（国网吉林省电力有限公司白城供电公司）
摘要：电动汽车接入配电网会对配电网的经济性、稳定性及电能质量产生显著影响。分析了电动汽车接入对电网的网损、电能质量和电压稳定性的影响，并采用IEEE33节点系统算例验证本文结论。通过本文分析可知，随着电动汽车充电站接入的容量增加，系统的经济性、电压稳定性和电压质量逐渐降低，电动汽车充电站越靠近电源，系统的经济性、电压稳定性和电压质量越好。
关键词：电动汽车；电压稳定；网损；电压偏移
引言
电动汽车作为一种新型动力的现代交通运输工具，在开展节能减排、建设智慧城市以及缓解不可再生资源对社会发展的制约方面比传统燃油（气）汽车更加具有本质上的优势[1]。
目前，电动汽车发展势头已经十分迅猛，这种具有随机性、分布式的充电负荷接入电力网络的过程中，将对电力系统的规划设计、运行效率、管理措施以及电力市场的市场营销都会产生不同程度的影响[2]。考虑到电动汽车的充放电行为具有随机性，其作为充电负荷接入电网将给电力系统运行和控制带来积极和消极的影响。电动汽车充电站的规划与容量设计直接影响电动汽车的接入特性，其带来的电网的网损、电能质量和电压稳定性的变化也是不容忽略的[3]。
当大规模充电汽车站接入电网后，必须考虑充电汽车站的负荷特性，文献[4]针对以风电、光伏、储能电站、小型发电机作为电源的智能电网，采用HOMER软件规划了充电汽车站的电价，通过控制充电站的电价起到一定的削峰填谷作用。文献[5]考虑了电动汽车充电站的建设投资、电网运行经济性、电能质量等因素，采用粒子群算法对电网进行优化，提出了选出最优的电动汽车充电站建设位置的方法。文献[6]利用Lingo工具，通过对电动汽车充电站建模，针对济南市实际情况求解出了电动汽车展的最优分布情况，并将其与传统加油站比较，进行经济性比较分析。
电能质量、网损、电压稳定性一直以来都是专家和学者们比较关注的问题。电动汽车站少量接入对电网几乎没有什么影响，但随着电动汽车负荷接入电网日益增加，其带来的一系列问题如电压稳定性、网络损耗等，也是不容小觑的。进行必要的电动汽车充电站规划研究，对确保电网安全、优质、经济地运行具有十分重要的研究意义。
1 配电网评价指标
本文分析所采用的配电网评价指标主要包括电压稳定指标、网损指标和电压偏移指标。
电压稳定L指标：
当支路流过功率增加，会使两端电压幅值之差增加，从而降低末端电压。
基于以上分析可知，当电动汽车充电桩接入配电网末端，会使所有支路的功率增加，从而降低电网的电压稳定、电压质量以及经济性。
3 算例分析
IEEE33节点标准配电网网络结构拓扑结构如图1所示。
如图3-3为不同容量的电动汽车站接入IEEE33节点配电网后系统的网损，系统基准容量为100MVA，网络额定电压为10kV，由于有变压器的存在必然会消耗一部分无功功率，因此认为电动汽车充电站的功率因数为0.95。
图2 不同位置、不同容量电动汽车充电站接入的配电网网损
从图2可以看出，电动汽车充电站接入容量越大，电动汽车充电站位置远离电源所增加的系统网损越多。由以上分析可知，少量的电动汽车充电站接入系统，其接入位置的变化对系统的网损几乎没有影响；但随着电动汽车使用越来越普及，电动汽车充电站的容量增加，其接入位置对系统的网损有较大的影响。电动汽车充电站越靠近电源，系统网损越小。
图3为不同容量的电动汽车充电站在不同位置接入后电网的电压偏移指标，可以看出，电动汽车充电站的容量越大，系统的电压偏移越大。由以上分析可知，随着电动汽车充电站的接入容量越来越大，必然会降低系统电压水平，恶化系统的电能质量。
图3 不同位置、不同容量电动汽车充电站接入的电压偏移指标
不同位置、不同容量的电动汽车充电站接入系统后对系统的电压稳定指标如图4所示，可以看出各节点随着电动汽车充电站接入容量增加，电压稳定指标增加，电压稳定性降低。
由以上分析可以看出，小容量的电动汽车充电站接入配电网不会对电网的电压稳定性构成威胁，但随着电动汽车充电站接入的容量增加，系统的电压稳定性逐渐降低。此外，从不同位置的电动汽车充电站接入后电网的电压稳定指标来看，电动汽车充电站越靠近电源，系统的电压稳定性越好。
图4 不同位置、不同容量电动汽车充电站接入的电压稳定指标
4 结论
通过本文的分析可知，小容量的电动汽车充电站接入配电网不会对电网的电压稳定性构成威胁，但随着电动汽车充电站接入的容量增加，系统的经济性、电压稳定性和电压质量逐渐降低。此外，从不同位置的电动汽车充电站接入后电网的电压稳定指标来看，电动汽车充电站越靠近电源，系统的经济性、电压稳定性和电压质量越好。
参考文献：
[1]Alec Brooks，Tom Gage．Integration of electric drive vehicles with the electric power grid a new value stream[C]. 18th International Electric Vehicle Symposium and Exposition，Berlin，Germany，2001．
[2]Kempton W，Letendre S E．Electric vehicles as a new power source for electric utilities[J]．Transportation Research Part D：Transport and Environment，1997，2（3）：157-175．
[3]Josep Balcells，Josep Garcia.Impact of Plug-in Electric Vehicles on the Supply Grid[C].Vehicle Power and Propulsion Conference（VPPC），2010：1-4.
[4]陈晓露.交互式智能电网的负荷预测与定价机制[D].上海：上海交通大学，2013.
[5]肖波.电动汽车充电站规划研究[D].湖南：湖南大学，2014.
[6]高建平.电动汽车充电站网络规划优化研究[D].山东：山东大学，2012.
作者简介：
张立（1989年9月3日出生），男，吉林长春人，本科，助理工程师，研究方向：配电网稳定性与经济性分析。
论文作者:张立,谢兵,汪桂明
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/11
标签：充电站论文; 电压论文; 电动汽车论文; 电网论文; 容量论文; 稳定性论文; 系统论文; 《河南电力》2018年2期论文;