn)為怎樣合理安排電動汽車這種負荷以及怎樣優(yōu)化動力電池這種儲能裝置的運行。當電動汽車作為負荷時，可以通過技術手段和經(jīng)濟手段合理安排充電時間，實現(xiàn)有序充電管理，達到移峰填谷的效果，提高系統(tǒng)運行效率，減少對電網(wǎng)安全的影響;當動力電池作為儲能裝置時，可以將其作為系統(tǒng)的備用容量，或者峰荷時向電網(wǎng)提供電量，優(yōu)化電網(wǎng)運行，提高系統(tǒng)的安全可靠性。在這種背景下，V2G(vehicletogrid)的概念應運而生。顧名思義，V2G是指與電網(wǎng)相連接的電動汽車(Vehicle)作為一種分布式負荷和電源，可以向電網(wǎng)(Grid)釋放存儲在其動力電池內(nèi)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(qū)動下，學術界進行了大量以V2G為基礎，對運行模式、充放電技術以及與可再生能源發(fā)電相結(jié)合實現(xiàn)有序充電管理等問題進行了深入的研究。

然而，從V2G命名本身強調(diào)車輛(Vehicle)來看，就可以發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)思維中，一直將車輛與電池作為一個整體來看待，將充放電的主體始終默認為車輛。在這種思維方式下，人們將一些電動汽車本身的屬性也默認成了動力電池的屬性。電動汽車分屬于千百萬不同的用戶，其具有明顯的移動、分散以及相應的與電網(wǎng)連接的時間和地點的不確定性。由于電動汽車的產(chǎn)權分屬于不同用戶，電動汽車接入電網(wǎng)及其充放電的操作權限也相應的歸屬于不同用戶，造成了分布式?jīng)Q策的局面。同時，車輛作為人們?nèi)粘Ｉ�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)的運行帶來諸多不確定的沖擊和影響。將這些車輛的屬性等同看成電池的屬性，造成了V2G實施中面臨的一系列困難和障礙，很多研究一直延續(xù)這種思維方式，試圖從這些束縛中尋找突破。

實際上，如果大膽的突破原有的思維模式，在電動汽車與動力電池之間進行解耦，就會發(fā)現(xiàn)那些對于電動汽車的諸多束縛對于動力電池其實并不存在。在擺脫這些束縛之后，通過建立大型集中儲能充電站，可以實現(xiàn)動力電池直接向電網(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(BatterytoGrid)。B2G揭示了電動汽車動力電池與電網(wǎng)交互的本質(zhì)，而去除了車輛屬性的束縛，擺脫V2G概念的局限性。實際上，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力電池與電網(wǎng)的能量交互。

本文將集中充電的動力電池與電網(wǎng)的能量交互作為B2G的重點進行論述，無特殊說明時，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，論述實現(xiàn)該B2G在商業(yè)模式上、運行管理上、技術條件上面臨的挑戰(zhàn)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)未來可能的發(fā)展愿景。

1、電動汽車與動力電池的解耦

電動汽車與動力電池的解耦主要體現(xiàn)在3個方面：資產(chǎn)關系解耦、時間解耦和地點解耦。通過資產(chǎn)關系解耦，首先解決對于動力電池充放電的決策權問題，而通過電動汽車的動力服務與電池充放電在時間和地點上的解耦，解決電動汽車本身移動、分散的特點與電池充放電過程精確計劃與控制之間的矛盾。

1)資產(chǎn)關系解耦。與燃油汽車相似，用戶在購買汽車時，并不愿意為了確保能夠獲得固定數(shù)量的燃油供應而額外支付一筆保證費用，因此對于電動汽車來說，讓用戶為確保獲得電能供應而單獨為電池付費并不完全合理。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)關系的解耦是其他解耦和技術路線的前提，只有專業(yè)的充換電運營公司掌握了電池的所有權，才能更好地避免汽車用戶的意愿對電池利用的限制和約束，同時大大降低決策的復雜程度和主體數(shù)量。

2)電動汽車動力服務與電池充放電操作的地點解耦。由于動力電池的充電時間過長而無法滿足人們快捷的動力服務的需求，電池更換模式徹底打破了電動汽車與電池一體化的思路，使電動汽車的動力服務與動力電池的充放電操作可以完全在不同的地點進行。由于分屬于不同的所有者以及不確定的使用方式，電動汽車接入配電網(wǎng)的地點也同時具有分散和不確定的特點。而通過換電模式實現(xiàn)地點解耦，使得動力電池的充放電有可能擺脫對配電網(wǎng)的依賴和沖擊，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)電動汽車動力服務與電池充放電操作的時間解耦。電動汽車整車充電模式下，動力電池連接入電網(wǎng)充放電的時間與電動汽車運行行駛的時間難免會形成矛盾，而電網(wǎng)由于自身運行安全和成本效益的考慮，對動力電池充放電的時間又具有特殊的要求。因此在V2G中，很多技術和方法都是針對這種矛盾來尋求2者在時間上的平衡，但這種平衡畢竟是在約束下的有限度的平衡。因此，換電模式將電動汽車動力服務與電池充放電操作進行了時間解耦，對于電網(wǎng)而言，解決了其利用動力電池優(yōu)化運行和安全的最大障礙。

圖1中，將資產(chǎn)關系、時間以及地點3種屬性用三維空間的方式來表示電動汽車與動力電池的解耦關系。在整車充電的模式中，電動汽車與動力電池的這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