幾類因素對電動汽車充電負荷的影響

方選旗　胡哲　張學(xué)勛

摘 要：在國內(nèi)電動汽車發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，簡要分析了幾類因素對于電動汽車充電負荷的影響。基于文獻以及資料，提出將用戶充電習(xí)慣構(gòu)建模型，用充電概率來簡要分析用戶習(xí)慣對充電負荷的影響，論證了增大充電功率，有利于電動車群體的充電需求。同時也根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀，提出外界溫度的因素對充電負荷的影響是不可避免的，及加大國內(nèi)充電設(shè)施的建設(shè)，會有利于減少配電網(wǎng)對充電負荷的影響。

關(guān)鍵詞：充電負荷；充電習(xí)慣；環(huán)境溫度；公共設(shè)備的建設(shè)

1 用戶的充電習(xí)慣及功率對充電負荷的影響

在擁有電動汽車的群體中，他們充電方式的不同有可能對充電負荷產(chǎn)生影響，例如充電時刻和充電功率的不同，會使充電負荷產(chǎn)生一定的波動。在電動汽車群體中，單個用戶的充電習(xí)慣無外乎兩種，即“行駛需求結(jié)束之后充電”和“無法滿足行駛需求時充電”。文獻 [1]中提出了將用戶這兩類狀態(tài)構(gòu)建模型，用 “1”表示“行駛結(jié)束后即充電”，用“ 0”表示“用戶無法滿足行駛需求時充電”，這樣每個用戶的充電習(xí)慣將服從（ 0-1）分布，即參數(shù)為 n、 p 的二項分布，記為 charge_set～ b（n，p），其中 p 為充電概率。文中列出了充電需求的計算方法后，通過數(shù)據(jù)分析得出了隨著充電概率增加，充電負荷增大；且充電時間的增加，不利于電網(wǎng)負荷調(diào)節(jié)的結(jié)論。這一結(jié)論表明了用戶的需求恰好與配電網(wǎng)負荷的優(yōu)化指標相矛盾。通過對電動汽車集群的充電需求曲線以及含有充電負荷的電網(wǎng)負荷曲線的對比下表明，隨著充電功率增大，充電負荷需求同樣的增大，然而隨著相應(yīng)充電持續(xù)時間的減小，對于充電電荷的調(diào)節(jié)是有利的，與上面表述的充電概率對應(yīng)的充電負荷的變化結(jié)論是不同的。所以我們得出結(jié)論，當充電概率比較小時，可以通過改變充電功率的大小來進行充電負荷的調(diào)節(jié)。增大充電功率，能提高配電網(wǎng)負荷的指標，也可以滿足電動汽車群體的日常充電需求。

2 溫度對電動汽車充電負荷的影響

環(huán)境溫度會對電動汽車的電池特性，額外能耗以及行駛路況等多方面一定影響，同樣的，環(huán)境溫度對電動汽車充電負荷也相關(guān)。下面兩個圖表分別是文獻 [2]中不同溫度下充電負荷峰荷及充電量、環(huán)境溫度對不同類型電動汽車充電負荷的影響。

從圖 1中可以看出，在 35℃時電動汽車充電峰荷相較 0℃和 20℃是最高的，同時充電量也是最大的。這說明環(huán)境溫度對充電負荷的影響是無法忽視的，但是由于在 20℃時的負荷比 0℃的要低，所以無法表明充電負荷跟溫度存在某種關(guān)聯(lián)關(guān)系，需要擁有更多的數(shù)據(jù)才能得出判斷。圖 2則表示環(huán)境溫度對私家車的充電負荷影響較小，原因是公交車與出租車每日的行駛時間與路程是遠遠大于私家車的，這說明環(huán)境溫度對充電負荷的影響還與行駛時間以及行駛里程有著一定的聯(lián)系。

3 公共設(shè)備的建設(shè)對充電負荷的影響

近幾年來，國家已經(jīng)陸續(xù)投入生產(chǎn)了一定數(shù)量的充電站與充電樁，截至目前，中國大概有 3萬根充電樁。但是從整個國家的分布來看，這還是遠遠不夠的。目前，國家一些電網(wǎng)公司以及中石化等企業(yè)已經(jīng)與多數(shù)地方政府達成了合作協(xié)議，制定了較為明確的建設(shè)目標和計劃，充電站建設(shè)即將會逐漸發(fā)展起來。不過目前世界各國都面臨著一些相關(guān)技術(shù)標準與運營模式不明確的問題，電動汽車的發(fā)展，歸根結(jié)底是想把對于傳統(tǒng)油車依賴很大的石油能源的壓力轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)上。我們假設(shè)未來的某一天，電動汽車成為主流車輛而數(shù)量大增，同樣城市配電網(wǎng)負荷會迅速增加，顯然會影響電動汽車的充電負荷。

4 結(jié)論

本文列舉出了幾類對充電負荷具有一定影響的因素，表明了在日常生活中，用戶的充電習(xí)慣也會影響電動車的充電負荷，同時增大充電功率更加負荷用戶的需求。并且適宜的溫度下會對充電負荷的影響較小，過高或過低的溫度則不利于電動汽車充電。隨著充電設(shè)備建設(shè)的普及，配電網(wǎng)對充電負荷的影響也會改善不少。本文得出的結(jié)論可以對未來進一步研究影響電動汽車充電負荷的因素提供一定的參考。

參考文獻：

[1]楊冰，王麗芳，廖承林等 .不確定充電習(xí)慣對電動汽車充電負荷需求及充電負荷調(diào)節(jié)的影響 [J].電工技術(shù)學(xué)報，2015，30（4）： 226-232 .

[2]羅浩成，胡澤春，張洪財 . 環(huán)境溫度對電動汽車充電負荷的影響分析 [J].電力建設(shè)，2015，36（7）：69-74 .