摘要：我国电动汽车产业步入快速发展时期，大量电动汽车的充电行为将给配电网带来较大影响，因此分析并解决电动汽车接入对配电网的影响，成为一个必须要解决的技术问题。
关键词：电动汽车；配电网；接入；影响；措施
电动汽车是指车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的汽车。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是与内燃机汽车最大的不同点。电源为电动汽车他的驱动提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或这届驱动车轮和工作装置。电动汽车的其他装置和内燃机相同。目前分为纯电动汽车，混合动力电动汽车，燃料电池电动汽车和插电式混合电动汽车。电动汽车电池充电分三种：快速充电、常规充电和机械充电。常规充电还分为：恒压充电、恒流充电和浮充充电。
1电动汽车接入对配电网的影响
1.1对负荷特性的影响
电动汽车的充电负荷具有一定的随机性，若采取即插即充的无序式充电，在其充电负荷与电网用电高峰叠加时，可能导致电网高峰负荷的增加，从而增加电网的峰谷差和配电网的负载，影响电网的运行。远景电动车发展规模较大，应尽可能推动智能化充电模式，通过电动汽车与电网的实时通信，实现电动汽车充电与电网负荷运行的协调控制，在夜间低谷时充电甚至在电网用电高峰或紧急情况下利用其储能设备向电网送电，减小电网的峰谷差，改善电网的负荷特性，优化电网运行条件。
1.2对电气设备和经济运行的影响
随着电动汽车的推广，逐步形成完善的电动汽车充换电设施，将对电网产生以下几个方面的影响。
（1）临时性快速充电对电网负荷的冲击
由于未来电动汽车规模化应用后电池容量较大，达到数十千瓦时，如果采用100A以上快速充电为电动汽车进行临时电能补充，快速充电功率将达到数百千瓦以上等级，类似的这种大量充电行为将对当地配电网产生极大的功率冲击。考虑储能技术的发展，可以由储能充电站网络通过低谷存储的电能为电动汽车提供临时性电能补充，既满足电动汽车的需求，又避免了快速充电对电网的负荷冲击。
（2）对电气设备的影响
当线路负载率较低时，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;但是当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，导致线路负载过重，线路的负载损耗增加，从而让线路从经济运行区域转变到非经济运行区域。
电动汽车充电站作为一个大功率的非线性负荷，充电时产生的冲击电流、谐波以及无功功率，将影响电网的电能质量，增加电网谐波含量。如果不加治理，将导致电网损耗增加、设备过热及寿命损失、对控制和通信电路的干扰等，同时会造成电压畸变、功率因数下降，影响电网中其他用电设备的正常运行等。
（3）对电能质量的影响
高渗透率的电动汽车接入电网充电会影响线路的节点电压，尤其是末端节点电压会严重下降，影响用户的正常用电。电动汽车充电负荷是一种非线性负荷，其接入电网产生的谐波将对电网造成危害，引起线路或变压器附加损耗增加和发热，影响设备使用寿命。
（4）对配电自动化的影响
随着电动汽车数量的增加以及电池技术的发展，电动汽车入网技术将随之得到广泛应用。电动汽车入网技术中闲置状态的电动汽车将作为可移动的分布式储能单元，为电网提供电力，实现在受控状态下电动汽车的能量与电网之间的双向互动和交换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，可将剩余可控电能回馈到电网。为了实现电网运行的可靠性和经济性，这就对配电自动的建设提出了更高的要求。
（5）对配电网规划及调度的影响
在白天负荷高峰时段，电动汽车车载电池存储的电能将作为分布式电源按电网需求向配电网供电，由于电动汽车数量巨大，且具有移动性、分散性等特点，因此将对配电网规划中的配电容量设置、配电线路选型、继电保护设置等产生影响。同时，电动汽车存储电能向电网供电又受到汽车行驶特性的影响，具有一定程度的随机性，对配电网调度及运行技术提出了更高的要求。
2对影响的应对措施
2.1商用车有序充电引导
通过对站内电池的有序充电引导，降低商用车的充电成本，实现充换电站的经济运行，改善负荷特性。可以通过智能优化算法，在保证充电站正常运营的前提下，对充电站内电池组的开始充电时间进行合理的安排，尽量把电池组移到晚上谷段充电。在电动汽车大规模发展起来后，不仅能降低充电电费，还能减少高峰时充电站给电网带来的负荷压力，同时对夜间低谷阶段的负荷进行补充，起到移峰填谷的作用。用某一充电站的发车规则表，对充电站的两种运营模式进行仿真。全天充电电费是结合该充电站现行的10kV一般工商业非普电价及时段划分，不同时段的电价乘以相应的充电电量即可得到全天的充电电费。
从仿真结果可以发现，经过优化后的运营方式相比现行的即换即充模式，充电站全天的电费降低了54.7%，白天最大充电负荷也降低了46.2%，优化效果明显。由于夜间是为了尽早结束充电任务，电池的投入速度达到了快换工位允许的最大速度，出现了最大负荷较大的情况，但是出现在夜间低谷阶段，反而弥补了电网的低谷，有助于配电网的经济运行。
2.2改善电能质量和电网运行经济性
研究结果表明，有序充电可改善电网的节点电压水平，并降低网络损耗。基于已有配电网络和常规用电约束，优化电动汽车大规模接入情况下的充电功率，使之能最大限度地利用已有配电网，提高配网运行的经济性。以网损和充电成本最小为目标，基于网损灵敏度选择优先充电的电动汽车，提出了电动汽车实时有序充电控制策略，该策略可有效降低配电网的网损，并改善配电网的节点电压波形。
2.3满足电动汽车双向互动要求
标准第4.5条规定，当充换电设施具有与电网双向交换电能的功能时，应符合Q/GDW1738《配电网规划设计技术导则》关于电源接入的相关标准要求。随着电池价格的降低和循环寿命的延长，动力电池可以作为分布式储能单元向电网输送电能，发挥削峰填谷的调节作用。当电动汽车反向送电时，应遵循以下原则：1）应对充换电设施接入的配电线路载流量、变压器容量进行校核，并对接入的母线、线路、开关等进行短路电流和热稳定校核。2）在满足供电安全的条件下，接入单条线路的送电总容量不应超过线路的允许容量；接入本级配电网的送电总容量不应超过上一级变压器的额定容量以及上一级线路的允许容量。3）具有双向交换电能的充换电设施接入后，配电线路的短路电流不应超过该电压等级的短路电流限定值，否则应重新选择接入点。4）具有双向交换电能充换电设施接入点应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流的开断设备。5）具有向电网输送电能的充换电设施，其向电网注入的直流分量不应超过其交流定值的0.5%。
3结束语
我国电动汽车行业将步入快速发展期，大量的电动汽车接入配电网的充电行为将为电网和设备带来较大影响。必须有效的调配电动汽车的充电计划，才能对电网产生积极的影响，以确保电网安全、正常运行。
参考文献
[1]陈玉进.电动汽车充电设备特点及对电网影响探讨[J].湖北电力，2009（33）.
[2]李惠玲，白晓民.电动汽车充电对配电网的影响及对策[J].电力系统自动化，2011（35）
论文作者:刘颖
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
标签：电网论文; 电动汽车论文; 电能论文; 负荷论文; 充电站论文; 配电网论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第19期论文;