摘要：汽车作为推动人类文明向前跃进的现代社会化工业产物，从生产、技术、规模、经济效益等方面来看，都取得了巨大的成就。但是燃油汽车对于环境和能源的弊端日益凸显，而电动汽车作为一种新能源汽车，对环境的保护有积极意义。目前电动汽车已经得到一定的推广，但是其充电方式主要为通过外部提供的直流电源对电动汽车进行充电，会对电网造成一定的“污染”。本文从电动汽车充电设备及充电特性出发，分析了电动汽车充电行为对风或光微电网、负荷平衡、电能质量、环境等方面的影响。探讨了不同地点、不同数量的电动汽车同时接入电网充电，对电网造成的影响。
关键词：电动汽车；电力系统；充放电；电网
引言
电子技术应用于各个领域，悄然改变着人们的生活，使人们的生活更加方便快捷。得益于电子技术的支持，人们的出行方式有了更大的改变，电动汽车开始出现在人们的生活中，因其具有使用方便、价格低廉、节约能源的特点，日益受到人们的喜爱，在市场上的销售量呈逐年上升的态势，越来越多的人原意使用纯电动汽车。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.电动汽车充电对电力系统的影响
伴随着电动汽车数量的不断攀升，包括电动汽车智能化充放电的管理及电力的合理调度控制等在内的电网调整问题逐渐浮出水面，成为电力系统在适应电动汽车等新能源机械的过程中重点研究的课题。
1.1充电负荷对电力系统的影响分析
当电动汽车的数量达到一定规模时，必然会因充电问题对电力系统造成较大的用电负荷负担。电动汽车充电具有间歇性和随机性，对电力系统的影响主要表现在以下方面:第一，影响配电系统的安全性、可靠性。一般情况下，电动汽车在充电时多采用快充方式，这种方式在电力系统的负荷高峰期必然会引发变压器过载问题，从而使配电系统的功率损耗无法得到控制，电压偏移的问题也不可必免。由此带来的对配电系统运行安全性和可靠性的考验是相当严峻的。第二，影响配电系统的投资成本。研究发现，在用电负荷高峰期进行电动汽车充电，会使配电系统的建设成本至少增加20%左右，这一比率会随着负荷密度的提高而不断提高[1]。第三，影响电能质量。电动汽车快充对电力系统的负荷影响不仅使变压器出现过载问题，使变压器的温度快速提升，同时对电动汽车上的电力装置造成谐波污染，使电力系统电压下降、网损增加，而在常规充电的模式下，这一问题相对更小。
1.2不同充电模式对电力系统的影响分析
1)无序充电方式。伴随着电动汽车保有量持续上升，无序充电方式的使用也逐渐增多。无序充电方式会导致电力系统电力负荷小时数的显著降低，从而使系统的整体运行效率下降。这种无序充电方式会增强电网线路的负载率(70%~83%)，使得电力系统的运行可靠性受到严重威胁。
2)有序充电方式。所谓有序充电方式即在电力系统的负荷低谷期进行大规模的电动汽车车载电池的充电，使得电力系统的负荷放电得以平衡。同时，现在对于再生能源发电技术的开发使得清洁能源的利用率更高[2]，结合再生能源产生的特点使其与电力系统共同服务于电动汽车车载电池的充电，可以使电力系统的负荷状态更为稳定。
1.3电动汽车充电对电力系统的冲击作用
无论采用对常规充电方式还是直流机快充的充电方式，电动汽车充电都会对当地电力系统产生一定影响。
1.3.1对输电网和配电网产生的影响
研究人员通过调查纯电动汽车车载充电对输电网和配电网用电平衡的影响后，根据峰荷—时间模型来分析配电网与输电网的负荷曲线与电动汽车充电负荷特性之间的关系，得出了一个结论，那就是，电动汽车采取常规充电方式或者直流机快速充电方式都会在一定程度上对输电网和配电网产生某种影响。在夏季和冬季用电的负荷高峰期，这种冲击作用尤其明显，不仅会打破原有的电网负荷平衡，而且容易引发局部地区用电紧张的问题[3]。
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1.3.2产生一定的谐波污染
电动汽车在充电过程中使用的电力电子装置会产生一定的谐波，对电力系统产生谐波电流的冲击作用。一般情况下，人们会采取添加无功补偿设施或者滤波装置的方式来降低谐波电流的有效性。
2.降低电动汽车对电力系统影响的应对措施
2.1加强对电动汽车充放电的技术研究
针对电动汽车对电力系统的影响，相关技术的开发利用对于解决问题具有重要意义。通过智能控制手段有效调整电动汽车充放电的策略和进行相关充电设备的科学规划，有助于加强电力系统运行的稳定性和安全性[4]。
2.2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。
2.3建立分时充电电价
通过调整不同用电时段的电价，利用价格优势引导电动汽车用户的充电行为，可有效减少无序充电行为的发生率，从而降低无序充电对电力系统的不良影响。
3.电动汽车应用的发展趋势
随着电动汽车应用范围的不断拓展而进一步深入。随着科技的发展，电动汽车技术朝着智能化、自动化、充电网络一体化方向发展，逐渐削弱对电力系统的冲击作用。同时可以和新能源发电结合起来，满足绿色环保的客观要求。电动汽车在能源危机的影响下逐渐走入大众的生活。电动汽车虽然对电网有一定的冲击作用，但是充电桩和直充方式和更换电池的充电方式已经被广泛应用[5]，在科技推动下，电动汽车正在朝着自动化和智能化的方向发展，必将对将来电动汽车的应用和拓展做出突出的贡献。
4.结束语
电动汽车的推广使用在控制能源危机、减少环境污染方面发挥了重要作用，而由此带来的对电力系统运行安全性和稳定性的影响也必然会在相关政策、技术等手段的帮助下得到合理解决。纯电动汽车车载充电技术应用蓄电池的电力或者直流电的电力来进行充电，对环境的污染度较小，具有良好的环保效益，同时，充电成本相对于燃油汽车使用的能源燃料来讲，要经济实惠得多，因此，经济效益也十分明显。另外，充电桩和直流机以及充电站的建设可以根据汽车的行车路线，建立在人员较为密集的超市、小区以及停车场内，以充分利用宝贵的土地资源，因而也具有非常好的社会效益。
参考文献
[1]曹宇，许傲然，张柳，曲春雨，高阳.电动汽车对电力系统潮流及设备影响的研究与分析[J].沈阳工程学院学报(自然科学版)，2016，12(02):135-138.
[2]李丽娟.电动汽车接入对电力系统的影响浅析[A].中国电源学会电能质量专业委员会、亚洲电能质量产业联盟.第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛：电能质量与高效优质用电论文集[C].中国电源学会电能质量专业委员会、亚洲电能质量产业联盟:，2015:9.
[3]赵俊华，文福拴，杨爱民，辛建波.电动汽车对电力系统的影响及其调度与控制问题[J].电力系统自动化，2011，35(14):2-10+29.
[4]Meng T, Ai X.The Operation of Microgrid Containing Electric Vehicles[C]//Power and Energy Engineering Conference (APPEEC) , 2011 Asia-Pacific.IEEE, 2011:1-5.
[5]Battery Management System Based on Battery Nonlinear Dynamics Modeling[J].Vehicular Technology IEEE Transactions on, 2008, 57 (3) :1425-1432.
论文作者:麦涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/30
标签：电动汽车论文; 电力系统论文; 负荷论文; 方式论文; 电能论文; 电网论文; 输电网论文; 《基层建设》2018年第9期论文;