任大江 馮 雪

（國網(wǎng)寧夏電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，寧夏 銀川750001）

0 引言

在國家政策的大力推動下，寧夏地區(qū)電動汽車產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展階段。電動汽車負荷具有大功率、非線性、沖擊性及波動性的特點，大量接入后將會對寧夏負荷體系的構(gòu)成產(chǎn)生較大影響，同時使得電網(wǎng)產(chǎn)生諧波、三相不平衡、電壓波動與閃變等電能質(zhì)量問題。

1 對電網(wǎng)負荷特性的影響

預(yù)計 2015年，寧夏地區(qū)常規(guī)負荷接近12000MW，電動汽車負荷約占常規(guī)負荷的0.3%左右，“十三五”后期，隨著電動汽車的不斷推廣和發(fā)展，傳統(tǒng)負荷占比將會逐年下降，至2020年，電動汽車負荷約占寧夏地區(qū)負荷構(gòu)成的6%左右。

隨著電動汽車的快速發(fā)展，使其逐漸成為一種重要的用電負荷，在增加用電量的同時，由于可以在電網(wǎng)負荷低谷時段充電，發(fā)揮“填谷”作用，也會使得全社會用電的負荷特性發(fā)生變化。

城市用電高峰集中在白天，晚上是用電低谷，寧夏配電網(wǎng)長期以來一直存在日夜峰谷差大的問題。而大部分電動汽車一天當(dāng)中只有5%左右的時間處于工作狀態(tài)，其它時間基本都處于空閑狀態(tài)。因此，可以利用電動車在夜間的電力低谷期充電，在不影響續(xù)駛里程的前提下，在負荷高峰期將部分能量回饋給電網(wǎng)，從而達到削峰填谷的作用，減少為維持電網(wǎng)低負荷運轉(zhuǎn)而引起的調(diào)峰費用，使電網(wǎng)釋放出最大的利益。

2 對電網(wǎng)損耗的影響

當(dāng)線路無電動汽車接入充電時，線路平均負載率低，導(dǎo)致線路負載損耗率低（線路損耗率與變壓器銅損損耗率之和），而變壓器空載損耗率偏高，線路總損耗率也較高；當(dāng)電動汽車接入電網(wǎng)充電，提高了線路負載率，負載損耗率相應(yīng)增加，空載損耗率減少。

在電動汽車負載率為40%時，負載損耗率與變壓器空載損耗率相等，線路損耗率為最低，線路處于最佳運行區(qū)域。當(dāng)電動汽車負載率從50%增加到100%時（此時電動汽車充電負荷達到線路最大負荷），線路負載損耗率迅速增加，空載損耗率減少，整條線路的損耗率大大增加，線路過渡到非經(jīng)濟運行區(qū)域。

3 對電能質(zhì)量的影響

3.1 諧波污染

電動汽車充電設(shè)備采用整流技術(shù)將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，經(jīng)輸出控制回路直接向電動汽車汽車充電，是典型的電力系統(tǒng)非線性負荷，在工作過程中會產(chǎn)生大量高次諧波，影響供電電能質(zhì)量，干擾同一連接點的用電客戶，甚至引起變壓器、電纜、補償電容器組、電子測控裝置等設(shè)備的燒毀或誤動。

電動汽車充電機是電網(wǎng)的非線性負荷，會產(chǎn)生注入電網(wǎng)的電流諧波，主要為6±1次諧波，其中5次和7次諧波電流含有率較大，對電網(wǎng)造成了污染。電動汽車充電站在設(shè)計、投入運行前必須對諧波問題進行評估預(yù)測，并提出相應(yīng)的電能質(zhì)量改善方案，以期不影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

3.2 電壓越限

當(dāng)線路負載率較低時，合理的電動汽車接入電網(wǎng)充電將會提高線路的運行效率，使線路經(jīng)濟運行，但是當(dāng)電動汽車負載率較高時，由于流經(jīng)線路和變壓器的電流增大，導(dǎo)致線路負載過重，線路的負載損耗增加，從而讓線路從經(jīng)濟運行區(qū)域轉(zhuǎn)變到非經(jīng)濟運行區(qū)域。高負載率的電動汽車接入電網(wǎng)充電會影響線路的節(jié)點電壓，尤其是末端節(jié)點電壓會嚴(yán)重下降，影響用戶的正常用電。隨著電動汽車負載率的增加，無控制的電動汽車充電需求會對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的負面影響，應(yīng)當(dāng)對其加以控制和引導(dǎo)。

3.3 三相不平衡

不同發(fā)展規(guī)模的電動汽車在自由和有序充放電兩種情況下接入對電網(wǎng)節(jié)點電壓影響。通過電動汽車有序充放電可以有效改善節(jié)點電壓不平衡?？梢越⒍嗄繕?biāo)規(guī)劃模型在不同的充放電情景模式下一并降低網(wǎng)損和解決電壓不平衡問題。從供需平衡、配電網(wǎng)電壓越限以及電壓三相不平衡多個角度來研究電動汽車對于現(xiàn)有配電網(wǎng)的影響。對于配電網(wǎng)三相不平衡問題，以負序電流與正序電流的比值來表征配電網(wǎng)節(jié)點的三相不平衡程度。大量的電動汽車接入將只會導(dǎo)致系統(tǒng)供需不平衡以及電壓偏差過大。只有在特定的運行場合，大量電動汽車充電才會導(dǎo)致電壓三相不平衡。電動汽車充電如果能夠合理的在三相之間進行分配，就能夠有效的解決三相電壓不平衡問題。

4 結(jié)束語

2015～2020年將是寧夏電動汽車快速發(fā)展相當(dāng)重要的5年。預(yù)計到2020年，電動汽車的大規(guī)模使用可能會使電力負荷快速增長，這對于電網(wǎng)負荷峰谷差日益增大的電網(wǎng)而言，產(chǎn)生了巨大的輸配電壓力。建議供電公司針對電動汽車進行專門的負荷預(yù)測，以及負荷特性研究。

如果電動汽車用戶在負荷高峰期對電動汽車進行充電則會增加電網(wǎng)的負荷，不利于對電網(wǎng)的負荷調(diào)節(jié)。因此，在電動汽車普及之后應(yīng)該對消費者進行正確的引導(dǎo)，建議政府相關(guān)部門應(yīng)該出臺相應(yīng)政策，鼓勵電動汽車用戶在負荷低谷時再對電動車進行充電?？梢詫υ谶x定時間內(nèi)充電的用戶實行優(yōu)惠政策，即分時段計費法。這樣不僅可以讓在正確時間段充電的用戶得到實惠，而且利用充電負荷進行電網(wǎng)負荷調(diào)節(jié)能夠提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益。

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