陳建峰

摘 要：電動汽具有尾氣“零排放”，能源來源多樣化等優(yōu)勢，是解決能源危機和環(huán)境污染的有效措施，具有廣闊的發(fā)展前景。本文對電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響機理進行了分析研究，并提出了若干應對措施。

關(guān)鍵詞：電動汽車；電力系統(tǒng)；影響；應對措施

引言：目前，化石能源的需求量和消耗量日益增大，世界各國都面臨著嚴峻的能源短缺和環(huán)境污染的雙重難題。以電能作為主要驅(qū)動力的電動汽車具有尾氣“零排放”，能源來源多樣化等優(yōu)勢，是解決能源危機和環(huán)境污染的有效措施，得到了世界各國的廣泛關(guān)注，是未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向。但是，當電動汽車發(fā)展到一定規(guī)模的時候，會給電力系統(tǒng)帶來不良的影響，威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，研究電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響，并提出相應的應對措施具有重要的意義。

一、電動汽車發(fā)展概述

電動汽車按照使用方式主要分為公共交通車、普通乘用車和微型乘用車[1]。當今電動汽車行業(yè)還處于發(fā)展階段，對電動汽車的應用還不夠成熟。電動汽車充電問題是限制電動汽車發(fā)展的瓶頸之一，充電基礎設施不足以及充電效率低下都限制了電動汽車的普及。隨著電動汽車的不斷普及，大規(guī)模無序充電會給電力系統(tǒng)帶來巨大沖擊，嚴重威脅電力系統(tǒng)的安全運行，嚴重限制了電動汽車的發(fā)展。

二、電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響

（一）充電負荷對電力系統(tǒng)的影響。當電動汽車數(shù)量達到一定規(guī)模時，對電力系統(tǒng)來說，電動汽車的充電行為相當于一個巨大的用電負荷，并且具有一定的間歇性和隨機性，對電力系統(tǒng)的影響有：

（1） 對配電系統(tǒng)安全與可靠性的影響。在電力系統(tǒng)負荷高峰期充電，尤其是采用快充方式會引起變壓器過載，并且顯著增加配電系統(tǒng)的功率損耗和電壓偏移。負荷高峰期是，大量電動汽車無序充電會給配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大的威脅；（2）對配電系統(tǒng)投資成本的影響。研究表明，如果負荷高峰期時對電動汽車進行充電，會顯著增加配電系統(tǒng)的建設成本，相比于沒有電動汽車接入時增加約20%，在負荷密度高的地區(qū)投資更高。而考慮電動汽車在非高峰時段充電，配電系統(tǒng)增加的投資成本會顯著減少。（3）對電能質(zhì)量的影響。電動汽車接入電力系統(tǒng)增加的負荷不僅會導致變壓器的溫度升高，并且電動汽車上的電力電子裝置會產(chǎn)生更多的諧波。研究結(jié)果表明在常規(guī)充電模式下，造成的諧波復燃和電壓偏移相對較低；在快充模式下，將會使電壓降及網(wǎng)損增加，在高峰時充電式將造成變壓器過載。

（二）不同充電模式對電力系統(tǒng)的影響。（1）無序充電方式。隨著電動汽車的保有量持續(xù)增加，電動汽車的無序充電負荷會越來越大?；谀呈‰娏ο到y(tǒng)的研究表明，電動汽車無序充電會明顯降低電力系統(tǒng)的負荷利用小時數(shù)，降低系統(tǒng)運行效率。大量電動汽車的隨意充電會對配電網(wǎng)線路產(chǎn)生巨大的沖擊，線路的負載率會增加70%～83%，極大減低配電線路的供電可靠性。（2）有序充電。大規(guī)模車載電池可以當做智能電網(wǎng)的移動存儲單元，在電力系統(tǒng)低谷負荷時充電，在電力系統(tǒng)高峰負荷時放電，起到調(diào)峰填谷的作用。在可再生能源發(fā)電比重較高的微網(wǎng)系統(tǒng)中，電動汽車車載電池能夠平衡電力系統(tǒng)負荷狀態(tài)和可再生能源產(chǎn)生的發(fā)電波動性，幫助可再生能源更好的融入電力系統(tǒng)。

三、降低電動汽車對電力系統(tǒng)影響的應對措施

（1）加大對電動汽車充放電的研究。加大對電動汽車充放電策略、充電設施規(guī)劃、電力系統(tǒng)智能控制等內(nèi)容的研究投入，分析電動汽車充放電對電力系統(tǒng)的影響機理，提出最優(yōu)的充放電策略，減少對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響。（2）采用電池租賃的商業(yè)運營模式。電動公交等公共交通工具不僅能夠?qū)崿F(xiàn)集中管理，而且具有明顯的運行規(guī)律，便于采用基于電池租賃的商業(yè)運營模式[2]。以更換電池的方式代替直接充電，不但能夠有效提高公共交通的運行效率，而且在電網(wǎng)負荷低谷期集中充電，能夠有效改善負荷曲線，提高電力系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)整體運行利益最大化。（3）建立分時充電電價。電動汽車個人用戶主要根據(jù)自身需求采用無序充電的方式。為了降低自主式隨意充電對電力系統(tǒng)的沖擊影響，合理引導用戶在低谷負荷時充電，躲避電網(wǎng)高峰負荷，可以建立分時充電電價。高峰負荷時電價較高，低谷負荷時電價較低，利用充電電價的差異引導用戶，減少對電動汽車充電對系統(tǒng)的沖擊影響。

四、結(jié)束語

電動汽車是解決能源危機和環(huán)境污染的有效措施。但是，各國對電動汽車的研究大多集中在電池技術(shù)、整車技術(shù)等，砸電動汽車對電力系統(tǒng)的影響方面的研究還不是很多。本文對電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響機理進行了分析研究，并提出了若干措施減少充電行為對電力系統(tǒng)的影響。

參考文獻：

[1] 李興虎. 電動汽車概論[M]. 北京理工大學出版社. 2005：5-9.

[2] 任玉瓏，史樂峰，張謙， 等. 電動汽車充電站最優(yōu)分布和規(guī)模研究 [J]. 電力系統(tǒng)自動化， 2011， 35（14）：53-57.