鉅大LARGE | 點擊量：1195次 | 2022年02月17日
電動汽車充放電對電力系統有什么影響
研究背景
目前，隨著電動汽車滲透率的不斷提高，不加管理的自由充放電給電網帶來了威脅。如變壓器過載、網損增加等，可以采用相應的控制和調度策略來消除和抑制，同時實現削峰填谷、消納可再生能源等功能。文章通過探討電動汽車的負荷特性、負荷模型，從4個方面闡述了其對電力系統的影響，并簡述了相應的優化調度控制策略。
電動汽車充電對電力系統的影響
考慮到電動汽車車主充電行為的自由隨機性：時間上，電動汽車到達充電站具體時刻的不確定，蓄電池狀態不同導致充電時長的不確定；空間上，由于人們出行需求的不確定導致電動汽車位置的隨機性。種種的不確定使得電網的安全穩定運行將承受更大的考驗。對于間歇式可再生能源的功率波動問題，利用儲能平滑波動，參與調峰的相關技術已經有所研究，而電動汽車在一天當中的大部分時間都是空閑狀態，可以看成是分布式儲能，消納過度的可再生能源，并在電網峰荷期向其輸送電能，同時還可以優化風電并網的經濟性。
電能質量
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電動汽車蓄電池充電屬非線性負荷，其接入也會增加相應的包含大量電力電子裝置的充電設備，充電過程中會產生諧波，采用PWM整流+DC/DC充電機和相應的控制策略，能把諧波限制在較低水平，但其受到容量、成本等限制，并不能得到廣泛的應用。在實際電網運行中，為確保電網的電能質量達標，汽車充電站會考慮在相關配電系統中配有補償和濾波裝置。
負荷平衡
電動汽車的大范圍應用和大量接入電網，可能會導致配電網局部負荷變大。顯然，不同的電動汽車滲透率，導致的日峰負荷增量對應不同，必須采用有效的模型和策略消除影響。已有文獻進行了對配電網中的普通負荷、分布式電源、電動汽車等進行分層分區規劃，建立協調調度控制模型，實現了電動汽車充放電的動態優化控制。
電源容量規劃
電動汽車接入電網后必須調整相應的電力裝機容量和電力輸送設備，以應對負荷增長造成的發電、輸配電系統的壓力，同時這種負荷變化將會對電網的電源裝機、線路容量提出更高要求。
電動汽車放電對電力系統的影響
研究發現，EV入網比建設調峰電廠或機組更加經濟，目前也有相關文獻研究V2G技術的可行性與潛在效益。車網互聯的概念將帶來新的補償理念，如果采取正確合理的調度和引導，用電動汽車吸納過剩的可再生能源、平抑波動，有助于實現供需平衡，同時可以擴大電力市場、降低峰谷差、為電力系統提供備用。但是考慮電價因素的電動汽車有序充電和與可再生協調互補、或者參與調頻、作為旋轉備用等方面的綜合調度策略并沒有成熟的研究，有待進一步的探索和發展。
結語
本文從系統可靠性、電能質量、負荷平衡、電源容量四個方面闡述了電動汽車自由充放電行為對電力系統造成的不良影響，如變壓器過載、網損增加等。并闡述了按照合理調度規劃后接入電網，將會帶來的良好效益，如削峰填谷，消納過剩可再生能源等。同時綜述了充電負荷的影響因素及其概率模型，為后人的研究提供了參考。
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