電動(dòng)汽車充電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究

賈海潔

摘 要：隨著國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)，我國(guó)的電動(dòng)汽車數(shù)量不斷增多，而電動(dòng)汽車的行駛離不開充電站，研究充電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，有利于充電站的推廣建設(shè)。為科學(xué)、合理的確定充電站內(nèi)變壓器的配置容量，本文基于實(shí)際電動(dòng)汽車充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)充電站內(nèi)變壓器的損耗進(jìn)行分析，并對(duì)比研究?jī)煞N變壓器選擇法：基于總費(fèi)用與考慮變壓器過載運(yùn)行，以期有效提高充電站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車事業(yè)的飛速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電站；問題；變壓器；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1 充電站存在的主要問題

電動(dòng)汽車的行駛離不開電能，而電能的補(bǔ)給主要靠的是充電站，隨著我國(guó)電動(dòng)汽車事業(yè)的飛速發(fā)展，建成的電動(dòng)汽車充電站也越來(lái)越多，但通過分析計(jì)算已有充電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)很多電動(dòng)汽車充電站所用的變壓器都普遍存在著過大的電能損耗。這樣不僅會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)電能，而且會(huì)大幅增加充電站實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)其推廣建設(shè)十分不利。

2 充電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

仔細(xì)分析我們發(fā)現(xiàn)有很多因素都會(huì)影響變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，如負(fù)荷狀態(tài)、負(fù)荷性質(zhì)、變壓器造價(jià)、類型等，電動(dòng)汽車充電站要想實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)綜合分析這些影響變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素，探索一條針對(duì)充電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的配電變壓器容量確定法。

3 充電站變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

我們?cè)诶脗鹘y(tǒng)法選擇變壓器容量時(shí)，主要是通過疊加充電站內(nèi)所有用電設(shè)備功率，然后再加入一定富裕度，來(lái)確定變壓器容量，但具體應(yīng)富裕多少，并沒有一個(gè)明確規(guī)定，這樣選出來(lái)的變壓器可能會(huì)出現(xiàn)容量過大，增加變壓器初始投資，加之變壓器長(zhǎng)期輕載運(yùn)行，會(huì)增大變壓器損耗比重，提高充電站實(shí)際運(yùn)行成本。

3.1 變壓器綜合功率損耗

變壓器綜合功率損耗為衡量變壓器實(shí)際損耗的一個(gè)重要指標(biāo)。變壓器的綜合功率損耗大致包括兩部分內(nèi)容：變壓器運(yùn)行時(shí)的有功功率損耗與因其消耗的無(wú)功功率使受電端增加的有功功率損耗之和。

3.2 基于總費(fèi)用法選擇變壓器

變壓器的成本費(fèi)用與實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用相加，便可得到變壓器的總費(fèi)用。其中變壓器成本費(fèi)用主要指采購(gòu)變壓器時(shí)所花的初始費(fèi)用。變壓器運(yùn)行費(fèi)用主要指在變壓器運(yùn)行年限中，實(shí)際運(yùn)行造成的損耗引發(fā)的費(fèi)用。

3.3 基于最大負(fù)載功率選擇變壓器

充電站充電機(jī)屬于一種電力電子設(shè)備，它工作時(shí)產(chǎn)生的諧波會(huì)影響電網(wǎng)，但它與軋機(jī)、電弧焊等設(shè)備產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷不同，投切充電機(jī)不會(huì)嚴(yán)重沖擊電網(wǎng)。對(duì)于公交車充電站來(lái)說(shuō)通常12點(diǎn)至13點(diǎn)與22點(diǎn)至23點(diǎn)為充電站兩個(gè)負(fù)荷高峰段，2點(diǎn)至8點(diǎn)為負(fù)荷低谷段，縱觀以往充電情況，我們發(fā)現(xiàn)充電站大部分時(shí)間的負(fù)荷都比最大負(fù)荷低，變壓器的運(yùn)行能力通常很難得到充分發(fā)揮。

對(duì)于負(fù)載是周期的性的變壓器，在某段時(shí)間內(nèi)存在較高的環(huán)境溫度，或施加的電流超過了額定負(fù)載，此情況可以通過其它時(shí)間內(nèi)較低的環(huán)境溫度，或施加比額定負(fù)載電流低的電流進(jìn)行補(bǔ)償，因此，我們可以考慮變壓器在某種條件下過負(fù)荷運(yùn)行。

4 考慮過載能力選擇變壓器時(shí)需注意的問題

1） 當(dāng)選擇帶充電機(jī)負(fù)荷的充電站變壓器時(shí)，其動(dòng)力用電量應(yīng)不包含照明用電部分與辦公用電部分。

2） 計(jì)算的最大負(fù)載功率值可能會(huì)不同于實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，這主要是由于同時(shí)系數(shù)“K”選擇的不準(zhǔn)確。為實(shí)現(xiàn)規(guī)劃與實(shí)際運(yùn)營(yíng)相一致，在進(jìn)行充電站規(guī)劃時(shí)，首先應(yīng)確定其運(yùn)營(yíng)模式，以便同時(shí)系統(tǒng)“K”的科學(xué)、合理選擇。

3） 典型負(fù)荷曲線的選取會(huì)對(duì)等效起始負(fù)載率造成一定影響，但由于季節(jié)、氣候、溫度、工作日以及節(jié)假日等眾多因素都有可能影響到充電站的實(shí)際負(fù)荷，這樣便很難選取典型負(fù)荷日，起始負(fù)載率通常誤差較大，為有效防止最終選擇的變壓器容量出現(xiàn)過小現(xiàn)象，據(jù)相關(guān)規(guī)程對(duì)于油浸變壓器應(yīng)把其選取的最大過載負(fù)荷控制在1.5以內(nèi)，這樣可有效降低起始負(fù)載率的影響，選出合適的變壓器。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要總結(jié)了“基于總費(fèi)用選擇變壓器”與“考慮變壓器過載運(yùn)行”兩種變壓器選擇法，這兩種方法是基于不同角度來(lái)配置充電站變壓器的。“基于總費(fèi)用選擇變壓器”法的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)變壓器型號(hào)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行直觀比較，選出最經(jīng)濟(jì)變壓器，缺點(diǎn)是進(jìn)行充電站配置時(shí)，其精確負(fù)荷數(shù)據(jù)很難得出。

對(duì)于“考慮變壓器過載運(yùn)行”來(lái)選擇變壓器，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是只要把充電站的最大負(fù)載估算出來(lái)就可具體計(jì)算，缺點(diǎn)是在實(shí)際使用時(shí)，需對(duì)充電站的負(fù)荷特點(diǎn)、規(guī)模、位置等因素進(jìn)行綜合考慮，在給電動(dòng)車充電站配置電壓器時(shí)，可從這兩種方法中，選擇一種作為最終的變壓器配置方法，這樣可有效提高充電站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

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