摘要：电动汽车充电负荷预测是分析电动汽车接入电网的基础。电动汽车充电功率大、随机性强，未来大规模电动汽车接入电网势必会对电网产生重要的影响，预测充电负荷需求以及准确掌握其特征是定量分析电动汽车充电过程对电网影响的关键。因此，准确把握电动汽车的负荷需求，对电力系统运行和规划具有重要的意义。
关键词：电动汽车；充电模式；意义
1电动汽车充电模式
目前，电动汽车主要有常规充电、快速充电、电池更换、大功率充电、无线充电等模式，前3种为目前较普遍的充电模式。
1)常规充电。常规充电模式是采用较低电流为车用动力电池进行充电，通常使用交流充电桩连接车载充电机为电池充电。充电电流通常小于0.3 A，充电时间一般较长，需要5-8 h，也称为慢速充电模式。
常规充电的优点：充电电流和功率较小，对电池寿命影响较小，对电网冲击也较小。可充分利用电力低谷时段充电，降低充电成本。常规充电的缺点：充电时间较长，需要充电车辆长时间占用停车位。在车辆有紧急充电需求时，难以实现紧急补充电能要求。
2)快速充电。快速充电通过非车载充电机采用大电流给电池直接充电，使电池在短时间内可充至80%左右的电量。充电电流和电压一般为150～400 A和200～750 V，充电功率大于50 kW，充电时间通常为20 min～2 h，此方式多为直流供电方式，快速充电通常采用脉冲快速充电方法。
快速充电的优点：充电时间短，充电功率较大，在短时间内能够充电70% ～80%的电池容量，提高了车主充电的便捷性。快速充电的缺点：充电电流非常大，电池发热现象严重，对电池寿命影响较大；充电功率大，规模化电动汽车在相近时段内密集快充，增大了电网的峰值，负荷总量将给电网的承载力带来考验。
3)大功率充电。根据欧美等国的电动汽车技术路线，预计到2020年左右，其电池容量将达到100 kWh，其续驶里程将达到500 km，要求充电时间在15 min左右，对充电功率提出了要达到350～500 kW的要求。
大功率充电技术上可分为传导直流大功率充电、传导交流大功率充电和无线大功率充电。大功率充电由于充电时间短，可以和传统燃油车加油时间保持一致，大大提高车主的消费体验，同时也满足电动汽车续航里程400～500 km的快速补电要求。
2对电气设备的影响
2. 1对配电变压器的影响
假定快速充电功率、常规充电功率暂为40 kW，7kW，新建配电变压器安全经济运行时，接纳常规充电桩和快速充电桩的情况见表1。
由表1可以看出：400 k VA及以下的配电变压器，最大接入5座快速充电桩；容量在630-800 k VA的配电变压器，同时接入的快速充电桩为7-10台；容量在1 000 k VA及以上的变压器，具有较强接纳能力，允许同时接入12台及以上快速充电桩。
表1 可接入充电桩数量
4. 2对配电线路的影响
德州市低压线路主干线截面积主要以120，150，185 mm2为主，支线截面积以50，75，120 mm为主，接户线截面积以25，50，75 mm2为主。
不同导线截面的载流量见表2。
表2 不同导线截面的载流量
根据GB/T 20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》，GB/T 20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口》的规定，交流充电接口和直流充电接口的额定电压、额定电流见表3。
表3交直流充电接口额定值
从以上分析看出，采用直流充电，如果充电电压为1000 V，充电电流为125，200，250 A时，则要求0.4 k V导线截面在50，120，120 mm2以上，才能满足安全载流量的要求。
对建成区的低压配电网，应依据建成区低压导线的带载能力和已接入的其他负荷水平，优先选择干线接入快速充电桩，避免充电桩接入造成低压线路过载。当快速充电桩接入规划区，在不超出低压导线安全载流量要求的前提下，200 kW及以上的快速充电桩应考虑接入120 mm2及以上的线路。
根据低压导线的安全载流量测算，350 kW大功率充电电流超出 0.4 k V最大截面导线载流量，难以接入低压配电网，需要考虑接入更高电压等级电网。
3结语
随着电动汽车的普及，大规模的电动汽车充电是不可忽视的重要负荷，将对电网负荷、电气设备带来影响。本文在分析私家车、公交车、出租车、物流车、公务车行驶特性和充电规律的基础上，提出了这几种类型电动汽车的充电负荷模型，并基于2020年各种类型电动汽车数量的预测值，对不同类型的电动汽车充电负荷进行了计算，并对电网最大负荷的影响进行了分析。另外，对不同充电模式下电动汽车充电对配电变压器和配电线路的影响也进行了分析。
参考文献：
[1]朱鹰屏，张绪红，韩新莹.用于配电网网损优化的电动汽车智能充电调度[J].广东电力，2016, 29 (9 ):94-97.
[2]孙建龙，李妍，胡国伟，等.电动汽车接入对配电变压器使用寿命的影响[J].高电压技术，2015, 41(11):3830-3835.
论文作者:赵忠美,杨光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/15
标签：电动汽车论文; 快速论文; 电网论文; 负荷论文; 截面论文; 导线论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第26期论文;