陳建峰

摘 要：電動(dòng)汽具有尾氣“零排放”，能源來(lái)源多樣化等優(yōu)勢(shì)，是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的有效措施，具有廣闊的發(fā)展前景。本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電力系統(tǒng)的影響機(jī)理進(jìn)行了分析研究，并提出了若干應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；電力系統(tǒng)；影響；應(yīng)對(duì)措施

引言：目前，化石能源的需求量和消耗量日益增大，世界各國(guó)都面臨著嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)境污染的雙重難題。以電能作為主要驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)具有尾氣“零排放”，能源來(lái)源多樣化等優(yōu)勢(shì)，是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的有效措施，得到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，是未來(lái)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展方向。但是，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展到一定規(guī)模的時(shí)候，會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)不良的影響，威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，研究電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電力系統(tǒng)的影響，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施具有重要的意義。

一、電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展概述

電動(dòng)汽車(chē)按照使用方式主要分為公共交通車(chē)、普通乘用車(chē)和微型乘用車(chē)[1]。當(dāng)今電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)還處于發(fā)展階段，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用還不夠成熟。電動(dòng)汽車(chē)充電問(wèn)題是限制電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸之一，充電基礎(chǔ)設(shè)施不足以及充電效率低下都限制了電動(dòng)汽車(chē)的普及。隨著電動(dòng)汽車(chē)的不斷普及，大規(guī)模無(wú)序充電會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大沖擊，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，嚴(yán)重限制了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。

二、電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電力系統(tǒng)的影響

（一）充電負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的充電行為相當(dāng)于一個(gè)巨大的用電負(fù)荷，并且具有一定的間歇性和隨機(jī)性，對(duì)電力系統(tǒng)的影響有：

（1） 對(duì)配電系統(tǒng)安全與可靠性的影響。在電力系統(tǒng)負(fù)荷高峰期充電，尤其是采用快充方式會(huì)引起變壓器過(guò)載，并且顯著增加配電系統(tǒng)的功率損耗和電壓偏移。負(fù)荷高峰期是，大量電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電會(huì)給配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大的威脅；（2）對(duì)配電系統(tǒng)投資成本的影響。研究表明，如果負(fù)荷高峰期時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，會(huì)顯著增加配電系統(tǒng)的建設(shè)成本，相比于沒(méi)有電動(dòng)汽車(chē)接入時(shí)增加約20%，在負(fù)荷密度高的地區(qū)投資更高。而考慮電動(dòng)汽車(chē)在非高峰時(shí)段充電，配電系統(tǒng)增加的投資成本會(huì)顯著減少。（3）對(duì)電能質(zhì)量的影響。電動(dòng)汽車(chē)接入電力系統(tǒng)增加的負(fù)荷不僅會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度升高，并且電動(dòng)汽車(chē)上的電力電子裝置會(huì)產(chǎn)生更多的諧波。研究結(jié)果表明在常規(guī)充電模式下，造成的諧波復(fù)燃和電壓偏移相對(duì)較低；在快充模式下，將會(huì)使電壓降及網(wǎng)損增加，在高峰時(shí)充電式將造成變壓器過(guò)載。

（二）不同充電模式對(duì)電力系統(tǒng)的影響。（1）無(wú)序充電方式。隨著電動(dòng)汽車(chē)的保有量持續(xù)增加，電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)序充電負(fù)荷會(huì)越來(lái)越大?；谀呈‰娏ο到y(tǒng)的研究表明，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電會(huì)明顯降低電力系統(tǒng)的負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率。大量電動(dòng)汽車(chē)的隨意充電會(huì)對(duì)配電網(wǎng)線(xiàn)路產(chǎn)生巨大的沖擊，線(xiàn)路的負(fù)載率會(huì)增加70%～83%，極大減低配電線(xiàn)路的供電可靠性。（2）有序充電。大規(guī)模車(chē)載電池可以當(dāng)做智能電網(wǎng)的移動(dòng)存儲(chǔ)單元，在電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)充電，在電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)放電，起到調(diào)峰填谷的作用。在可再生能源發(fā)電比重較高的微網(wǎng)系統(tǒng)中，電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載電池能夠平衡電力系統(tǒng)負(fù)荷狀態(tài)和可再生能源產(chǎn)生的發(fā)電波動(dòng)性，幫助可再生能源更好的融入電力系統(tǒng)。

三、降低電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電力系統(tǒng)影響的應(yīng)對(duì)措施

（1）加大對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充放電的研究。加大對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充放電策略、充電設(shè)施規(guī)劃、電力系統(tǒng)智能控制等內(nèi)容的研究投入，分析電動(dòng)汽車(chē)充放電對(duì)電力系統(tǒng)的影響機(jī)理，提出最優(yōu)的充放電策略，減少對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。（2）采用電池租賃的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。電動(dòng)公交等公共交通工具不僅能夠?qū)崿F(xiàn)集中管理，而且具有明顯的運(yùn)行規(guī)律，便于采用基于電池租賃的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式[2]。以更換電池的方式代替直接充電，不但能夠有效提高公共交通的運(yùn)行效率，而且在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期集中充電，能夠有效改善負(fù)荷曲線(xiàn)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)整體運(yùn)行利益最大化。（3）建立分時(shí)充電電價(jià)。電動(dòng)汽車(chē)個(gè)人用戶(hù)主要根據(jù)自身需求采用無(wú)序充電的方式。為了降低自主式隨意充電對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊影響，合理引導(dǎo)用戶(hù)在低谷負(fù)荷時(shí)充電，躲避電網(wǎng)高峰負(fù)荷，可以建立分時(shí)充電電價(jià)。高峰負(fù)荷時(shí)電價(jià)較高，低谷負(fù)荷時(shí)電價(jià)較低，利用充電電價(jià)的差異引導(dǎo)用戶(hù)，減少對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)系統(tǒng)的沖擊影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

電動(dòng)汽車(chē)是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的有效措施。但是，各國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的研究大多集中在電池技術(shù)、整車(chē)技術(shù)等，砸電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電力系統(tǒng)的影響方面的研究還不是很多。本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電力系統(tǒng)的影響機(jī)理進(jìn)行了分析研究，并提出了若干措施減少充電行為對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李興虎. 電動(dòng)汽車(chē)概論[M]. 北京理工大學(xué)出版社. 2005：5-9.

[2] 任玉瓏，史樂(lè)峰，張謙， 等. 電動(dòng)汽車(chē)充電站最優(yōu)分布和規(guī)模研究 [J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2011， 35（14）：53-57.