摘要: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，必须要提高在电动汽车充电方面重视度。基于此，本文主要对电动汽车充电对电网影响进行了简要的分析，并在此基础上提出了游戏的应对措施，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。
关键词：电动汽车；充电；电网影响；应对措施
引言
近年来，伴随石油等能源的日渐短缺，在汽车领域运用更为环保的电力驱动，已然成为新的研发趋势。针对一辆电动汽车而言，充电设备、充电电池为其必不可少的系统构成部分，其主要作用就是把电网原本的电能向车载动力电池的电能转化。加强电动汽车充电对电网的影响因素分析能够更好的促进电动企业的稳定发展。
1电动汽车的充电需求分析
1.1电动汽车充电方式
电动汽车的充电方式一般有两种：常规充电和快速充电。常规充电方式直接采用普通用电充电，一般需要5~8小吋，根据充电机功率不同而定。这一充电类型非常适合家庭使用。以家庭电路能够承受的输入电流为家用轿车充电，电流输出约为10~15A，电池充满需要的时间约为6个多小时。快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内（具体的充电时间由电动汽车动力电池的接收能力而定），为其提供短时充电服务，一般充电电流为150～400A。由于充电在短时间内（约为10～15分钟）就能使电池储电量达到80%～90%，与加油时间相仿，使电动汽车使用起来非常方便。
1.2电动汽车的总体电量需求
对于电动汽车来说，充电量的需求与汽车每天的行驶距离以及汽车的基本保有量有很大的关系。根据相关的调查显示，电动汽车的使用量到2020年的估计值是70000辆，而依据当前电动汽车的平均行驶时间以及充电能耗来看，这70000辆的汽车每天的平均电能消耗为18400度，根据显示的充电需求的总体数值来看，电动汽车的投入使用会在不久的未来极大地增加对电的需求，并且也会在以后的市场有着较为明朗的前景需求。
2电动汽车充电对电网影响
2.1能源供给
拥有电动汽车越来越多，电动汽车用电量占社会总用电量的比重显著提高。在极端情况下，电动汽车的无序充电会出现极性充电峰值。选择电网建设和新增装机容量，以满足电网的新需求，容易导致电网设备利用率严重下降，给整个电网带来资源。带来不必要的浪费。
2.2稳定运行
电动汽车的充电具有很大的随机性。电动汽车接入电力系统后，容易增加电力系统运行和控制的不确定性，影响电网的稳定运行。此外，大型电动汽车在无序充电过程中的峰值负荷可能会超过整个电网的极限，严重影响电网的供需平衡，无法保证电网的电压稳定。
2.3 网络损耗
在高峰负荷期间，当大型电动汽车充电时，由此产生的充电负荷很容易降低电网电压和供电张力，同时导致线路损耗和变压器损耗增加。
3电动汽车充电整体策略
3.1不同集群EV有序充、放电
3.1.1 EV直接由微电网调度
与微电网签订协议的EV集群A充、放电将由微电网决定。对微电网相关信息制定调度计划，同时微电网将给予车主相应的补贴。补贴中应综合考虑EV接入电网时间、累计充、放电电量、由充、放电引起的电池折旧等问题。此类EV的调度将在算例中有所体现。
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3.1.2电价引导策略
对于不接受微电网直接调度的EV集群B，本文提出制定实时电价对EV充、放电进行引导。在制定实时电价时，需要考虑本地负荷和可再生能源的出力。微电网渗透率较高，由于风电、光伏的出力具有很大的波动性和间歇性，因此本文综合考虑本地负荷与可再生能源出力，其等效负荷为本地负荷与可再生能源的功率差值。通过电价引导策略使EV充、放电能够对等效负荷起到削峰填谷的作用。在等效负荷曲线处于低谷时，设置电价较低，鼓励EV车主充电；相反，等效负荷曲线处于高峰时刻设置电价较高，鼓励EV车主放电以获得较高的收益。此时如果EV车主坚持充电，则要承担较高的充电费用。因此，电价的制定就是决定电价引导策略成功与否的关键。考虑到等效负荷处于低谷时可能会低于可控出力单元的最小出力限制，这将造成可控机组启停费用，故本文提出的电价策略中，电价的高低由等效负荷与可控微电源最小出力的比值决定，λ=1时，等效负荷刚好等于所有可控微电源的最小出力之和；λ<1时，则需要向配电网输送电能或者切机，此时应以低电价鼓励用户充电；相反，λ过大时则应适当提高电价鼓励用户放电以降低微网压力。在此基础上以微电网等效负荷波动最小和综合成本最低为目标建立微电网优化模型，并使用灰狼优化算法进行求解。仿真分析结果表明：①通过考虑本地负荷与可再生能源出力制定的电价引导策略可以引导EV车主充、放电行为，使EV充、放电功率曲线对微电网负荷形成削峰填谷的效果；②通过本文所建立模型对微电网各出力单元进行优化，可以有效降低微电网综合运行成本，降低等效负荷波动；③通过与PSO算法、GA算法相比较，GWO算法在求解含电动汽车的微电网经济优化调度问题上更有优势。
3.2谐波抑制
为了提高电能质量，电动汽车充电站在接入电网前必须做好谐波抑制工作。目前采用的谐波抑制技术主要集中在以下几个方面：一是增加换流装置的脉动次数，充电站存在较大的低阶特征谐波电流。为了有效地抑制这种谐波电流，充电站厂家需要进行技术审查，采用多相移叠加技术来提高脉冲的数量。避免更换充电站设备随着成本的增加，可利用现有的充电站将二次绕组整流变压器改装成充电站，有效抑制低阶特征谐波电流；其次，采用由电抗器、电阻器和电容器组成的无源交流滤波器，并与充电站LOA相连。D并联，不仅具有滤波效果，而且具有滤波功能。备用无功补偿特性能满足调压的需要。该设备结构简单，维护方便，可靠性高。目前广泛应用于充电站。在容量设计中，它既能满足谐波电流吸收的需要，又无无功补偿。第三，有源滤波器和充电器的负载特性变化比较快，很难保持滤波、调压和无功补偿的重要方面。被动滤波为了协调所有的时间，不能满足各个方面的需要。利用有源滤波器可以考虑采用有源滤波技术来达到预期的效果。
3.3建设储能式充电站
储能式充电站的拓扑结构一部分为充电站给蓄电池组充电，蓄电池组再给电动汽车充电有两种实现方式：一种是直接通过DC/DC，一种是通过能量转换器PCS转换成直流后经过升压变压器升压到配电网等级。另一部分为充电站内直接给电动汽车充电，根据充电机种类不同分直流和交流可选。通过计算可以看出建设储能式充电站比建设常规充电站减少变压器等设备投入，经济、不受电网容量的局限。可以降低对充电设施的电力改造投入，节约了用电。通过电池容量可以选择满足不同容量的充电要求，也可扩展到其他用电领域。对平衡电网负荷和有效利用，有战略意义。
结束语
综上所述，电动汽车充电会给电网带来较大的影响和冲击，必须要结合实际情况给予针对性的控制策略，减少电动汽车充电对电网的影响和冲击，为我国电动汽车的发展打下良好基础。
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论文作者:陈永平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/20
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