电动汽车充电对电网的影响

巩赞超　鞠振河

摘 要：由于我国相关部门近几年来积极采取一系列的政策，有效的地加速了国内电动汽车行业的发展速度，到目前为止即将进入高速发展阶段。同时，这也直接加大了电动汽车充电桩以及充电站的建设力度，这在无形之中给电网造成了巨大的压力。所以，充分考虑到大规模电动汽车充电行为对电网造成的压力问题，我们应当开展有针对性的探讨，从而能够对某些具体问题制定出解决的方案，进而缓解大量电动汽车充电给电网带来的压力[1]。

关键词：电动汽车；充电；对电网影响

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

由于近几年来全球能源供应出现危机，石油能源逐渐减少、全球气候变暖、空气被污染等状况频繁出现，各个国家的决策层以及汽车行业都逐渐转变发展方向，将重点放在节能减排上，而凭借电能为动力的电动汽车则变成最好的选择[2]。作为汽车行业的未来之星，电动汽车近年来得到了高速的发展。但是，其中的问题也接踵而来。因为电动汽车能够正常运作的前提是拥有足够的电力，所以在电动汽车行驶中消耗一定的电源力后就要给电池一定的补给。近几年来，电动汽车逐渐走进人们的生活之中，大量的电动汽车随机以及间接性充电使得充电负荷越来越大，再加上充电时使用的是会产生大规模谐波的整流装置，污染了整个电网。

1 探讨对输电网络造成的伤害

照目前电动汽车的发展规模来计算，到2030年，我们国家保守估计能够有六千万辆电动汽车[3]。假设六千万辆电动汽车同时进行充电，电功率设为每辆10千瓦，那么可以计算出最高峰时的充电率为5亿千瓦，这估计将会是2030年装机总容量的四分之一，是造成电网负荷不堪的最大的因素之一。

除此之外，我们国家如今的发电量是不是能承载越来越多的电动汽车充电量也成为大众热议的话题。有研究表明，电动汽车对电量的消耗、电力资源的補给、电力价格、电源结构以及气体排放等等都对其有一定的影响。并且，有专家专门研究了不同插入式电动汽车的具体状况，得出如果停止建设新的充电设备，未来会增加5-10%的电力消耗。

2 探讨对配电网的伤害

电动汽车充电时会影响配电网负荷的平衡性以及引起其他毛病。 如果大量的电动汽车进行充电，那么局部地区电网将会负荷过重。一旦再加上充电时段相同以及在电网高负荷时进行充电，那么配电网将会无法负荷。一般的电动汽车都会选择在在夜间充电，大概是晚上的六点到八点这个时间段开始，而电动汽车充电完成最少需要四个小时。这样看来，因为受到电动汽车充电而造成电网超负荷最厉害的时间应当大致在晚上九点，这个时段也可以称为“峰上加峰”，加重了配电网的建设压力以及降低了电网和发电机组的工作效率。

针对这个问题，可以采用分时电价的方式来解决。划分用户们的充电时间，这样以后就可以避免配电网出现超负荷的现象，也不会影响用户的正常充电时间，更重要的是降低了成本。

3 探讨对电网的谐波污染

电动汽车的充电设施属于非线性负载，会发出大量的谐波电流，严重影响了电网的能源质量，而且这种谐波污染还会损害电容器和扰乱测量仪器以及保护设施工作等等。

针对以上问题，我们可以通过下面的方法来处理：（1）增加对换流装置相数，它是一种重要的谐波源，如果将换流装置的从六上升到十二，就能在很大程度上减少谐波电流的有效值；（2）将供电系统总体谐波水平的控制权掌握在手中，不违背国家在这方面的相关法律法规；（3）改善滤波设施，增强就地解决谐波的能力，将谐波污染的源头扼杀在源头——充电站。（4）建立无功补偿装置，增强电网系统的承受能力。如今的电动汽车产业不断发展、完善，绿色的充电站也在不断改善，相信不久以后谐波污染的困扰一定不足为患[4]。

4 探讨充电设备建设对电网的影响

充电设备，简单来说就相当于电网和电动汽车两者之间的桥梁，所以充电设施的好坏直接影响着电网的运行状况[5]。目前为止，充电设施主要包括充电桩以及充电站，主要是靠这两者体现充电过程中对电网的影响。充电站里包括许许多多的充电桩和充电机，虽然说生活中充电桩容量小且分布不集中，但是充电站中充电桩数量多且集中安放，这就对电网造成了一定的负荷压力。

所以，建设新的充电站时，选择地点时应注意以下两点：（1）要注意应尽量选择变压器周边，这样能够有效获取电力；（2）要兼顾用户要求，尽量向市区靠拢，分布在市区四周[6]。

5 结束语

如今，我们国家的电动汽车行业正处于鼎盛发展的时段，大规模的充电需求给电网带来了一定的压力。但是，电动汽车存储能量的性能同时又为电力的安全经济运作挖掘出了新的发展可能。电动汽车行业的发现模式大大影响了充电时对电网的压力，但是这目前来说还是不确定的。一方面，从负荷平衡来考虑，对输电网的伤害很轻，因为电动汽车充电和工作的时间呈现出一种削峰填谷的趋势；但是大规模电动汽车集中充电的行为还是损伤了部分的配电网，该问题仍然需要研讨并解决。另外，我国正在积极建设和完善各大充电设施，然而却没有这方面的完善理论结构以及方法。

从未来前景来考虑，长期发展应该将分散的家庭充电模式放在发展重心，毕竟电动汽车正在逐渐走进各家各户，并且各种充电和计量技术正在快速发展完善；短期发展应该主要完善充电设备的容量配置和分布地点。

参考文献：

[1]杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景（上）[J].汽车科技，2007（06）：

10-13.

[2]孙逢春.电动汽车发展现状及趋势[J].科学中国人，2006（08）：

44-47.

[3]雷黎，刘权彬.电动汽车使用对电网负荷曲线的影响初探[J].电机技术，2000（01）：37-39.

[4]牛利勇，姜久春，张维戈.纯电动公交充电站谐波分析的模型方法[J].高技术通讯，2008，18（09）：953-957.

[5]黄少芳.电动汽车充电机（站）谐波问题的研究[D].北京：北京交通大学，2008.

[6]康继光，卫振林，程丹明等.电动汽车充电模式与充电站建设研究[J].电力需求侧管理，2009，11（05）：64-66.endprint