電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的影響與利用

許廣林

國網(wǎng)湖北省電力公司恩施供電公司

電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的影響與利用

許廣林

國網(wǎng)湖北省電力公司恩施供電公司

交通行業(yè)之中，電動(dòng)汽車是其未來的發(fā)展方向，其大規(guī)模的使用可以降低當(dāng)前汽車對于大氣環(huán)境的污染和礦產(chǎn)資源的使用，電力汽車的使用也優(yōu)化了汽車行業(yè)的競爭，對于國家的發(fā)展有很大的意義。在電動(dòng)汽車的使用之中，其用電負(fù)荷會給電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行帶來一定的影響，本文對于電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)之后對電網(wǎng)運(yùn)行的影響，并針對未來的電力汽車研究發(fā)展提出了自己的意見。

電動(dòng)汽車；接入電網(wǎng)；影響以及研究利用

1 電動(dòng)汽車的使用意義以及不良影響

1.1 使用意義

在當(dāng)前世界汽車行業(yè)的發(fā)展過程之中，汽車行駛過程之中大量問起的排放，造成了世界性的大氣現(xiàn)象溫室效應(yīng)，導(dǎo)致了全球氣候變暖，并且汽車數(shù)量的激素增加給資源的開采也造成了很大的壓力，當(dāng)前世界石油儲量已經(jīng)大幅下降，對世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展未來造成了很大的影響。因此，汽車研究廠商開始研究一種替代傳統(tǒng)的化學(xué)能源汽車的新興交通工具，電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。電動(dòng)汽車作為新型的交通工具，在使用行駛之中是通過電池來提供能源。其在使用過程之中可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，減少當(dāng)前交通工具對化石燃料的巨大需求，同時(shí)還可以優(yōu)化當(dāng)前的大氣環(huán)境。當(dāng)前，電動(dòng)汽車研究領(lǐng)域之中主要推行的兩種技術(shù)分別是插入式混合電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車，這兩類電動(dòng)汽車在能源補(bǔ)充上都是通過接入電網(wǎng)來進(jìn)行電能的補(bǔ)給的，因此適合于當(dāng)前的人們使用。

1.2 不良影響

當(dāng)前較為實(shí)用的兩種電動(dòng)汽車類型都是通過接入電力網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行電能的補(bǔ)給，但是，在技術(shù)研究之中，研究人員發(fā)現(xiàn)，假如在未來的使用過程之中電動(dòng)汽車大量的接入電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充電，就會對電網(wǎng)運(yùn)行造成很大的影響。主要的影響包括：

（1）電網(wǎng)負(fù)荷增長。大量電力汽車接入電網(wǎng)進(jìn)行充電會極大程度提升電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷，且充電過程若是統(tǒng)一幾種在負(fù)荷高峰期內(nèi)充電，就會進(jìn)一步導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷增加，加重運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高電網(wǎng)出現(xiàn)中斷事故的可能性，影響人民的正常生活使用。

（2）運(yùn)行控制難度增加。電動(dòng)汽車的充電時(shí)間取決于使用者的選擇，其用車行為和充電時(shí)間的不確定性極大的提升了技術(shù)人員對電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行管理的難度，影響電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。

（3）影響用電質(zhì)量。在未來的電力汽車使用過程之中，其充電時(shí)產(chǎn)生的負(fù)荷屬于非線性負(fù)荷，這種類型的負(fù)荷會在電力設(shè)備之中產(chǎn)生諧波，影響電能的使用質(zhì)量。

（4）提高電力規(guī)劃的難度。電動(dòng)汽車的大規(guī)模使用需要在城市之中增加充電設(shè)施，以方便電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。充電設(shè)施的布置會改變電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和使用負(fù)荷，提升電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的難度。

2 改善措施

2.1 電動(dòng)汽車在充電過程之中注意有序充電

有序充電在實(shí)際的使用過程之中指的是電動(dòng)汽車以參與電網(wǎng)雕空的負(fù)荷的角色進(jìn)行充電，可以作為有效避免電動(dòng)汽車的充電影響電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷的措施，降低大規(guī)模充電對電網(wǎng)運(yùn)行造成負(fù)面的影響。要進(jìn)行有序充電，電動(dòng)汽車首先要根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來進(jìn)行開率，以對電網(wǎng)的運(yùn)行影響最小為計(jì)劃的目標(biāo)，將電動(dòng)汽車的充電需求和人們的用電需求相適應(yīng)，通過協(xié)調(diào)充電過程來提升電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。在電動(dòng)汽車的有序充電研究之中，國外的一些研究機(jī)構(gòu)的結(jié)果說明電動(dòng)汽車的大規(guī)模充電會導(dǎo)致電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷峰值提升，造成電力變壓器道德使用過載，可能會引起電力設(shè)備的損壞。因此，在實(shí)現(xiàn)有序充電的改革之中，首先要做的就是改善當(dāng)前電力汽車的充電方式和充電策略，高效的消除充電過程之中的平滑負(fù)荷，避免電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行過載。

其次，在有序充電的改革過程之中還需要對電網(wǎng)的機(jī)構(gòu)和運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化。研究表明，有序充電可以有效改善電網(wǎng)運(yùn)行之中的節(jié)點(diǎn)電壓，減少電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電能損耗。在實(shí)際的優(yōu)化過程之中，技術(shù)人員可以通過對配電網(wǎng)絡(luò)和用電約束過程進(jìn)行優(yōu)化，減少電力汽車在充電過程之中的功率，進(jìn)而使充電過程以最小負(fù)荷運(yùn)行，減少運(yùn)行損耗。因此，在未來的建設(shè)過程之中，電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)上要對其充電模式進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)行充電有序控制技術(shù)，降低對配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，改善電網(wǎng)運(yùn)行狀況。

第三，電力汽車的充電過程變化和隨機(jī)性較大，對于配電網(wǎng)絡(luò)的管理造成了很大的影響。配電網(wǎng)絡(luò)的管理過程復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)時(shí)的工作量大。假如在實(shí)際的汽車設(shè)計(jì)過程之中不對充電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，那么就會對配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性造成影響。因此，在電力汽車的設(shè)計(jì)之中，使用智能充電技術(shù)是提升配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性的措施之一。

在有序充電的設(shè)計(jì)上，國際上使用較廣的技術(shù)主要有兩種，第一種是由電網(wǎng)運(yùn)行管理企業(yè)對電動(dòng)汽車的充電過程進(jìn)行調(diào)度和協(xié)調(diào)，以便于提升充電過程的可控制性和有序性。第二種技術(shù)被稱作智能充電技術(shù)，這種技術(shù)主要是在電動(dòng)汽車的充電模塊之中假如近距離無線通信設(shè)備，使之可以接受來自企業(yè)的管理，與智能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的配合可以做到充電過程在負(fù)荷較小時(shí)進(jìn)行。

2.2 電力汽車和電網(wǎng)的雙向互動(dòng)

電力汽車和電網(wǎng)的互動(dòng)指的是將電動(dòng)汽車看作一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)充電和放電的移動(dòng)儲能設(shè)備進(jìn)行時(shí)通用，在實(shí)際運(yùn)行之中可以通過充放電的方式來進(jìn)行對電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行調(diào)整。在實(shí)際的應(yīng)用之中，電力網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)可以進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度的儲能設(shè)備，其可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行企業(yè)的協(xié)調(diào)和遠(yuǎn)程控制來完成充放電過程，即在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行放電，在電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí)進(jìn)行充電，協(xié)助實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)整。在這種情況之下，作為移動(dòng)儲能設(shè)備的電力汽車可以參與系統(tǒng)的運(yùn)行吊機(jī)額，其相比與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式，電力汽車具有位置調(diào)整方便，響應(yīng)管理速度快的優(yōu)勢，適合于進(jìn)行大范圍的靈活調(diào)整。

3 結(jié)語

電動(dòng)汽車充電設(shè)施的合理部署是電動(dòng)汽車的大規(guī)模接入電網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)的基本保障。既要考慮不同電動(dòng)汽車類型的使用和充電需求，還應(yīng)考慮接入電網(wǎng)的成本，并與電網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。合理利用了電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的可調(diào)整和可中斷性，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行管理的協(xié)助調(diào)整。

[1]BoulangerAG,ChuAC,MaxxS,etal.Vehicleelectrification：sta?tusandissues[J].ProceedingsoftheIEEE,99(6):1116～1138．

[2]宋永華,楊岳希,胡澤春.電動(dòng)汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電網(wǎng)技術(shù),2011,35(4):1～7．

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.208