摘要：本文首先阐述了电动汽车的应用意义，接着分析了电动汽车充电对电力系统影响，最后对降低电动汽车对电力系统不利影响的应对措施进行了探讨。
关键词：电动汽车；电力系统；影响；应对措施
引言
在能源日益紧缺的当今社会，电动汽车以其能源清洁的特点获得了空间的技术发展机遇，然而随着电动汽车使用量的逐渐提升，对电力系统施加的负荷压力也越来越大，必然会导致对电力系统运行安全性和稳定性的威胁。因此，加强电动汽车对电力系统影响方面的研究是非常必要的。
1电动汽车的应用意义
首先，由于电动汽车每千米的耗电量成本不及燃油的1/3，这使得电动汽车在投资成本方面的优势更加明显。其次，电动汽车的出现对于石油储备量并不丰富的国家来说，具有更强的能源保障安全性，虽然还无法完全摆脱对石油资源的依赖，但是为能源利用和发展提供了新的思路。最后，电动汽车的广泛使用对于控制温室效应的影响具有重要意义。电动汽车不仅可以有效减少汽车尾气对人口密集的城市空气的污染，还可以减少温室气体的排放。
2电动汽车充电对电力系统影响
2.1能源供给
电动汽车保有量越来越多，电动汽车耗电量在社会总用电量方面比例有明显增加，电动汽车无序充电在较为极端情况下会出现极充电峰值，选择电网建设以及新增装机容量等方式满足电网新增符合需求，将非常容易导致电网设备利用率严重下降，给整个电网资源带来不必要的浪费。
2.2电能质量
电动汽车蓄电池充电属非线性负荷，其接入也会增加相应的包含大量电力电子装置的充电设备，充电过程中会产生谐波，采用PWM整流+DC/DC充电机和相应的控制策略，能把谐波限制在较低水平，但其受到容量、成本等限制，并不能得到广泛应用。在实际电网运行中，为确保电网的电能质量达标，电动汽车充电站会考虑在相关配电系统中配有补偿和滤波装置。
2.3继电保护
以往的配电网受电端属于无源辐射型网络，继电保护操作相对较为简单。电动汽车的充电规律很大程度上受到车主出行习惯因素影响，电动汽车接入电网充电，容易导致电网负荷准确预测受到影响，电网监控以及调度难度有明显增大。另外，如果允许电动汽车向配电网放电，那么电动汽车还将作为移动分布式电源，改变配电网辐射状供电模式，不再单穿的从变电站向着用户端流动，很大程度上增大继电保护设计复杂性，如果未做好各项配合，容易有保护误动等情况出现，供电可靠性降低。
2.4负荷平衡
电动汽车的大范围应用和大量接入电网，可能会导致配电网局部负荷变大。显然，不同的电动汽车渗透率导致的日峰负荷增量也不同，必须采用有效的模型和策略消除影响。在高渗透率情况下，电网峰值负荷持续时间增大，加重了电网的峰荷负担，将对调峰容量提出更高的需求。针对这种负面影响，该文献提出了一种优化控制理念，对配电网中的普通负荷、分布式电源、电动汽车等进行分层分区规划，建立协调调度控制模型，实现了电动汽车充放电的动态优化控制，并以山东电网为例，验证了模型和算法的有效性与可行性。
3降低电动汽车对电力系统不利影响的应对措施
3.1加大对电动汽车充放电技术的基础研究
相关部门需要充分的做好充电设施的规划，相关的放电策略以及相应的电力系统的智能控制，并且需要加大在这些方面的研究力度。另外，还需要分析当电动汽车在充电以及放电的时候对相关电力系统的影响，从而制定出优化的充电以及放电的策略，进而保证相关电力系统的安全运行。
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3.2改变电动汽车的商业运营模式
目前，电动汽车的使用多集中于公共交通工具的应用方面，这为通过改变商业运营模式而有效调整电动汽车的充电规律提供了可能性。例如，可以通地更换电池等手段避开电力系统的用电高峰期，或集中在用电低谷其进行电动汽车的集中充电，这对于提高电力系统运行的经济性、改善电力负荷状态具有重要意义。
3.3有序充电方法
从电网符合角度来讲，必须要避开电网常规用电高峰，对电动汽车充电负荷给予合理分散，减少电动汽车充电对电网其他负荷造成的额冲击，节约发输配电方面建设成本，维持电动汽车与电网之间的协调稳定发展。因此，需要从电动汽车日耗电量需求角度展开分析，利用技术或者经济方面手段引导电动汽车展开有序充电，利用充电站完成充电，提高电动汽车充电管理水平。
在实际应用中，可采取分时电价方式调控电动汽车的充电行为，试下对电动汽车充电的有序控制，这一控制方法从充电运行经济效益最大化角度出发分析考虑，以满足电动汽车用户充电需求等作为约束条件，建立相应的优化模型。利用模型模拟，分析有序充电和无序充电情况下典型日负荷曲线，无序充电模式下，夜间晚高峰，会有非常多电动汽车接入配电网，峰谷差明显增大。选择有序充电模式，虽然未增大晚高峰情况，但是夜间谷电期，购电价格相对较为便宜，充电站为了获取更多的经济效益，会在这一时间段给电动车集中充电，出现有新的夜间电网局部用电高峰，表明随着电动汽车的大量接入电网，仅采取分时电价方式针对电动汽车的充电行为进行调控非常容易造成大量电动汽车在低电价时间段充电，电网出现新的用电高峰。
3.4谐波抑制技术
电动汽车充电站接入电网前需要做好对谐波的抑制，以改善电能质量。当前所使用的谐波抑制技术主要集中在以下几个方面：第一，增加换流装置脉动数，当前充电站存在有较大的低次特征谐波电流，为了实现对这一谐波电流的有效抑制，充电站厂家需要进行技术审计，利用多重移相叠加等技术，提高脉动数。为了避免更换充电站设备所造成的成本增大情况，可利用现有充电站，对充电站进线改装二次绕组整流变压器，实现对低次特征谐波电流的有效抑制；第二，使用无源型交流滤波器，该滤波装置由电抗器、电阻器和电容器等组合而来，与充电站负荷并联连接，不仅有滤波作用，同时还具备无功补偿特性，能够满足调压方面需要。该设备结构简单、方便维护、运行可靠性高，当前在充电站方面有着非常广泛应用，在容量设计方面，不仅能够满足谐波电流吸收需要，同时还不会有无功补偿出现；第三，有源滤波器，充电机的负荷特性变化相对较快，很难保持滤波、调压以及无功补偿方面要求始终协调，导致无源滤波无法满足各个方面需要，可考虑使用有源滤波技术，利用有源滤波器达到理想的效果。
3.5改革电价制度，建立分时充电电价
电力市场的改革一直是个难题，而分时电价是市场化的重要标志之一。作为21世纪新能源革命的重要引领方向，电动汽车无疑是首当其冲。相信在不久的将来，电动汽车将进入千家万户，而作为家庭或个人拥有者，人们的习惯往往难以变更，充电的时候主要是根据自身的需求采用无序放电的形式。因此，为了降低无序充电给电力系统带来的直接影响，所以，需要合理的引导相关的用户在电力系统负荷的时候进行充电，这样的话就可以有效的避免了在电力系统峰负荷的时候充电，另外还需要建立不同时段充电的价格。在高峰负荷的时候充电相对比较贵，在低谷负荷的时候充电相对比较便宜。如果能够很好的利用充电费差价进行引导客户充电，在很大的程度上可以减少电动汽车的充电问题对电力系统的直接影响。
结束语
电动汽车充电会给电网带来较大的影响和冲击，必须要结合实际情况给予针对性的控制策略。从有序充电方法和谐波抑制技术两个方面出发，减少电动汽车充电对电网的影响和冲击，为我国电动汽车的发展打下良好基础。
参考文献：
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[2]陈友媛，刘畅，杨雪，朱慧婷.电动汽车充放电对电力系统的影响综述[J].电力信息与通信技术.2016（05）
[3]张志伟，顾丹珍.电动汽车充电策略综述[J].上海电力学院学报.2017（04）
论文作者:李景
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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