IEC SRD 634602025 电动汽车提供电网支持功能的架构和用例标准立项发展报告

电动汽车提供电网支持功能的架构和用例（IECSRD63460:2025）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ArchitectureandUse-casesforEVstoProvideGridSupportFunctions(IECSRD63460:2025)摘要随着全球电动汽车产业规模化发展及其与能源系统耦合程度的持续加深，电动汽车作为分布式储能资源参与电网调节的技术条件与标准化需求日趋迫切。在此背景下，国际电工委员会（IEC）系统资源委员会（SyCSmartEnergy）于2025年1月正式发布《电动汽车提供电网支持功能的架构和用例》（IECSRD63460:2025）标准。该标准作为IEC系统参考德尔维（SystemReferenceDeliverable,SRD）系列的重要成果，系统界定了电动汽车提供电网支持功能的架构框架、核心用例及其与现有智能电网标准的映射关系。标准内容涵盖双向充放电功能需求、电动汽车与充电基础设施间的信息交互架构、用例建模方法及互操作性评估维度等方面，填补了电动汽车参与电网调节领域顶层架构类国际标准的空白。本报告就该标准的立项背景、制定过程、主要技术内容及其行业影响进行了全面阐述，并重点介绍了主导单位在标准研制中的技术贡献与组织经验。该标准的正式发布，标志着电动汽车与电网协调互动从工程实践走向规范化、体系化发展的新阶段，对于推动车网融合技术的全球部署和跨境互认具有重要意义。关键词：电动汽车；电网支持；双向充电；V2G；智能电网；用例分析；系统参考德尔维Keywords:ElectricVehicles;GridSupport;BidirectionalCharging;V2G(Vehicle-to-Grid);SmartGrid;Use-CaseAnalysis;SystemReferenceDeliverable(SRD)1引言1.1背景全球能源转型的深入推进使可再生能源在电力系统中的占比持续攀升,其间歇性和波动性特征对电网的灵活性调节能力提出了前所未有的挑战。与此同时，电动汽车(ElectricVehicle,EV)产业正经历爆发式增长。据国际能源署(IEA)统计，2024年全球电动汽车保有量已突破4000万辆，预计2030年将达到2.5亿辆。若将这些车辆的电池储能容量加以有效利用——即便仅考虑其中10%的可用容量——也将形成一个规模可观的分布式储能资源池，为电网提供调频、调峰、备用等辅助服务。然而，电动汽车参与电网支持功能的实现不仅涉及电力电子、通信协议、电池管理等技术层面，更依赖于一套统一的架构描述方法和标准化用例定义。缺乏统一架构标准将导致各厂商系统之间的互操作性障碍、功能重复定义以及安全责任边界模糊等问题。为此，国际电工委员会(IEC)系统资源委员会智能能源分委员会(SyCSmartEnergy)启动了IECSRD63460标准的制定工作，旨在为电动汽车提供电网支持功能建立系统级的参考架构和标准化用例库。1.2目的本报告旨在全面梳理IECSRD63460:2025标准的立项背景、研制过程、技术内容和应用前景，为国内相关标准化工作者、电动汽车及充电设施制造企业、电网运营机构以及政策制定者提供参考和借鉴。2标准立项背景与必要性分析2.1行业发展现状及标准化需求随着电动汽车保有量的快速增长，电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)技术已从实验室验证阶段进入小规模商业应用阶段。当前，全球已有超过50个V2G示范项目在运行，涵盖家用双向充电桩、公共直流双向充电站以及fleet级能量管理平台等多种形态。然而，快速发展的行业实践与标准化进程之间存在显著落差——不同厂商的双向充电系统在通信协议、功率控制策略、安全保护机制等方面采用各自的技术方案，导致系统间互操作性不足、重复开发成本高、规模化部署困难。在IEC标准体系中，虽然已有IEC61851(电动汽车传导充电系统)、IEC62196(电动汽车充电插头插座)、ISO15118(车辆到电网通信接口)等标准分别覆盖了充电基础设施的电气安全、物理接口和通信协议，但这些标准主要聚焦于单车与充电桩之间的点对点交互，缺乏从系统层面描述电动汽车作为电网资源参与电力系统运行的整体架构和用例定义。这一标准化空白使得多个利益相关方(包括配电网运营商、电动汽车车主、充电服务提供商、聚合商等)之间的角色职责、信息交互边界和协调机制难以统一,制约了V2G技术的规模化应用。2.2政策与市场驱动国际层面，欧盟《欧洲绿色协议》(EuropeanGreenDeal)和《替代燃料基础设施法规》(AFIR)明确鼓励车网双向互动技术的发展；美国联邦能源监管委员会(FERC)第2222号令要求消除分布式资源参与批发市场的壁垒，为电动汽车聚合参与电网服务提供了政策通道。中国国家发展改革委、国家能源局等部门也相继出台政策推动新能源汽车与电网融合互动，明确提出了车网互动试点示范和产业化发展的目标。在上述政策和市场力量的双重驱动下，制定一项系统级的国际标准来统一电动汽车提供电网支持功能的架构和用例，已成为全球标准化领域的紧迫议题。2.3标准缺口的确认IECSyCSmartEnergy在开展标准化差距分析(GapAnalysis)时发现，尽管IECTC69(电动汽车和电动工业车辆)和IECTC8(电能供应系统)分别从充电系统和电力系统角度制定了若干标准，但两者之间的衔接层——即电动汽车作为电网资源时系统级功能架构和跨域用例定义——存在明显的标准空缺。同时,IECSRD63218等已有SRD文档为智能能源系统提供了参考架构方法论，但尚未细化到电动汽车电网支持这一具体场景。为此，SyCSmartEnergy于2021年正式提出了IECSRD63460的项目提案。3标准制定过程概述IECSRD63460标准的制定工作遵循IEC系统资源德尔维(SRD)的编制路径,经历以下主要阶段：-2021年10月：IECSyCSmartEnergy正式批准立项，成立专门的项目组(ProjectTeam,PT63460)，任命项目负责人并确定参与成员国。-2021年11月至2022年6月：项目组开展广泛的利益相关方调研，收集来自汽车制造商、电力公司、充电设备制造商、研究机构和标准化组织的需求输入，完成标准工作草案(WorkingDraft,WD)第一版。-2022年7月至2023年3月：基于工作草案，项目组召开多次国际研讨会，围绕用例建模方法、架构层级划分等关键技术问题进行了深入讨论，形成委员会草案(CommitteeDraft,CD)。-2023年4月至2024年6月：进入询问阶段(DraftforVote,DIS)，各国家委员会(NationalCommittee)对标准草案进行投票和评议，项目组据此对草案进行了多轮修订完善。-2024年7月至2024年11月：完成最终草案(FinalDraftInternationalStandard,FDIS)的编制并提交中央办公室。-2025年1月30日：IEC正式发布IECSRD63460:2025标准。4标准主要内容4.1标准定位与适用范围IECSRD63460:2025属于IEC系统参考德尔维(SRD)出版物系列，其定位为智能能源系统领域的系统级参考文档。该标准描述了电动汽车为电网提供支持功能的架构方法及标准化的用例集合，适用于轻型电动汽车(含乘用车和轻型商用车)通过公用电网连接点提供电网支持服务的场景。标准面向的主要受众包括：配电系统运营商(DSO)、输电系统运营商(TSO)、电动汽车充电服务提供商、聚合商、电动汽车制造商，以及相关标准化技术委员会的标委会成员。标准不涉及具体的产品设计规范或安全要求，而是提供系统参考架构与用例描述的统一框架。4.2架构框架标准提出了一种基于IEC智能电网架构模型(SmartGridArchitectureModel,SGAM)的多层架构框架来组织电动汽车参与电网支持功能所需的能力和交互关系。SGAM为描述复杂智能电网系统提供了一个结构化的分层视图，标准将该模型方法应用于V2G场景。该框架涵盖以下五个互操作层次：-业务层(BusinessLayer)：定义电动汽车提供电网支持服务的商业模型、市场角色和价值链中各参与方之间的经济关系，如聚合商与DSO之间的辅助服务交易模式。-功能层(FunctionLayer)：描述为实现电网支持功能所需的功能模块及其相互之间的服务调用关系，包括功率调度、状态监测、市场竞标等功能用例。-信息层(InformationLayer)：定义各功能模块之间交换的信息对象和数据模型，涵盖充放电功率指令、电池SOC信息、电价信号、电网频率/电压量测数据等信息载体。标准在此层中引用了IEC61850、IEC61968/61970(CIM)等已有信息模型标准中的相关数据对象，并针对V2G场景补充了必要的新增信息对象定义。-通信层(CommunicationLayer)：规定支持上述信息交换的通信协议和接口机制，主要涉及ISO/IEC15118系列标准中定义的双向充电通信协议(即ISO15118-20中新增的BPT(BidirectionalPowerTransfer)服务)以及IEC61851中规定的底层通信基础设施。-组件层(ComponentLayer)：映射到系统中的物理设备，包括电动汽车车载充电机、双向充电桩、智能电表、本地控制器等物理实体的功能与接口要求。通过这一多维架构框架，标准将系统级需求逐层分解到具体的技术实现域，确保了架构描述的一致性和可追溯性。该架构框架支撑了用例的公理化描述与分类，为后续的用例建模提供了统一的概念基础。4.3核心用例定义标准在功能层定义了覆盖不同类型电网支持服务的核心用例集合。其中，根据电网需求的性质和响应时间尺度，标准将用例分为三大类别：A类：频率支持类用例——聚焦于利用电动汽车快速响应的特性参与电力系统频率调节服务。其中，典型用例包括一次频率响应(即利用电动汽车电池的快速功率输出能力在数秒内响应频率偏差)和二次频率调节(即跟随自动发电控制信号在分钟级时间尺度内调整充放电功率)。此类用例对通信时延和功率控制精度有较高要求，通常需要聚合商将大量分散的电动汽车资源整合控制。B类：电压与无功支持类用例——针对配电网局部电压越限问题，利用电动汽车充电桩的功率电子变换装置提供无功功率补偿或有功功率调节。典型用例包括配电网馈线电压调节(通过调节电动汽车充放电功率或无功输出维持节点电压在允许范围内)和变压器过载缓解(在配电变压器重载时段通过电动汽车放电来削减峰值负荷)。此类用例多与智能充电管理策略相结合。C类：能量管理与市场参与类用例——面向电能量市场和辅助服务市场的时间尺度较大(从数小时到数天)的优化调度场景。典型用例涵盖负荷转移(将电动汽车充电时段从电网高峰移至低谷,实现需求侧管理)、可再生能源消纳增强(在风电、光伏大发时段增加充电功率,在出力不足时段向电网放电)以及备用容量提供(在紧急情况下为电网提供预设时长的功率支撑)等。此类用例着重经济性优化和市场机制设计。标准中的每个用例均采用统一模板进行建模描述，包含以下基本属性：参与角色及其职责、前置条件、触发事件、基本操作流程、备选流程、信息交换需求、非功能性需求，以及与SGAM各层之间的映射关系。值得强调的是，由于标准中某些功能目标的实现涉及具体的技术方案选择(例如频率调节可能通过本地P/f下垂控制或远程AGC指令两种不同机制实现)，标准对部分用例引入了变体(Variant)描述机制，以表征同一用例目标在不同技术条件下的多样化实现方式。4.4互操作性及其与现有标准的关系针对电动汽车电网支持场景中的互操作性问题，标准提出了互操作性分类框架(CategorizationofInteroperabilityDimensions)，将其划分为技术互操作性(即物理连接和通信协议的协同)、信息互操作性(即语义层面数据模型的统一)、组织互操作性(即不同组织间业务流程和市场规则的兼容)以及法律互操作性(即跨境跨区域法规框架的协调)等不同维度。该分类框架为后续标准体系的有序发展提供了语义基础。在审查和比对现有标准的基础上,标准建立了与IEC61851、IEC62196、ISO15118、IEC61850、IEC61968/61970、IEC62559(用例方法论)、IECSRD63218等现有标准的映射关系，明确指出在哪些方面现有标准已提供了充分支撑、在哪些方面尚需进一步发展。例如，在通信层面，ISO15118-20已定义了双向功率传输所需的通信协议——这为标准的通信层实现提供了直接依据；而在信息层面，IEC61850虽已定义了分布式能源相关的逻辑节点，但针对电动汽车特有的移动性和聚合特性，仍存在数据模型扩展的需求。这些映射关系为标准使用者和后续标准制定工作提供了重要参考。4.5安全与隐私考量电动汽车参与电网支持功能涉及对大量分布式的车载电池系统的远程监控和功率调度，由此带来了区别于传统电力系统和传统充电场景的特殊安全与隐私考量。标准在信息安全方面对用例进行了分类分级，针对功率调度指令的完整性保护、双向通信链路的身份认证、系统中各组件的访问控制策略等方面提出了安全功能需求。在隐私保护方面，标准特别考虑了电动汽车使用者行为数据的敏感属性——充放电行为数据可以推断出车辆使用者的出行规律和生活习惯，属于个人隐私的重要范畴。标准对这些隐私数据的处理提出了明确的功能性要求，包括数据最小化原则和用户授权机制等。需要说明的是，作为SRD层面的标准，其安全与隐私相关内容主要聚焦于功能层面的需求定义，而不涉及具体技术机制实现细节。5主要参编单位介绍5.1中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司(以下简称"中国电科院")是IECSRD63460标准研制的核心参与单位之一，也是该标准制定过程中来自中国的最主要技术贡献力量。中国电科院成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研机构，长期致力于电力系统规划、运行控制、智能电网、新能源消纳、电动汽车与电网互动等领域的应用基础研究和关键技术攻关。在电动汽车与电网互动领域，中国电科院建有国内领先的车网互动技术实验室，具备整车在环测试、充电设施性能检测和大规模协同控制仿真能力。研究团队长期参与IECTC69、IECSyCSmartEnergy等多个IEC技术委员会和系统委员会的标准化工作，在国际标准制定方面积累了丰富经验。在IECSRD63460标准的制定过程中，中国电科院专家深度参与了标准的立项论证、用例建模、架构框架设计和标准文本审查等关键环节。项目组中方专家基于国内在V2G示范工程和车网互动标准体系建设中积累的实践经验，对标准中功能层的用例定义、信息层的数据对象映射以及标准与IEC63110等充电管理标准的衔接方案提出了多项具有建设性的技术建议，其中关于聚合商角色定义和层级调度框架的提案被标准采纳。同时，中国电科院利用国内已建成的车网互动测试验证平台，为标准中关键用例的可行性验证提供了实测数据支撑，增强了标准的工程适用性。6标准应用前景与影响分析6.1对产业发展的促进作用IECSRD63460:2025标准的发布，标志着电动汽车参与电网支持功能在全球范围内有了统一的架构参考和用例规范。首先，在充电设施行业，该标准引导充电设备制造商在双向充电桩的产品设计中采纳与标准一致的架构理念和通信接口方案，有利于减少产品开发中的重复设计、降低兼容性风险。其次，对电动汽车整车厂商而言，标准提供的用例模板和功能需求框架可作为车辆双向充放电功能开发的参考依据。第三，对电网运营机构而言，标准为将电动汽车资源纳入电网调度运行体系提供了功能边界和交互规范的系统性参考，改进了以往仅依靠项目经验开展V2G试点的工作方式。6.2对标准化体系完善的贡献IECSRD63460:2025作为连接充电标准体系(如IEC61851、ISO15118)与电网运行标准体系(如IEC61850、IEC61968/61970)之间桥梁的关键SRD文件。它的发布填补了两大标准体系间的系统级架构空白，为后续制定更细化的V2G功能标准、测试标准和安全标准提供了顶层参考框架。同时，该标准也为IEC其他技术委员会（如TC69、TC8、TC57）在相关标准制修订工作中提供了方向和依据。6.3尚存挑战与后续研究方向尽管IECSRD63460:2025提供了一个全面的架构参考框架，但行业内仍存在若干关键挑战和标准化缺口有待未来工作持续解决：-经济性