摘要：电动汽车具备有环保、节能等特点，越来越受到人们青睐，使用电动汽车，能够在提高能源利用率的同时减少对环境的污染和破坏。世界多数国家制定有相应政策促进电动汽车行业发展，我国在电动汽车行业方面给予不限号等政策支持，电动汽车迅猛发展。电动汽车充电属于负荷的一种，在充电行为方面有着随机性特点，电动汽车的无序充电非常容易导致电网受到不利影响，所以必须要提高在电动汽车充电方面重视度。
关键词：电动汽车充电；电网影响；应对策略
1分析电动汽车的充电模式
按照电动汽车与电网的互动程度，其充电模式可分为：第一，即插即充模式。根据使用者习惯，电动汽车完全可以在任何时刻接入电网进行充电，基本不考虑电网的运行特性；第二，夜间充电模式。电动汽车在夜间特定时段进行充电，等效充电负荷缺乏与电网的互动和优化；第三，智能单向有序充电模式。电动汽车通过与电网的实时通信，实现其充电负荷与电网运行的协调控制，但不具备向电网反送电力的能力；第四，智能双向有序充放电模式。电动汽车可作为电能存储或备用电源设备，在用电高峰时段或电网故障等紧急情况下向电网反送电力进行支援。
2分析对输电网络的影响
据估计，2030年我国电动汽车的保有量可达6000万辆，按充电功率10千瓦/辆算，假设6000万辆电动汽车同时进行充电时，其峰值充电功率可达5亿千瓦，预计将会占到2030年我国装机总容量的26%左右，所以未来电动汽车将有可能成为数量最多的电网负荷之一。而现有发电容量能否满足电动汽车充电过程中所引起负荷的增长情况，是很多人一直关系的问题。研究发现，电动汽车对电力的需求、供应方面及电源的结构、电价及其排放等方面均存在着潜在的影响。此外，通过对不同插入式电动汽车的发展场景进行研究发现，如果不额外进行电力设施的建设，将会导致5-10%电能需求的增加。
3分析对配电网的影响
电动汽车充电不仅会影响配电网的负荷平衡，而且会给配电网带来其它问题。电动汽车的聚集性充电可能会导致局部地区的负荷紧张；电动汽车充电时间的叠加或负荷高峰时段的充电行为将会加重配电网负担。例如，当电动汽车在负荷高峰时刻进行充电时，充电设备产生的电网电流需求会使电力系统过载，使剩余电量储备增加，使电网效率降低。解决以上问题可以采用两种充电协调方法：分布协调和集中协调。其中，分布协调指当整个充电站的总电流需求量在规定范围内时，使每辆电动汽车的充电电流最大，从而缩短充电时间；而集中协调指通过计算机的智能判断来协调每辆电动汽车蓄电池的充电时机、电流大小以及充电时间长短，从而实现总电流需求量不超载的目的。
4分析对电网的谐波污染
电动汽车在充电的过程当中会对电力系统造成谐波污染，所谓谐波污染就是指在电力系统方面，由于静止汞弧变流器的使用而对电网造成了电压畸形、电流波形畸形的影响。谐波污染最为突出的影响就是会使得电能的生产效率、传输效率都被影响，造成电器设备较热，绝缘的部件容易老化，影响整体使用的寿命。而在电动汽车进行充电的过程当中看，会通过与电网的连接部分注入大量的谐波分量，因此导致各种控制系统数值检测出现偏差，降低控制的准确程度。对于电动汽车充电而引起的谐波污染问题，可采取如下措施予以解决：第一，严格贯彻和实施与谐波有关的国家标准，以实现供电系统总体谐波水平的有效控制；第二，对换流装置相数进行进一步的增加，作为最主要的一种谐波源，如果将换流装置的脉动数由6增至12可使得谐波电流的有效值得到大幅度的降低；第三，进行无功补偿装置的设置，以实现系统谐波承受能力的进一步提高；第四，此外，还可以进行滤波装置的增设，以便对谐波污染情况进行就地治理，在充电站即可完成对谐波的治理，随着电动汽车的进一步发展，相信不久的未来，绿色充电站的使用必将越来越完善，届时谐波问题即迎刃而解。
5电动汽车充电对负荷的影响
图1为随机充电时在各种电动汽车渗透率下的线路典型日负荷曲线图，0代表无电动汽车充电负荷。从图中可以看出，线路原始负载率并不高，最大负载率为43.31，最小仅为17.92，峰荷发生在19：OO-21：OO，22：O0-O7：O0负荷较低，08：O0-18：O0点负荷比较平稳。电动汽车接人电网充电时，会与原有负荷高峰叠加，形成新的负荷高峰。当电动汽车渗透率为100时，最大负载率高达86.62，峰谷差大，不利于电网的经济运行。
图1 线路日负荷曲线（随机充电）
6有关智能充电的探讨
智能充电是一种针对电动车充电过程中各种充电的时间、空间限制而提出的科学改良手段。智能充电的开展能够利用更加合理的手段对电动汽车的充电工作进行调配控制，所以也成为未来电动汽车普及之后的具体发展方向。电动汽车冲电的过程当中必须保证对于各项先进的技术手段加以正确应用。在进行智能充电的调控管理过程当中可以利用有关GPS、GIS技术等手段进行充电汽车的充电模式构建工作。利用GPS技术，充电汽车也能够寻求到最合适的充电站进行充电工作。电动汽车在使用的过程当中，呈现出一种分散的特点，尤其是私家的电动汽车，使用的范围较为分散并且覆盖的面积没有具体规则，因此可以通过AMPL技术进行充电的过程优化。这种数学建模的原理能够进行各项数据的有效处理，并且根据实际数值构建出较为合理的充电模型体系。在电动汽车进行充电的过程中，由于汽车型号不同以及用电需求的差别，因此会产生不同的充电模式，这也就使得必须根据具体情况才能够进行分层优化模型的建立。利用一个网络技术的数据存储端收集各种电动汽车的具体情况，并利用这一手段为充电工作的开展进行一定的指导，提升充电工作的有序性。汽车在进行充电的过程当中，对其充电功率以及电流信息等进行载入与分析，保障汽车充电工作的有效开展。
7结语
总之，随着电动汽车的不断发展及充电接入规模的逐步增加，如何改善大规模电动汽车充电过程对电网所带来的影响就显得十分重要。因此，相关部门应当结合电动企业行业的发展，对电网的建设和改造进行长远的规划，及时采取有效的措施予以解电动汽车充电对电网可能造成的影响，以提高电网的使用效率，确保我国电网的安全、可靠运行和可持续发展。
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作者简介：
刘羿（1982.6.19—），性别：男；籍贯：湖北襄阳；民族：汉族；学历：硕士研究生；职称：工程师：职务：专责；研究方向：电动汽车及充电基础设施；单位：广东电网综合能源投资有限公司
论文作者:刘羿
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：电动汽车论文; 电网论文; 谐波论文; 负荷论文; 充电站论文; 电流论文; 模式论文; 《电力设备》2019年第4期论文;