電動汽車充電負荷與調度控制策略

摘要：在可持續發展的大背景下，電動汽車作為一種新型交通工具，在節能減排、遏制氣候變暖、保證石油供應安全中發揮著重要作用，相比與傳統汽車，電動汽車在環保方面的優勢更為明顯。電動汽車的動力來源是電源，所以必須配備有對應的充電措施和充電站，在進行電動汽車充電的過程當中會對電網的運作造成一些影響，因此需要進行調控來解決這些問題。基于此背景，本文就對電動汽車充電負荷與調度控制策略展開分析，可供參考。

關鍵詞：電動汽車;充電負荷;調度控制;策略

1電動汽車充電對電網的影響分析

1.1充電站對電網產生諧波污染

電動汽車在充電的過程當中會對電力系統造成諧波污染，所謂諧波污染就是指在電力系統方面，由于靜止汞弧變流器的使用而對電網造成了電壓畸形、電流波形畸形的影響。諧波污染最為突出的影響就是會使得電能的生產效率、傳輸效率都被影響，造成電器設備較熱，絕緣的部件容易老化，影響整體使用的壽命。而在電動汽車進行充電的過程當中看，會通過與電網的連接部分注入大量的諧波分量，因此導致各種控制系統數值檢測出現偏差，降低控制的準確程度。

1.2影響輸電網、配電網的工作

首先是在輸電網的運行方面，現存的輸電網是否可以維持電動汽車數量不斷增加，這是個十分關鍵的問題。電動汽車的數量增加所帶來的負擔之一就是輸電網需要承擔更多的電能輸送工作，工作量增加會帶來各種連鎖的反映，會為輸電網的工作負荷造成嚴重的影響。其次是在配電網的方面，在電動汽車進行大規模的普及之后，就會使得配電系統必須根據電動汽車分布的具體數量、范圍進行相應的改變。電動汽車主要消耗的能源就是電能，因此電網的調度也成為影響電動汽車發展的重要因素，所以在未來，輸電網與配電網及電動汽車三者之間都需要結合實際的情況進行具體的變動。

2充電負荷模型

基于出行需求確定充電負荷模型的方法由來已久，在早期的充電負荷模型研究中，主要通過計算出行時間來判斷不同的時間分布情況，進而確定電動汽車的出行時間，確定車輛出行距離平均值，最終獲取完整的時間負荷情況。在充電負荷模型分析中，最常見的應用方法就是MonteCarlo模型方法，該方法在早期推廣中主要通過假定出行時間的概率分布與平均出行距離進行計算，通過相應的模擬方法，確定特定的水平誤差，確定不同時間段的沖動覅按負荷水平。在當前開展有關出行需求的計算方法分析中，部分學者認為電動車輛對傳統車輛的替代使用不會影響用戶出行特征，在立足于該觀點進行研究后，就能判斷車輛充電負荷模型的可行性，該研究結論已經在文獻中得到體現。

3有效調控電動汽車充電的措施分析

電動汽車充電過程當中會造成電網的過度負荷，而且由于諧波污染等因素使得電網工作的質量也受到影響，因此必須進行有效的調控措施促使電動汽車充電工的有效開展。電動汽車在充電的過程當中，主要利用充電時間的協調以及充電方式朝著科學有效的方向進行轉變。電動汽車充電的有效調控不僅能夠促進自身充電工作的開展，同時也能夠促使電網調度以及整體配電事業的進行，保障社會電力需求能夠得到滿足。

3.1協調充電時間

在進行電動汽車充電的過程當中必須要進行合理的充電時間分配，保障充電工作的進行。用電量是具有峰值和谷值的，在不同的時間段內整體電網的負載壓力是不同的，舉一個例子，正常的居民用電主要集中在晚間，由于晚間所用到照明用電量大，并且白天居民大部分都在上班或者是上學，所以晚間就是一個用電的高峰期，如果在這一期間進行大規模的充電工作，那么就會導致在一個時間段內的電網負荷量急劇增加，容易出現各種輸電安全事故。協調用電的時間可以通過利用高科技的計量調度軟件進行，從軟件和硬件兩個層面下手，為電動汽車的充電時間安排提供技術支持。同時還可以利用各種相關部門出臺的政策支持。例如，在政府的層面可以通過出臺各種相應的政策、規劃以及文件等，指導居民進行電動汽車的充電時間劃分。利用調控手段盡量將電動汽車充電的時間錯開用電高峰期，降低電網運行的壓力，保障社會各個部分有關電能使用的情況。而且在不同的時間段內劃分成對應的電價數值，也能夠有效地促使使用者調控自身的充電時間。一般來說電動汽車充電的需求主要集中在使用者的下班時間，大概在工作日的18：00到18：30，并且從這一時間段到第二日的清晨，所以避開用電的高峰值就可以將充電時間移動到每日的15：00左右，這樣不僅可以降低電網的壓力，同時也能提升私家車用戶的充電質量。針對一些公交電動汽車充電，則可以將時間進行參考，并結合自身線路運營的時間加以具體調解。電網的運行一旦負荷過大不僅是對電力系統的損害，同時也會造成充電質量下降，所以盡量降低充電高峰期的碰撞，是一種一舉兩得的做法。這種對電動汽車充電的時間進行合理調配的做法也存在有一定的缺陷，例如較為僵硬的改變方式會對工作和生活也帶來一些不便。

3.2智能充電

智能充電是一種針對電動車充電過程中各種充電的時間、空間限制而提出的科學改良手段。智能充電的開展能在一定程度上利用更加合理的手段對電動汽車的充電工作進行調配控制，所以，也成為未來電動汽車普及后的發展方向。電動汽車沖電的過程中必須保證對于各項先進的技術手段加以正確應用。在進行智能充電的調控管理過程當中可以利用有關GPS、GIS技術等手段進行充電汽車的充電模式構建工作。利用GPS技術，充電汽車也能夠尋求到最合適的充電站進行充電工作。電動汽車在使用的過程當中，呈現出一種分散的特點，尤其是私家的電動汽車，使用的范圍較為分散并且覆蓋的面積沒有具體規則，因此，可以通過AMPL技術進行充電的過程優化。這種數學建模的原理能夠進行各項數據的有效處理并且根據實際數值構建出較為合理的充電模型體系。在電動汽車進行充電的過程當中，由于汽車型號不同以及用電需求的差別，因此，會產生不同的充電模式，這也就使得必須根據具體情況才能夠進行分層優化模型的建立。利用一個網絡技術的數據存儲端收集各種電動汽車的具體情況，而且利用這一手段為充電工作的開展進行一定的指導，提升充電工作的有序性。汽車在進行充電的過程當中，對其充電功率以及電流信息等進行載入與分析，保障汽車充電工作的有效開展。

4結語

總之，目前由于電動汽車技術的發展仍需要不斷進步與改善，因此，針對已出現的配電網影響問題需要加以解決，并保障解決過程中結合實際情況不斷加以改良。

（注：本文為廣西壯族自治區2020年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目成果，項目名稱：電動汽車對局部配電網架影響研究，項目編號：2020KY33005）

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作者簡介：

董瑞（1986.9.5），性別：男;籍貫：山東;民族：漢;學歷：碩士研究生;職稱：工程師;職務：電力系統及其自動化工程師;研究方向：變電設備運行及維護。