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摘要：随着电动汽车数目的迅速增长，大量电动汽车的接入将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响。电动汽车的类型、数量、充电模式以及政府关于电动汽车的相关政策会使电动汽车对配电网的影响发生变化，为此首先介绍了以上影响因素，在此基础上分析从电动汽车充电负荷建模与仿真计算、电动汽车接入对电力系统的影响等大方面，讨论电动汽车接入电网的研究影响。最后提出了电动汽车接入的配电网的应对策略。
关键字：电动汽车；充电负荷模型；电网影响；应对策略
1.引言
随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。
然而，电动汽车作为电力负荷，它的充电行为具有随机性、间歇性，随着大量电动汽车的出现将会给电网运行带来很大影响，主要体现在以下方面：
（1）负荷的增长。电动汽车充电将导致负荷增长，若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电，将进一步加剧电网负荷峰谷差，加重电力系统的负担。
（2）电网运行优化控制难度的增加。电动汽车用户用车行为和充电时间与空间分布的不确定性，使得电动汽车充电负荷具有较大的随机性，这将加大电网控制的难度。
（3）影响电能质量。电动汽车充电负荷属于非线性负荷，所使用的电力电子设备将产生一定的谐波，有可能引起电能质量问题。
2.电动汽车充电负荷特性研究
2.1 电动汽车的电池特性
电池作为联系电动汽车与电网的元件，其建模是研究充电负荷的基础。在对电池建模时，需要在精确度和复杂性之间进行选择，在研究不同层次的问题时可做一定的近似或简化。虽然当前可用于电动汽车的动力电池类型较多，但是基于对电池比能量、效率、比功率等方面的对比得出结论，锂离子电池具备最佳的综合性能。
2.2电动汽车的充电模式
按照充电电流大小，其充电模式可分为应急充电和常规充电。前者电池充电电流通常在0.5h充到电池容量的80%，主要通过充电站进行充电，充电时间短；后者主要针对大量低电压充电桩（主要集中于居民楼、办公区停车场）和家庭慢充方式，充电电流较小，通常需要5～8h充满。
2.3电动汽车的用户行为
研究用户驾驶行为对于电动汽车充电负荷模型至关重要。一般基于用户用车行为来分析用户的电动汽车充电时间和空间分布，并对充电负荷进行统计或预测。本次研究电动汽车的用户行为主要是通过对宁波地区的电动汽车调研分析可得的数据。
2.4电动汽车的保有量
目前，宁波电动汽车保有量依据相关实地调研。主要通过对宁波地区电动汽车汽车企业的销售情况，以及电动汽车公交总站和出租车公司等调研相关数据。
3.电动汽车接入模型分析研究
3.1概述
（1）渗透率定义
在本次研究中，以电动汽车的渗透率来表征电动汽车接入电网的程度。渗透率的概念定义为：所有电动汽车同时开始充电时的总充电功率与系统容量的比值。
（2）影响指标的选取
本文考虑定量地研究电动汽车随机接入典型配电系统后充电负荷对系统潮流、网络损耗、电压偏移、系统最大负荷以及系统峰谷差等相关指标作为电动汽车研究的影响。
3.2模型理论的方法
为了更有效的计算线路中各点的电压、各支路的电流及线路中的线损，这里主要采用了前推回代潮流计算方法，适合于单端配电网的潮流计算。
具体的计算过程如下：
(1)假设线路母线侧电压为额定电压，取10kV。
(2)前推法求各节点潮流：从末端开始，由已知的末端电压和负荷功率向始端逐段推算，并由公式3.1和3.2所得：
5.电动汽车接入应对策略
目前，我国电动汽车产业步入快速发展期，大量电动汽车的充电行为将给电网带来较大影响，鉴于此本文主要从以下四个方面来介绍规模化接入配电网的应对策略，减少电动汽车接入对配电网的影响，进而能对配电网的运行提供参考。
5.1电力需求预测
随着国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，以及四部委联合印发《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》等相关文件,未来电动汽车发展前景广阔，未来几年电动汽车数量将有较的增长。对于配电网电力负荷需求预测，考虑一下几点：
（1）新建住宅配建停车位应100%建设充电设施；
（2）大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车场建设充电设施或预留建设安装条件的车位比例不低于10%。
（3）依据电动汽车充电负荷状况，对于负荷预测时，常规充电设施为7kW，应急充电设施40kW考虑。
5.2电力空间预留
充电基础设施的建设应与该地区电网规划发展相协调。充电基础设施容量增长应与地区负荷和电网总容量相协调，以保证电网为电动汽车提供充足的电力供应；充电基础设施的布局应与配电网的规划相协调，合理的电动汽车接入电网充电将会提高线路的运行效率，使线路经济运行；避免出现电压越限，电动汽车渗透率较高时，由于流经线路和变压器的电流增大，导致线路负载过载等问题。
5.3电网安全运行
电动汽车规模化接入配电网，势必对电网的安全运行带来一定的影响。如果接入电网点越接近配电网线路末端，并网点及线路其他节点的电压将增大，也将对电能质量产生影响。经测算，交流慢充对配电网的影响较小，直流快充对局部配电网的影响较大，有可能造成电网局部过负荷、线路拥塞等问题；特别是对于负荷高峰的影响，有更多电动汽车接入小区电网时，如果没有足够的充电站，将会使设置有充电站的节点上的峰值过高，严重时可能超过变压器的容量，给电网带来影响，所以应根据电动汽车的渗透率合理接入电动汽车。
（1）宁波地区对用户报装一般以常规充电为主；
（2）依据宁波市典型线路和配电变压器等相关设施的情况，分析宁波需考虑配电容量和线路的30%渗透率的电动汽车接入。
参考文献
[1]罗卓伟,胡泽春,宋永华,等.电动汽车充电负荷计算方法[J].电力系统自动化, 2011, 35(14):36-42.
[2]陈力,荀超.电动汽车接入对配电网的影响[J].华东科技：2015,(7).
[3]王建,吴奎华,刘志珍,等.电动汽车充电对配电网负荷的影响及有序控制研究[J].电力自动化设备, 2013, 33(8):47-52.
[4]胡泽春,宋永华, 徐智威,等.电动汽车接入电网的影响与利用[J].中国电机工程学报, 2012, 32(4):1-10.
[5]王晓光, 吴素敏.电动汽车接入电网的影响分析[J].大科技,2013,第24期(24):52-53.
[6]王帆,包海龙,徐凡,等.电动汽车接入对配电网运行影响的研究与分析[J].华东电力, 2011, 07期(07):1089-1093.
论文作者:胡骏骅,盛发明,李智
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：电动汽车论文; 负荷论文; 电网论文; 配电网论文; 线路论文; 宁波论文; 电压论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;