在發展新能源和清潔能源的進程中，有兩大難題值得重視：一是建立儲能電站投資太大，靠市場運行，收益很低，投資回收期太長。比如，在江蘇峰谷電價差別很大的地區，投資儲能電站需要8年多時間，難以吸引資本進入儲能領域。二是電動汽車充電難。在公共場所的安全用電領域，可供電動汽車普通車載充電器進行慢充電的充電設施幾乎是空白，市場需求量巨大的另一種電動自行車安全充電插座，沒有引起政府相關部門足夠重視，導致每年電動自行車充電傷亡事故持續增加，對國家發展電動交通工具大戰略的順利推進產生不利影響。

(本文來源：清華能源互聯網研究院 微信號)

儲能電站建設難題

儲能電站對于電網削峰填谷的必要性是明確的，也是急需的。難在現階段各種儲能電池的成本很高。如，江蘇鎮江新建40兆瓦儲能電站投資超過3億元人民幣，目前只有靠國家電網來承擔投資，根據《用戶側“削峰填谷”儲能解決方案效益對比》(點擊文章左下角“閱讀原文”查看)給出的結論，采用鋰電池的靜態投資回收期是8.93年，而采用鉛碳蓄電池是8.26年，這樣的投資收益周期難以吸引資本進入這個新興行業。何況，江蘇的峰谷電價政策是力度最大的，江蘇省電力價格政策見表1.

公共場所用電難題

公共場所用電、精細化用電需求日益增加，然而卻面臨著安全、成本、模式等方面的難題。

在公共場所使用普通交流電，安裝傳統民用插座的安全隱患很大，沒有安全監測手段，無法預防火災危險。

公共場所提供用電設施或者充電設施成本高，收費管理困難，服務成本高。

戶外用電，私拉電線，從居民家庭窗口拉電線很危險，無法形成規范安全的戶外用電模式。

市場需求越來越明確

國內公共場所用電市場，幾乎處于空白狀態。國家電網的用戶都是為“屋內”提供用電，電表收費，十分普及。而在戶外，用電設施短缺，關鍵是用電的收費環節，人工成本無法降低。

基于安全用電的市場需求，這幾年爆發性增長。全國3.5億輛電動車，200萬輛私人電動汽車，在戶外充電需求緊迫。

智慧城市，智慧用電，尤其是戶外用電進行統一規劃管理。采用物聯網及大數據技術，實現遠程、全面、自動監控，實現精細化智慧用電管理水平。

建立有序用電新體系，智慧統籌控制戶外用電過程。在峰谷價差的市場化引導機制下，實現一種嶄新的削峰填谷功能，輔助解決電網穩定難題。通過建立一種峰谷充電套餐的商業機制，引導各種電動車(電動汽車)用戶參與峰谷調節充電這種新型有序充電活動，為電網提升負載均衡、用戶降低出行成本，全社會降低儲能投入，一舉多得，增加經濟效益。

極低成本的戶外用電設施，才能帶動新產業快速發展。采用最新基于大數據及物聯網智能芯片，統一計量標準，提升用電過程中的安全管理，加強對充電設備防盜安全監控，便于大規模化運營管理。

“安全充電+峰谷調節”精細化管理及運營平臺創新技術及功能

面對儲能電站建設難題，及戶外用電需求不斷增加與公共場所用電設施短缺的矛盾，清華大學能源互聯網創新研究院最新研發出了“安全充電+峰谷調節”精細化管理及運營平臺。

“安全充電+峰谷調節”精細化管理及運營平臺相對于傳統售電模式，更加接近用戶端，把用電服務計量管理諸多功能下沉到最底層的插座端，采用物聯網手段與大數據后端結合，精細化管理用戶的用電行為，并通過建立峰谷用電價格引導機制，讓電動車用電和充電過程轉移到后半夜，增加谷電使用量，為電網削峰填谷提供了一套全新的技術手段。

平臺創新點

采用了物聯網技術，實現用電管理數據采集功能下沉到最底端，能夠大范圍采集用電設施的電壓、電流、功率、電量和溫度值，在每一個用電最底層實現智能用電控制，不僅解決充電安全問題，也為公共場所用電負載的有序化管理提供了基本保障。由于實現了安全、有序、按需、方便的目標，在未來的用電大數據運行中，能夠挖掘出前所未有的經濟價值和使用價值。

平臺功能

設置智能云平臺，智能插座中安置智能芯片，智能云平臺對智能芯片進行智能管控，24小時不間斷進行用電安全監管，且可以根據不同需求設置不同計費模式，計價靈活。

采用物聯網技術，形成用電基礎大數據，通過大數據記錄、分析、自學習、預警，實現對用電細節的管控。

預約用電：用戶可以根據自己的需求自主設置用電時間，利用谷時的低價電。充電過程可實現充電用戶手機端的遠程、全程監控。

計量功能：利用互聯網共享插座內置高精度電量計量裝置，能夠直接完成電壓、電流、功率、電量和溫度的計量，其誤差0.5%(國網電表誤差2%)。

溫控功能：利用互聯網共享插座內置溫控系統，出現過載、過溫、過充、浪涌、漏電等異常情況時，系統將自動斷電，同時向業主發送信息，提醒維護，從源頭解決安全隱患。

無需下載安裝APP，掃碼支付，即掃即用，即付即充，方便快捷。建設安裝簡單、運維成本低，比傳統充電樁的優勢在于用最低成本實現大范圍密集布樁。

能源互聯網下將能夠替代儲能的調整負載功能。新技術有序充電帶來實質性峰谷調節效果，相比傳統專用儲能電池方法投入產出，經濟性提高許多倍，對投資人有巨大的吸引力。

平臺應用效益預估

電網為了保證穩定運行，傳統方式是要建立儲能電站來實現削峰填谷，需要投入大量資金才能建立一定規模的儲能電站。而采用“安全充電+峰谷調節”精細化管理及運營平臺新技術實現峰谷調節充電功能，充分利用電動車電池需要經常充電的剛性需求，合理化調整充電時間，巧妙地解決了電網削峰填谷的難題，投資少，效果好，出門用電更方便，一舉多得，經濟效益最為明顯。

自2018年初開始，該平臺已經在北京、株洲、韶關、南昌的一些居民小區和寫字樓投入運營，桂林高新區規劃新建200個充電場所，有效解決新能源發展過程中遇到的安全充電問題。

圖：北京雙清大廈的電動汽車自帶充電器充電

圖：南昌的物業小區自行車標準安全充電車棚

圖：電動汽車模式2充電

圖：北京雙清大廈自行車棚的電動自行車充電

以桂林為例，經濟效益預估如下：

桂林市擁有的70萬輛電動自行車自帶電池，按照每個電池0.5千瓦時儲電容量，總體規模相當于350兆瓦時的儲能容量。電動自行車平均兩天充電一次，每天需要消耗17.5萬度電，我們利用新技術和新方法，把這些“儲能”資源進行統一管理，讓這個“分散的巨大的”分散型負載參與有序充電，實現后半夜填谷，能夠有效緩解白天高峰期用電負載。

電動自行車充電，只有接入電源后，才能夠接受系統調節控制。利用電動自行車充電實現的等效總功率P=n*m*p

其中：P=總的儲能等效功率;n=參與充電的車輛比率;m=地區擁有電動自行車總數量;p=電動自行車充電器功率(100瓦到300瓦范圍)。

采用電動自行車進行有序充電，充電器功率100瓦計算，70萬輛有一半參與充電，等效實現的是35兆瓦的儲能電池充電的負載作用。

P=50%*700000*0.1KW=35MW

完成這個功能，如果專門建立儲能電站，采用鋰電池需要投入2.625億元人民幣。建設電動自行車“分布式儲能電站”只要建設35萬個能源互聯網插座，總投入1.33億元人民幣，僅僅是傳統鋰電池儲能電站投入的一半。

若利用電動汽車進行有序充電，同樣實現35兆瓦儲能電站的充電負載功能，每個充電器功率2千瓦，只需要建設1.75萬個電動汽車充電插座設施，對應投入硬件開支875萬元，投入只是傳統儲能電站方法總投入的4%!

采用有序充電峰谷調節充電，不僅幫助解決電網削峰填谷，提供了更加安全的充電設施，方便老百姓在停車棚充電，在物業小區電動汽車停車位充電，后半夜有序充電降低老百姓充電費用，減少儲能電站場地建設占地，避免儲能電站電池無謂的充放電損耗。有序充電是一種全新的技術手段，相對于儲能電站而言，投資小，見效快，一舉多得，是儲能電站之外的另一種經濟手段。

智能引導充電行為可以創造價值，電動汽車充電行為的集中協調、智能引導可以通過多種方式創造價值。首先，它可以更有效地削減峰值，從而大大減少電網投資。其次，它可以使負荷曲線在削峰之后發生變化，從而優化發電成本(將需求從峰值轉移到基本負荷發電)。此外，在太陽能和風能發電過剩時加快充電，或在可再生能源產量較低時降低充電速度，都有助于整合更大比例的可再生能源發電。最后，通過提供需求響應服務，智能充電可以提供有價值的系統平衡(頻率響應)服務。

讓智能充電設施無處不在，隨時隨地都能夠充電!這個新興戶外用電市場潛力巨大。在不久的將來，基于安全充電+峰谷調節充電精細化管理及運營平臺的“零售電”市場必將形成一種新興用電業態，智能充電點隨處可見，方便老百姓，統一全中國，讓電網喜笑顏開。

背景數據和法規

據中國產業信息數據網、《中國電動自行車質量安全白皮書》統計：我國電動自行車保有量2.5億輛，電動三輪車保有量5000萬輛，老年代步車以每年200萬輛的幅度逐步增長。據桂林交警統計，截至2017年底桂林市區電動自行車保有量已經超過70萬輛，占市民交通出行分擔率40%。

與此同時，公共場所用電、精細化用電需求隨之增加，而私拉電線、違規充電現象也在頻發，用電安全問題越來越突出。公安部于2017年12月30日發布《關于規范電動車停放充電加強火災防范的通告》，提出規范電動車停放充電行為;2018年5月15日國務院安委會辦公室發布《國務院安委會辦公室關于開展電動自行車消防安全綜合治理工作的通知》(安委辦﹝2018﹞13號)，文件中特別強調針對電動自行車停放充電、安全管理等存在的突出問題，重點推動建設一批電動自行車集中停放場所和充電設施。

根據國務院安委會辦公室和自治區安委會辦公室統一部署要求，桂林市安全生產委員會辦公室關于印發全市電動自行車消防安全綜合治理工作實施方案的通知(市安委辦〔2018〕45號)強調落實電動自行車停放充電管理。

為落實國務院關于發展戰略性新興產業和加強節能減排工作的決策部署，加快培育和發展節能與新能源汽車產業，政府發布《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》(財建〔2015〕134號)，《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》(發改能源〔2015〕1454號)等文件，指出充電基礎設施與電動汽車發展不協調、充電基礎設施建設難度較大等問題的存在制約了新能源汽車的推廣和應用，為此提出加強公共充電基礎設施建設的規劃，并給予相應的財政補貼。2016年11月7日國家發展改革委、國家能源局發布《電力發展“十三五”規劃》，將加快充電設施建設，促進電動汽車發展，2020年充電設施將可滿足全國超過500萬輛電動汽車的充電需求。

2016年據自治區人民政府辦公廳印發了《廣西新能源汽車發展行動方案》指出桂林、南寧等城市建設公共充電樁與電動汽車比例不低于1：12，城市核心區公共充電服務半徑小于2公里。此外，自治區發布《關于加快新能源汽車推廣應用的實施意見》(桂政辦發〔2015〕51號)其中明確對充換電設施建設給與財政補貼。

國家政策走向，已經明確鼓勵交通工具進入“油改電”的快速通道，標志著公共場所用電需求成倍增長。