電動汽車充電對電網的影響

鞏贊超　鞠振河

摘 要：由于我國相關部門近幾年來積極采取一系列的政策，有效的地加速了國內電動汽車行業的發展速度，到目前為止即將進入高速發展階段。同時，這也直接加大了電動汽車充電樁以及充電站的建設力度，這在無形之中給電網造成了巨大的壓力。所以，充分考慮到大規模電動汽車充電行為對電網造成的壓力問題，我們應當開展有針對性的探討，從而能夠對某些具體問題制定出解決的方案，進而緩解大量電動汽車充電給電網帶來的壓力[1]。

關鍵詞：電動汽車；充電；對電網影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.214

由于近幾年來全球能源供應出現危機，石油能源逐漸減少、全球氣候變暖、空氣被污染等狀況頻繁出現，各個國家的決策層以及汽車行業都逐漸轉變發展方向，將重點放在節能減排上，而憑借電能為動力的電動汽車則變成最好的選擇[2]。作為汽車行業的未來之星，電動汽車近年來得到了高速的發展。但是，其中的問題也接踵而來。因為電動汽車能夠正常運作的前提是擁有足夠的電力，所以在電動汽車行駛中消耗一定的電源力后就要給電池一定的補給。近幾年來，電動汽車逐漸走進人們的生活之中，大量的電動汽車隨機以及間接性充電使得充電負荷越來越大，再加上充電時使用的是會產生大規模諧波的整流裝置，污染了整個電網。

1 探討對輸電網絡造成的傷害

照目前電動汽車的發展規模來計算，到2030年，我們國家保守估計能夠有六千萬輛電動汽車[3]。假設六千萬輛電動汽車同時進行充電，電功率設為每輛10千瓦，那么可以計算出最高峰時的充電率為5億千瓦，這估計將會是2030年裝機總容量的四分之一，是造成電網負荷不堪的最大的因素之一。

除此之外，我們國家如今的發電量是不是能承載越來越多的電動汽車充電量也成為大眾熱議的話題。有研究表明，電動汽車對電量的消耗、電力資源的補給、電力價格、電源結構以及氣體排放等等都對其有一定的影響。并且，有專家專門研究了不同插入式電動汽車的具體狀況，得出如果停止建設新的充電設備，未來會增加5-10%的電力消耗。

2 探討對配電網的傷害

電動汽車充電時會影響配電網負荷的平衡性以及引起其他毛病。 如果大量的電動汽車進行充電，那么局部地區電網將會負荷過重。一旦再加上充電時段相同以及在電網高負荷時進行充電，那么配電網將會無法負荷。一般的電動汽車都會選擇在在夜間充電，大概是晚上的六點到八點這個時間段開始，而電動汽車充電完成最少需要四個小時。這樣看來，因為受到電動汽車充電而造成電網超負荷最厲害的時間應當大致在晚上九點，這個時段也可以稱為“峰上加峰”，加重了配電網的建設壓力以及降低了電網和發電機組的工作效率。

針對這個問題，可以采用分時電價的方式來解決。劃分用戶們的充電時間，這樣以后就可以避免配電網出現超負荷的現象，也不會影響用戶的正常充電時間，更重要的是降低了成本。

3 探討對電網的諧波污染

電動汽車的充電設施屬于非線性負載，會發出大量的諧波電流，嚴重影響了電網的能源質量，而且這種諧波污染還會損害電容器和擾亂測量儀器以及保護設施工作等等。

針對以上問題，我們可以通過下面的方法來處理：（1）增加對換流裝置相數，它是一種重要的諧波源，如果將換流裝置的從六上升到十二，就能在很大程度上減少諧波電流的有效值；（2）將供電系統總體諧波水平的控制權掌握在手中，不違背國家在這方面的相關法律法規；（3）改善濾波設施，增強就地解決諧波的能力，將諧波污染的源頭扼殺在源頭——充電站。（4）建立無功補償裝置，增強電網系統的承受能力。如今的電動汽車產業不斷發展、完善，綠色的充電站也在不斷改善，相信不久以后諧波污染的困擾一定不足為患[4]。

4 探討充電設備建設對電網的影響

充電設備，簡單來說就相當于電網和電動汽車兩者之間的橋梁，所以充電設施的好壞直接影響著電網的運行狀況[5]。目前為止，充電設施主要包括充電樁以及充電站，主要是靠這兩者體現充電過程中對電網的影響。充電站里包括許許多多的充電樁和充電機，雖然說生活中充電樁容量小且分布不集中，但是充電站中充電樁數量多且集中安放，這就對電網造成了一定的負荷壓力。

所以，建設新的充電站時，選擇地點時應注意以下兩點：（1）要注意應盡量選擇變壓器周邊，這樣能夠有效獲取電力；（2）要兼顧用戶要求，盡量向市區靠攏，分布在市區四周[6]。

5 結束語

如今，我們國家的電動汽車行業正處于鼎盛發展的時段，大規模的充電需求給電網帶來了一定的壓力。但是，電動汽車存儲能量的性能同時又為電力的安全經濟運作挖掘出了新的發展可能。電動汽車行業的發現模式大大影響了充電時對電網的壓力，但是這目前來說還是不確定的。一方面，從負荷平衡來考慮，對輸電網的傷害很輕，因為電動汽車充電和工作的時間呈現出一種削峰填谷的趨勢；但是大規模電動汽車集中充電的行為還是損傷了部分的配電網，該問題仍然需要研討并解決。另外，我國正在積極建設和完善各大充電設施，然而卻沒有這方面的完善理論結構以及方法。

從未來前景來考慮，長期發展應該將分散的家庭充電模式放在發展重心，畢竟電動汽車正在逐漸走進各家各戶，并且各種充電和計量技術正在快速發展完善；短期發展應該主要完善充電設備的容量配置和分布地點。

參考文獻：

[1]楊孝綸.電動汽車技術發展趨勢及前景（上）[J].汽車科技，2007（06）：

10-13.

[2]孫逢春.電動汽車發展現狀及趨勢[J].科學中國人，2006（08）：

44-47.

[3]雷黎，劉權彬.電動汽車使用對電網負荷曲線的影響初探[J].電機技術，2000（01）：37-39.

[4]牛利勇，姜久春，張維戈.純電動公交充電站諧波分析的模型方法[J].高技術通訊，2008，18（09）：953-957.

[5]黃少芳.電動汽車充電機（站）諧波問題的研究[D].北京：北京交通大學，2008.

[6]康繼光，衛振林，程丹明等.電動汽車充電模式與充電站建設研究[J].電力需求側管理，2009，11（05）：64-66.endprint