摘要：随着电动企业的不断发展，电动汽车的电池储量逐渐提升，并且汽车充电技术在发展过程中遇到了难题。由于当前相应的科学技术水平达不到要求，因此想要短时间通过研发和创新解决此类技术难题是不现实的｡鉴于此，本文就电动汽车充电对电网影响及应对策略展开探讨，以期为相关工作起到参考作用｡
关键词：电动汽车；充换电设施；运营模式；电网
1.电动汽车充换电运营模式具体含义
为了不断加强电动汽车的推广和应用，相应的国家电力部门不断改进和完善电动汽车的充换电设施运营模式，以达到为电动汽车提供便利的目的，为将来满足电动汽车用户越来越多元化的要求打下良好基础｡当前，电动汽车充换电运营模式是一种电动汽车使用者之间相对独立的运营机构，最主要的作用是为电动汽车提供相应的充电服务，将当前社会上较为分散的电动汽车负荷集中起来进行统一管理｡实际运行过程中主要由相应的国家协议对相应的电网公司进行统一调度｡因此，将电动汽车负荷的电能服务有效聚集起来，是当前电动汽车充换电设施运营模式最主要的含义｡
2.电动汽车充换电设施运营模式对电网的主要影响
2.1具体的案例分析
由于电动汽车在充电负荷过程中时间和空间上存在着极大的可变性，因此需要在整个配电网路安全运行的情况下，确保电网运行可以有效满足当前电动汽车电网负荷增长的正常需求｡本文主要对某地2015-2018年相应的配电网络数据进行系统分析，对其平时运行过程中有可能遇到的最大日负荷变化进行了科学研究｡实际统计过程中主要研究了该地区全部的电动汽车在充电负荷转换为充电站提供的情况下，相应的变电站是否会出现过载现象，并且研究了相应的配电网络何时进行改进和升级，以及不同电动汽车充换电设施在不同运营模式下对整个配电网络进行改造和资金投入会取得何种效果等｡
2.2统计结果分析
统计过程中主要对4种不同的电动汽车充换电运营模式进行了分析，最终获得了相应变电站最大负荷变化曲线｡根据变化曲线实际的变化，对不同运营模式下电动汽车接入对输配电网络的影响进行总结｡
当前变电站最大的容量在100MW左右，为了确保变电站能够安全稳定运行，一般要求相应变电站的最大负载率不超过其最大容量的70%｡因此，具体负载率要在70MW左右｡一旦变电站的负载率超过这一数值，可以认为该变电站处于超负运行状态，将给变电站未来负荷的稳定增长以及整体设备安全稳定的运行造成不利影响｡随着科学技术水平的不断提高，相应的电动汽车技术基本每年都会取得显著进步｡随着电动汽车使用数量的不断增加，变电站的最大负荷也会不断提高｡
3.电动汽车负荷调度效益分析
1）用户的响应成本｡任何参与调度的负荷都需要付出一定的响应成本｡作为电动汽车用户来说，在不改变其出行需求的前提下，用户可以通过改变出行方式参与系统调度，其成本可以用燃油价格计算｡2）用户的响应收益｡为鼓励电动汽车积极参与负荷调度，通常有价格激励和政策激励2种方式为参与响应的用户提供一定的补偿｡以价格激励为例，对于采用分时电价机制的地区，电动汽车参与调度后，充电时间的改变将降低其充电的支出成本，从而获取一定的收益｡3）电网售电损失成本｡负荷调度的目的是规律鼓励用户负荷高峰减少负荷量，与用户响应收益相对应，高峰负荷量的下降，将一定程度减少电网的售电收益｡4）电网的调度成本｡调度成本指电网控制中心进行负荷调度所需要付出的成本｡与售电损失不同，调度成本的产生主要是由于调度行为决定，与电价无关｡5）电网运行成本｡电网运行成本是电网在有载情况下维护正常运行所付出的成本，显然重载或负荷高峰情况下，为了保证节点电压､电能质量以及安全性等，所需的运行成本要明显高于正常负载情况下｡6）环境成本｡作为对电动汽车环境效益的损害，还应计入一部分碳排放成本，根据2017年的CMCI指数，CCER（中国核证减排信用）预期价格为11元/吨｡不同成本和收益间的关系如图1所示｡当电动汽车接受负荷调度时，如果总收益为正，则表明负荷调度具有较好的社会效益｡而根据“经济人”假设，只有当用户收益为正时，用户才会积极响应调度，因此在实际的电力系统调度中，用户收益通常需要大于其响应的成本｡
4.电动汽车充电对电网影响的应对措施
4.1充电站建设方案选择
城市尤其是市中心供地可选择性很低，而充电站占地面积较大，数量却相对较少，因此通常可在考虑以下因素下给出拟建充电站位置再进一步确定规划方案｡（1）交通流量：交通流量和充电需求呈现正相关，因此充电站应建设在交通流较大的区域，如靠近主干道｡（2）服务面积：充电站作为公共服务设施应具有尽可能大的服务面积，因此相邻充电站之间距离不宜太近或太远并应在规划区内分布合理｡（3）建设条件和成本：充电站需接入相近的配电网，因此需考虑配电变压器的容量裕度｡若不能满足接入条件也可采用专用变压器｡根据以上约束给出充电站可选站址，在满足充电站服务面积约束的基础上，确定拟建充电站最小数量N，再根据优先级从高到低的制定以下三种方案：方案一：拟建充电站数量为N，满足相关约束条件下列出充电站可选组合，再分别进行负荷预测､定址定容､方案校核，最终确定规划方案；方案二：若方案一所有规划方案都不可行，那么增加拟建充电站数量为N+1，满足相关约束条件下列出充电站可选组合，再分别进行负荷预测､定址定容､方案校核，最终确定规划方案；方案三：若方案二所有规划方案都不可行，那么确定拟建充电站为N座，选取方案一种服务面积最大的站址组合，对于方案校核不通过的配电变压器采取增建或扩容处理，形成最终规划方案；方案一因规划成本相对最小而优先级最高｡增建充电站或对配电变压器增建扩容会显著增加规划成本，但考虑到现阶段充电设施不完善仍是制约电动汽车发展的关键因素，增建充电站可减少车主平均充电距离，有利于电动汽车进一步发展，具有显著社会效益，因此在本文中方案二的优先级高于方案三｡
图1电动汽车负荷调度效益
4.2充电网络规划流程
城市电动汽车充电网络包括充电站和分散式充电设施，其中充电站以大功率快充设备为主，分散式充电设施以慢充设备为主，一般位于办公区､居住区和商业区｡充电站规划包含选址和定容两个环节，而分散式充电设施规划只包含定容环节，其选址在各区域之内｡本文主要讨论在城市供地受限情况下充电网络规划问题，根据充电站备选站址考虑多种因素下确定充电站拟建方案，在此基础上对充电站和分散式充电设施进行负荷预测，再对上述结果校核，校核通过后形成最终规划方案，否则另选充电站建设重新进行负荷预测。
结语
随着不断改进和完善电动汽车的充电运营模式，在发展过程中作为主要的利益主体不仅有效促进了电动汽车行业的发展，而且在发展过程中以一种特别的方式系统分析和总结了电动汽车充换电设施的各种运营模式，为电动汽车行业的不断进步和发展打下了良好基础｡
参考文献：
[1]钱程，齐雄.电动汽车非接触式充电系统设计分析[J].汽车实用技术，2019（16）：4-6.
[2]侯慧，徐焘，柯贤彬，薛梦雅，李正天，王成智.电动汽车快充对配电网的风险研究[J].电力系统保护与控制，2019，47（16）：87-93.
论文作者:张菲,祝春环,许晓东,何艳飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/5
标签：充电站论文; 电动汽车论文; 负荷论文; 方案论文; 电网论文; 成本论文; 变电站论文; 《基层建设》2019年第23期论文;