苏靖祥 宋玥 于文佳
（国网天津城东供电公司）
摘要：本文对电动汽车充电设备接入配网充放电的影响因素进行分析，并分别就电动汽车充、放电两种情况下对配网的影响进行了论述，指出了无序的充电方式会造成于电能质量的恶化。在此基础上，提出了我国当前电动汽车充电技术发展的瓶颈和趋势。
关键词：电动汽车 充放电 影响因素
1.前言
电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题， 在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。
2.电动汽车充放电对电网的影响因素
2.1电动汽车的普及程度。电动汽车的普及程度不同对电网的影响大小不同。当电动汽车数量较少时,对电网的影响非常小；而电动汽车数量较大时,其对电网的影响将不容忽视。国外根据电动汽车普及程度分阶段研究电动汽车对电网的影响。电动汽车的普及程度受很多方面的影响,其中影响较大的是电动汽车技术的发展水平。当技术很成熟而且价格较低时,电动汽车的拥有量较高,此时其对电网的影响也较大。
2.2电动汽车的类型。本文指的电动汽车的类型主要是不同用途的汽车,如轿车、运输车等。不同类型电动汽车的充电电路和充电时间是不一样的。比较小型轿车、中型轿车、中型多用途汽车和大型多用途汽车4种类型的电动汽车对电网的影响,可以得到结论:大型多用途汽车容量较大,充电所需时间也较长,其对电网造成产生的影响最大。
2.3电动汽车的充电时间。电动汽车充电时间的场景需要根据电动汽车使用者的用车习惯、上下班时间以及引导政策等来进行设置。可以从电网运营者角度进行设置,也可以从电动汽车使用者方便性方面进行设置。不同的充电时间对电网的影响非常大,如果在峰荷时段进行充电将加重电网负担,而如果在非峰荷时段进行充电将减小充电对电网的冲击。
2.4电动汽车的充电特性。充电汽车接入电网时的电力需要由充电的电压和电流决定。不同类型汽车的充电特性不同,对电网的影响也不同。比对小型轿车、中型轿车、中型多用途汽车、大型多用途汽车4种类型电动汽车的充电特性,可以得知大型多用途汽车对电网的影响最大。
3. 电动汽车充放电对电网的影响
3.1 电动汽车充电对电网的影响
电动汽车充电将导致负荷增长,若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电,将进一步加剧电网负荷峰谷差,加重电力系统的负担。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在未经引导下一天之内不同数量的电动汽车接入电网后对电网负荷的影响是不同的。随着接入电网电动汽车台数的增加,使电网负荷急剧增加,从而对现有电网造成了巨大的挑战。电动汽车作为未来一种新型的重要负荷其充电行为可能对系统有显着的影响。大量电动汽车的无序充电会显著增大配电系统网损,并恶化电能质量。反之,如果对电动汽车的充电行为进行协调优化则可以降低系统的峰荷需求,并在很大程度上减轻上述负面影响。夜间充电可以增加基荷机组的利用率。反之,如果允许电动汽车无序充电则会降低系统的运行效率。
电动汽车作为一种不同于常规负荷的新型设备接入电力系统后,新的需求高峰配电线路的最大负荷电力市场价格以及由电动汽车充电所带来的谐波问题和无功问题等可能对系统产生很大的影响。电动汽车的无序充电行为将导致系统安全性降低、网络阻塞加剧、电能质量恶化、网损增加等负面结果；而对电动汽车的充电进行优化调度则可以有效地减轻这些负面影响。
3.2 电动汽车放电对电网的影响
电动汽车与电网互动(V2G)的概念最早由Kempton和Letendre提出。Kempton随后针对电动汽车作为储能设备的可行性与潜在效益进行了一系列的研究。可入网电动汽车可以被当做储能装置使用。现有的研究工作表明:绝大多数电动汽车在一天中96%的时间里是被闲置的。通过V2G技术,这些闲置的电动汽车可以在用电高峰期将电能反馈回电力系统中。电动汽车也可以在可再生能源机组不能发电时作为系统备用,从而减轻可再生能源的间歇性对电力系统运行的影响。因此,深入研究电动汽车放电的调度与控制方法对降低电动汽车接入的负面效应和充分利用电动汽车的储能功能具有重要意义。目前,关于电动汽车与电网互动的研究在国内外还相当初步。Kempton的研究引起了学术界对于电动汽车储能功能的广泛关注。一些学者已经提出和分析了利用电动汽车作为储能设备的各种设想,如利用电动汽车作为峰荷电源、调频和旋转备用,利用电动汽车的储能功能平抑可再生能源的间歇性利用电动汽车进行电压控制等。
4. 我国研究现状
电动汽车是一个新的行业,虽然已经发展了几十年,但在我国基本上还是一个新生事物。虽然我国有一些企业也在研发电动汽车以及充电技术，在目前情况下，还不具备大批量电动汽车直接入网的条件。我国电动汽车充电的相关技术与国外比较还存在一定的差距,所以加大对电动汽车充电相关技术的研究和资金投入,还有相关政策上的资助是在我国大力发展电动汽车的关键所在。随着充电技术使用中关键问题的解决，电动汽车的产业化将成为必然。夜间电力资源的过剩与浪费是我国乃至全世界大中城市的共同问题，利用电动汽车平衡峰谷差，对有效利用电力具有重要意义。
5. 结束语
现在，零排放电动汽车的技术已经逐渐成熟，无论从环保角度还是从能源角度来看，未来的电动汽车都需要有一个大的发展，其开发关系到众多工业的兴衰，可能成为未来新的经济增长点。根据我国国情，我国大部分城市普遍存在着十分严重的交通问题和汽车尾气排放污染问题，因此发展中小型电动汽车的市场更独特、应用前景更广阔。
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论文作者:苏靖祥,宋玥,于文佳
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
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