一、農村將成為新能源汽車消費重要增長極，一方面電網重要性愈發凸顯，一方面也給農村電網建設運行提出更高要求
新能源汽車消費呈現從大城市向中小城市快速延伸態勢。根據中國汽車工業協會數據，2022年我國三線及以下城市新能源汽車銷量占比最高（見圖1），達32.5%，較2015年上升23.1個百分點。根據開源證券數據，當前國內一線城市新能源汽車滲透率1已超50%，大部分三、四線城市仍不足10%。
圖1 新能源汽車銷量占比變化（2015—2022年）
隨著國家政策大力推動，制約新能源汽車下鄉的問題將逐步解決，農村將成為新能源汽車消費重要增長極。由于針對農村的電動乘用車、電動小型貨車等產品體系尚不完善，疊加充電難等因素，目前農村新能源汽車消費意愿不高，滲透率還相對較低。5月5日國務院常務會議審議通過了加快推進充電基礎設施建設、更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見（以下簡稱《意見》），6月2日國務院常務會議再次強調構建高質量充電基礎設施體系。隨著農村人均收入提升、鄉村旅游發展，在農村充電基礎設施加快建設利好政策驅動下，預計農村新能源汽車將快速增長，2025年有望超過1000萬輛。
綜合研判，新能源汽車下鄉可為農村電網提供潛在的光伏消納空間和可調節資源，但也對農村電網建設運行提出了更高要求。
一是與“三平衡”“三用電”的基本要求一致。新能源汽車充電具有“時間有彈性、行為可引導、規律可預測”的特點，負荷調節潛力較大。在政府有效政策強力引導下，新能源汽車下鄉后可參與需求響應和有序用電、促進農村新能源就地消納，是在農村開展“三用電”“三平衡”的典型實踐。
二是愈加凸顯電網的重要性，可在服務鄉村振興和推動農村生產生活方式綠色低碳轉型中發揮更大作用。充電基礎設施既是電網的售電終端，也是電網的供電延伸，其廣泛布局離不開電網支持。電網還是支撐農村新能源汽車參與電力系統調節的重要平臺，有力支撐農村綠色出行。
三是對農村電網支撐保障能力、車樁網協調互動水平提出更高要求。目前農村低壓電網典型設計的戶均容量為4千伏安，低于電動汽車充電樁7千瓦的充電功率需求。若按照“一戶一樁”進行充電基礎設施建設，農網低壓戶均容量、進戶線線徑不足等問題將直接凸顯?！兑庖姟诽岢觥巴茝V智能有序充電等新模式”，要求農村電網具備柔性互動能力。農村電網的升級改造既要提升戶均容量，還要提升可觀可測可控可調能力。
二、基于實地調研中典型案例的定量測算，需從綜合供電成本的角度，統籌優化充電基礎設施、光伏、儲能與電網的規劃和運行
新能源汽車下鄉要求加快農村充電基礎設施建設，將帶來電網改造成本，但也具備促進光伏消納、降低限電損失、減少電網線損等潛力，有必要考慮綜合供電成本，對典型案例開展多場景定量測算，以此優化規劃建設和運行策略。
選擇光伏滲透率較高的河北保定某典型農村配電網，設置電網改造、充電基礎設施集中/分散布局、新能源汽車有序充電、配置儲能等場景，利用能源院自主開發的配電系統分析和優化軟件（DSAP），分析新能源汽車下鄉帶來的影響以及與光伏、儲能協同的可行性。定量測算結果詳見附表，規律性結論如下。
（一）大規模無序分散建設充電基礎設施易引發低電壓、設備過載等風險，還導致大量電網改造，大幅增加局部地區供電成本
經測算，在戶均配變容量低于3千伏安的農村地區，樁戶比達到0.5～0.7后將面臨大面積配變重載問題，樁戶比達到0.7后將面臨大面積線路重載問題，樁戶比達到1的極端情況下配變最大負載率平均值超過100%。典型案例中，以戶均配電容量1.6千伏安、樁戶比0.5測算，電網改造成本增長近30%，折合臺區內用戶度電成本增加0.053元/千瓦時。
（二）充分考慮農網基礎條件和各地實際情況，通過優化農村充電基礎設施布局，集中與分散相結合，鄉村與鄉鎮道路相結合，可有效兼顧設施投資運維成本和資產利用率，以較少的投入最大限度滿足充電需求
充電基礎設施分散布局可就近滿足充電需求，投資建設成本低，但較集中式布局存在設施利用率低、管理維護成本高、有序充電引導難等問題。典型案例測算顯示，相比單一集中式布局場景，“集中+分散”組合布局場景下臺區內度電成本下降0.006元/千瓦時。因此，農村充電基礎設施布局應充分考慮地區人口密度、負荷增長、電網容量裕度、道路建設等情況，合理優化集中式與分散式布局配比，尤其是在充電需求密度高的社區、農貿區、車站等開展集中式充電基礎設施建設。
（三）新能源汽車下鄉帶來的充電負荷特性與光伏發電出力特性匹配度差，僅一定程度利于光伏消納，整體效果并不明顯
一是發電和充電時間不匹配。農村乘用車出行需求主要集中于城鄉通勤、走親訪友、個體經營等，以白天使用、夜間充電為主；貨運車輛、農機具均以商用為主，使用剛性較強，也以白天使用、夜間充電為主。以居住區為例，新能源汽車停駛時間常在17點到次日7點，充電時間常在17點到21點，與光伏發電時間主要在午間前后不匹配。典型案例中，電動車充電時段光伏發電量僅占全天發電量的約2%。
二是發電和充電量不匹配。當前，分布式光伏已背離“自發自用為主”初衷，基本采用全額上網模式，管發不管用，依賴電網集中消納，導致戶均裝機逐年增大。按照目前居民光伏戶均裝機約20千瓦、年利用小時數1000小時計算，全年發電量20000千瓦時。在農村出行場景下，按照日均行駛里程5～15公里計算，新能源汽車用電量不超過2000千瓦時/年，不足光伏年度發電量的1/10。
（四）在車網互動尚未商業化推廣的過渡期，以“用”為重點，通過有序充電“軟機制”，可有效降低電網改造成本和線損，提升光伏消納水平，降低綜合供電成本，為此需政府加快出臺考慮農村生產生活規律的分時電價機制
目前我國車網互動（V2G）尚處技術驗證和局部小規模試點階段，國網公司已累計建成V2G樁1213臺，僅占現有充電樁總量的0.025%。不過，有序充電當前已具備推廣條件，可利用分時電價等手段，引導新能源汽車在凈負荷4低谷時段充電、高峰時段放電，有效削峰填谷，促進光伏就地消納和電力供需就地就近平衡，降低綜合供電成本。典型案例測算顯示，“光伏+集中充電+分散充電”場景下，相較未實施有序充電情況，有序充電策略可使光伏限電率下降0.5個百分點，臺區內度電成本下降0.004元/千瓦時。
但要注意，考慮農村生產生活規律對充電特性的約束，如何設計有序充電引導機制仍是關鍵。例如，農村出行時間相對城市上班族較為分散，新能源汽車充電時間更為彈性。
（五）在車網互動尚未商業化推廣的過渡期，以“儲”為重點，通過配置儲能“硬裝置”，可有效提升光伏和充電基礎設施的協同程度，提高電網對光伏和新能源汽車的承載力，但目前儲能成本仍較高，需因地制宜合理配置
對光伏發電出力特性與新能源汽車充電特性的不匹配問題，現階段除采用有序充電“軟機制”，還可考慮配置儲能“硬裝置”來提升協同程度。典型案例測算顯示，在“10%儲能+集中充電”場景下，光伏限電率較基準場景降低3.4個百分點，網損也有所下降，但因儲能成本仍較高，臺區內度電成本增加了0.006元/千瓦時。
預計中長期儲能成本將持續下降，臺區內光儲充荷協同或成為典型場景，農村實現生產生活用電基本自足。
（六）為盡早實現車網互動的商業化推廣，需要加快新能源汽車和充電樁技術和機制創新，以“網”為平臺，充分發揮電動汽車的可調能力，促進源儲充荷高效協同
當前，電網互動（V2G）大范圍推廣還有賴于在技術標準、建設成本、聚合方式、價格機制、消費習慣等方面持續創新，需要出臺政策支持汽車和電池企業發展高循環、低衰減的電池，降低雙向充電樁價格。綜合行業預測，2030年，全國電動汽車規模將達1億輛，若10%參與車網互動（V2G），按同時率0.2、單車充放電功率15千瓦、可使用30%-90%電池容量估算，可形成3000萬千瓦/7800萬千瓦時的儲能資源。
三、有關工作建議
一是加強農村充電基礎設施與光伏發電、儲能配置、電網的規劃統籌，發揮協同效應。根據各地縣鄉公共充電網絡規劃，動態調整配電網規劃，加強與光伏發電和儲能建設的統籌。在新能源汽車下鄉較快地區，加快開展農村配電網承載能力評估，引導充電基礎設施和光伏發電合理布局，在車站、景區、鄉村物流基地、居住聚集區建設集中式公共充電基礎設施。
二是加快推廣農村新能源汽車有序充電，積極開展臺區內光儲充荷協同試點示范。充分考慮農村生產生活規律特點及各地實際情況，研究設計農村有序充電引導機制，推動地方政府落實分時電價政策、拉大峰谷價差，積極引導新能源汽車有序充電。在光伏滲透率較高、新能源汽車密集的地區，試點開展臺區內“光伏+儲能+充電基礎設施”協同控制、車網互動等技術應用。
三是因地制宜增強農村電網對各類充電基礎設施的支撐能力。對于集中式充電基礎設施，按照“需求響應優先、有序引導保底”的原則，積極引導參與系統調節；按照調節潛力適度超前的原則，強化中高壓配電網網架。對于分散式充電基礎設施，經濟發達鄉鎮的中心區域可參考城鎮要求，新建小區隨房地產開發建設即開展配套電網建設；老舊小區因地制宜有序實施改造工程；廣大農村地區按需、及時開展中低壓線路改造、配變布點加密等工作。
附表 河北保定典型案例下綜合供電成本測算結果
