電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的特性及其對(duì)電網(wǎng)的影響

陳邁+楊鵬

摘? 要：通過分析電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的特性，探析了電動(dòng)汽車充電負(fù)荷特性對(duì)電網(wǎng)的影響，以供參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;負(fù)荷特性;電網(wǎng)負(fù)荷;用電高峰

中圖分類號(hào)：U469.72??????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0039-01

隨著全球能源危機(jī)的不斷加重，大氣污染的逐漸加深，各國的汽車企業(yè)普遍認(rèn)為節(jié)能減排是未來汽車發(fā)展的主要趨勢。目前，發(fā)展電動(dòng)汽車對(duì)解決能源危機(jī)和緩解大氣污染等問題起著至關(guān)重要的作用，且得到了各國政府的大力支持。我國的電動(dòng)汽車起步相對(duì)較晚，在發(fā)展過程中，電動(dòng)汽車具有的充電負(fù)荷特性對(duì)電網(wǎng)造成了一定程度的影響。因此，研究電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的特性及其對(duì)電網(wǎng)的影響具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷特性分析

1.1? 家用車和公務(wù)車的充電負(fù)荷特性

家用車和電動(dòng)公務(wù)車通常采用慢充充電樁的方式充電。在政府和無經(jīng)濟(jì)利益的引導(dǎo)下，電動(dòng)家用車和公務(wù)車的充電行為相對(duì)比較隨意，充電時(shí)間也具有隨機(jī)性，這些因素之間在正常的狀況下不會(huì)相互干擾，且能夠相互疊加。根據(jù)相關(guān)理論，可認(rèn)為這種隨機(jī)變量服從正態(tài)分布，采用蒙特卡洛隨機(jī)算法計(jì)算一天中電動(dòng)家用車和公務(wù)車的負(fù)荷特性曲線的公式為：

+3=F（t）.????????????????????? （1）

式（1）中：t——充電時(shí)間，0≤t≤24。

通過式（1）能夠準(zhǔn)確計(jì)算電工家用車和公務(wù)車在一天中充電的高峰期和低谷期。研究得知，中午和傍晚為高峰期。造成這種現(xiàn)象的原因是用戶的習(xí)慣。用戶在每天上午使用完汽車后，利用中午休息的時(shí)間充電;電動(dòng)汽車的電池在每天白天基本都會(huì)耗盡，因此，夜間成為了充電高峰期。

1.2? 出租車的充電負(fù)荷特性

出租車每天需要充電2次。按照出租車的一般做法，常在當(dāng)天交班時(shí)充滿電或加滿汽油。以某地區(qū)的出租車為例，該地區(qū)出租車的交班時(shí)間為每天的7：00和19：00，采用集中充電的方式會(huì)引發(fā)充電高峰，導(dǎo)致充電站會(huì)出現(xiàn)阻塞的現(xiàn)象。因此，出租車充電應(yīng)改變傳統(tǒng)的集中交接班和充電的方式，盡可能地避開集中交班的時(shí)間段。雖然不可能所有的出租車都避開集中交接班的時(shí)間段，但是，一部分出租車錯(cuò)開集中交接班的時(shí)間段后，充電站便能采取一定的措施，進(jìn)而有效控制出租車的充電負(fù)荷。

1.3? 公交車的充電負(fù)荷特性

公交車與出租車相同，每天充電2次，夜間充電處于非運(yùn)營時(shí)間，并采用集中充電的方式。運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的充電指公交車在運(yùn)營過程中充電。以某地區(qū)的公交車充電站為例，該地區(qū)每天的7：00和16：00為充電負(fù)荷低谷期，而在3：00、12：00和21：00出現(xiàn)充電負(fù)荷高峰期。

2? 電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響

2.1? 電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的影響

電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的影響因素主要包括以下3種：①電動(dòng)汽車的普及程度不同，導(dǎo)致其充電的負(fù)荷特性和對(duì)電網(wǎng)的影響程度也不同。電動(dòng)汽車的數(shù)量越多，對(duì)電網(wǎng)的影響越大;反之，數(shù)量越少，對(duì)電網(wǎng)的影響相對(duì)較小。②電動(dòng)汽車的類型不同。電動(dòng)汽車的類型包括大型多用途汽車、中型多用途汽車、中型轎車和小型轎車，不同用途的電動(dòng)汽車的充電電路和充電時(shí)間也不相同。大型多用途汽車的充電量相對(duì)較大，且充電時(shí)間相對(duì)較長，對(duì)電網(wǎng)的影響較大。③電動(dòng)汽車的充電時(shí)間不同。電動(dòng)汽車的充電時(shí)間需要根據(jù)駕駛者的習(xí)慣和引導(dǎo)政策設(shè)計(jì)。如果在非峰荷時(shí)期充電，則對(duì)電網(wǎng)的影響程度較小。如果在峰荷時(shí)期充電，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的影響。

2.2? 充電負(fù)荷特性對(duì)電網(wǎng)的影響

2.2.1? 即插即充方式對(duì)電網(wǎng)的影響

以某地區(qū)為例，2012年該地區(qū)電動(dòng)汽車的發(fā)展規(guī)模較小，且充電負(fù)荷高峰避開了夏季負(fù)荷高峰。因此，整個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)受夏季負(fù)荷特性的影響較小;2014年，該地區(qū)的電動(dòng)汽車已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，在某一時(shí)間段大量的集中慢充電產(chǎn)生的充電負(fù)荷與電網(wǎng)原始負(fù)荷疊加，給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)晚高峰和早高峰時(shí)段的網(wǎng)負(fù)荷帶來了很大的壓力，電網(wǎng)最大負(fù)荷增加了12%，系統(tǒng)峰谷差增大20 GW，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行。

2.2.2? 夜間充電模式對(duì)電網(wǎng)的影響

公務(wù)車、私家車等柔性充電負(fù)荷的電動(dòng)汽車充電時(shí)，應(yīng)盡可能避開用電高峰，這樣能明顯降低對(duì)電網(wǎng)的影響程度。

2.2.3? 智能V2G充電模式對(duì)電網(wǎng)的影響

在智能V2G充電模式中，各種剛性充電負(fù)荷會(huì)增加電網(wǎng)負(fù)荷，加之參與電網(wǎng)削峰調(diào)節(jié)的電動(dòng)汽車數(shù)量和能提供的電量相對(duì)較少，進(jìn)而影響了電網(wǎng)削峰的效果。因此，隨著電動(dòng)汽車的數(shù)量越來越多，不同充電模式對(duì)電網(wǎng)的影響也會(huì)越來越大。雖然電動(dòng)汽車的智能V2G充電模式對(duì)電網(wǎng)最大負(fù)荷的影響較小，但是，隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的不斷增多，V2G充電模式對(duì)降低電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差將具有一定的促進(jìn)作用。因此，在未來，采用該模式對(duì)改善電網(wǎng)的負(fù)荷特性具有非常重要的作用。

3? 結(jié)束語

綜上所述，在節(jié)能減排、綠色環(huán)保的大背景下，我國的電動(dòng)汽車行業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。但在發(fā)展的過程中，不同類型汽電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷特性對(duì)電網(wǎng)造成了不同程度的影響。

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〔編輯：張思楠〕

Electric Vehicle Charging Load Characteristics and Their Impact on the Grid

Chen Mai， Yang Peng

Abstract： By analyzing the characteristics of the electric vehicle charging load， explores the impact of electric vehicle charging load characteristics of the grid for reference.

Key words： electric vehicles; load characteristics; grid load; electricity peak