目前国外在车网互动标准化方面开展工作的机构主要包括ISO、IEC等,标准机构及车网互动标准化工作重点见表2-2。
表2-2 标准机构及车网互动标准化工作重点
(续)
在标准执行层面,美国加州公用事业委员会(California Public Utilities Commission,CPUC)于2017年组织车网互动产业链各方对于车网互动架构体系和标准需求进行了研究,如图2-7所示,从标准体系的架构上对车-桩-聚-网之间的标准进行了设计和梳理:
图2-7 美国对车网互动标准体系的梳理
1)在电网企业与车的通信上包括IEEE2030.5一种通信协议。
2)在电网企业与聚合商之间以及电网企业与桩之间的通信上均包括IEEE2030.5和OpenADR2.0b两种通信协议。
3)在充电聚合商与桩之间的通信上包括IEEE2030.5、OpenADR2.0b和OCPP1.6共计三种通信协议。
4)在充电聚合商与车之间也可以建立直接通信,使用标准包括IEEE2030.5通信协议以及车企平台与聚合平台远程通信对接方式(Telematics)。
5)在车和桩之间则可采用IEEE2030.5,ISO15118以及SAEJ1772,J2836,J2847,J3072三种通信协议。
其中IEEE2030.5《智能能源配置文件应用协议》称智能能源协议2.0(SEP2.0),是基于IP的应用协议,负责电网与智能终端间通信,支持包括需求响应、直接负荷控制、分布式发电等一系列操作。IEEE2030.5虽然普及度不及OpenADR,但于2020年生效的美国加利福尼亚州Rule21第二阶段要求,州内所有分布式系统的逆变器(如光伏、储能及直流充电桩的逆变器)必须支持IEEE2030.5标准。该要求可能激发IEEE2030.5更广阔的应用前景。
OpenADR 2.0b《开放式自动需求响应协议》为支持自动需求响应的信息传输协议,包括标准化信息模型及交互接口。自2018年起,OpenADR正式成为IEC标准IEC62746-10-1。OpenADR在国际上已得到广泛应用,不仅是美国多个州的需求响应市场的“默认”标准,也是德国虚拟电厂项目常见的标准。中国也有与OpenADR兼容的国内需求响应行业标准——DL/T1867—2018《电力需求响应信息交换规范》。
OCPP(Open Charge Point Protocol)《开放充电协议》由开放充电联盟编制,虽然不是法定标准,但已在全球多个国家得到普及。例如,荷兰甚至强制要求充电设施支持OCPP协议,部分国际主流充电运营商(如ABB、EVBox)也采用OCPP协议。同时,OCPP也是国际车网协同项目最常见的选择。
ISO 15118《电动汽车和电网间的通信接口》是欧美Climate Change Standard(简称CCS)标准中高等级通信采用的标准,支持车辆与充电桩间更复杂的信息交互。对比其他标准,ISO15118在功能上具有显著优势,不仅是唯一支持基于分时电价充电、兼顾有线与无线充电及允许充电控制模式切换的标准,也在网络安全方面率先支持公钥基础设施加密。最新发布的ISO15118-20支持交流与直流V2G。
SAE J1772规范了电动车和混动车传导充电场景,J2836是系列标准,分别规范了电动车辆与电网间通信的用户场景、电动车辆与直流充电桩间通信的用户场景、电动车辆与分布式能量源间通信的用户场景、电动车辆诊断通信的用户场景、电动车辆充电互操作性的用户场景以及无线充电通信的用户场景等,J2847更倾向于插电混动充电场景,J3072满足了车载系统与电网逆变系统的互联标准需求。
欧盟方面也提出了车网互动相关的标准协议,如图2-8所示,主要通过IEC以及ISO的相关标准进行通信:
1)在车与桩之间通过ISO15118和IEC61851-24进行通信。
2)在桩与后端网络管理系统之间通过OCPP进行通信。
3)在漫游阶段,则包括OCPI、OICP、OCHPdirect和eMIP标准进行工作。
4)在聚合商与配网运营商DSO之间通过OSCP、OpenADR、IEC61850-90-8、IEEE2030.5进行通信。
图2-8 欧盟方面对车网互动标准体系的梳理
欧美标准在设计时既考虑了电网侧的确定性、封闭性、可控性、行政性,也考虑了负荷侧的随机性、开放性、概率性、自主性。其车网互动标准是在已有充换电和智能电网相关标准的基础上进一步扩展、完善或新制定。