中國電動汽車運營模式及其對電網的影響

提要：本文在總結國內外電動汽車相關政策、發展現狀的基礎上，提出我國未來電動汽車發展路線圖；對公交車、出租車、公務車、私家車等幾類主要發展的車輛運營模式進行了分析，得出其可能的充電方式和地點。結合未來我國電動汽車發展路線圖以及運營模式，按時間段分析其可能對電網產生的影響；最后指出未來研究電動汽車對電網影響的技術重點和方向。

關鍵詞：電動汽車 運營模式 電動汽車發展路線圖 充電負荷

1.引言

國際能源機構 (IEA)的統計數據表明，2006年全球60.5%的石油消費在交通領域。美國能源部預測，2020年以后，全球石油需求與常規石油供給之間將出現凈缺口。

另一方面，傳統汽車所排放的大量溫室氣體，是產生溫室效應的主要原因。機動車尾氣排放已成為影響城市大氣質量最主要的污染源，嚴重制約城市的可持續發展[1]。

面臨能源和環境的巨大壓力，全球已經達成共識：交通能源轉型勢在必行，新能源汽車已經成為全球汽車產業面臨的時代命題。因此，電動汽車逐漸成為各國政府、汽車制造商、能源企業關注的焦點[2]。

2.國內外電動汽車發展現狀及趨勢

2.1國外電動汽車發展現狀

美國、歐洲、日本等發達國家高度重視電動汽車的發展，各國政府基于自身的節能減排目標對電動汽車的推廣提出了一系列的補貼政策[3]。

電動汽車能源補給方式是影響未來電動汽車發展的關鍵因素之一，國外在這方面也進行了大量的研究及示范運營，如表1所示。目前國外按功率大小將充電模式主要分為三類L1其功率為幾個千瓦；L2其功率為數十千瓦；L3其功率為數百千瓦。

2.2我國電動汽車發展現狀

為了推動電動汽車發展，我國出臺了一系列相關政策以扶持電動汽車的發展。我國在“十五”設立電動汽車重大專項、“十一五”、國家“863”計劃中涉及電動汽車的投資高達8.8億元人民幣。重大專項中共投入20億元的研發經費，以支持電動汽車的關鍵技術、平臺集成技術以及整車和關鍵零部件的開發[4]。

2010年4月通過的《電動汽車傳導式接口》中規定了我國電動汽車充電模式、技術參數等，如表2所示。下文將定義充電模式1為慢速充電，充電模式2為常規充電，充電模式3為快速充電。

表1 我國不同充電模式下供電設備額定值

3.我國電動汽車運營模式分析

3.1公交車運營模式

公交車作為最為普通的大眾交通工具，將成為我國電動汽車發展主要的示范車種。

由于公交車運營時間、地點相對集中，可以在現有停車場建設充電設施進行集中充電。白天運營時間公交車需要進行快速充電。3.2出租車運營模式

我國出租車運營模式為出租車在路上行駛，隨機載客，沒有固定的行駛范圍以及停車場所，需要建立社會公共充電站滿足其能源供給需求。基于運營需要，出租車需進行快速充電。

4.我國電動汽車發展對電網的影響

4.1 2010-2015年

2010-2015年，為電動汽車示范應用期，供電對象主要為社會服務車輛、公務車。為了滿足車輛的充電需求，將建設少量公交車專用充電站、社會公用充電站以及單位停車場公務車充電樁。目前建設的充電站的供電方式為10kV專線直接供電[5]，變電站變壓器容量可能不能滿足新增的電動汽車負荷需求，造成變電站變壓器過載，變壓器壽命下降等問題。

0.1 2016-2020年

公共服務車輛規模化應用，電動汽車在公務車采購中比例上升，電動汽車開始進入家庭。擴大建設公交車專用充電站、社會快速充電站以及居民小區停車場充電樁的建設規模以滿足新增電動汽車能源補給需要。居民小區停車場建立的充電樁會占用相應配電網容量，同時引起電壓下降、諧波增加等電能質量問題。

4.2 2021-2030年

這段時期為電動汽車的成熟推廣期，電動乘用車尤其是私家車是這個階段電動汽車發展的重點，私家車對應的能源供給方式為在家庭、辦公場所以及商場超市的慢速常規充電為主，快速充電網絡為輔。電動汽車大規模發展應用將會極大增長對電能的需求迅速增長，將對城市配電網容量產生不可忽視的影響。

5.結論與展望

本文在介紹國內外電動汽車發展現狀的基礎上，提出我國未來電動汽車發展路線圖：從電動汽車在公共服務車輛、公務車領域的示范運營逐漸過渡到私家車的大規模普及。實際調研不同類型車輛的運營方式，得出其可能的充電時間以及地點。按不同的發展時期分析電動汽車充電對電網的影響，隨后提出研究電動汽車對電網影響的關鍵技術路線。

電動汽車發展初期，由于示范運行車輛多為公共服務車輛以及公務車，其充電時間地點相對固定，如果能夠加以調控并不會對電網帶來很大的影響。隨著未來私家車大規模的發展，在電網不控制的情況下，電動汽車將會給電網帶來極大的沖擊。它的大規模發展必然會對電網的運行和規劃產生很大的影響，同時也帶來一些不可忽視的技術和經濟的問題。在未來智能電網下，隨著電力市場的成熟以及AMI等技術的發展，電動汽車作為一種分布式電源，能夠對于新能源的接入提供良好支撐。

參考文獻：

[1]歐陽明高．我國節能與新能源汽車發展戰略與對策[J]．汽車工程，2006，28(4)：317-321．

[2]黃李，張維戈，姜久春．2008年奧運會電動車充電站電氣設計方案[J]．建筑電氣，200(8)：18-21．

[3]張文亮，武斌，李武峰．我國純電動汽車的發展方向及能源供給模式的探討[J]．電網技術，2009，33(4)：1-5．

[4]羅卓偉， 胡澤春， 宋永華， 等. 電動汽車充電負荷計算方法研究 [J].電力系統自動化， 35(14): 36-42.

[5]王震坡，孫逢春，林程．電動公交客車充電站容量需求預測與仿真[J]．北京理工大學學報，2006，26(12)：1061-1064．