淺談電動汽車充放電技術(shù)及其對電網(wǎng)的影響

摘 要】 本文主要闡述了電動汽車充放電技術(shù)當(dāng)中三種不同的電能供給模式，即直流充放電機(jī)、交流充放電樁以及電動汽車充放電管理系統(tǒng)這三種電能供給模式的功能和作用。主要是對電動汽車充放電在電能質(zhì)量、電網(wǎng)負(fù)荷、配電網(wǎng)調(diào)度和設(shè)備、電網(wǎng)規(guī)劃和交易以及繼電保護(hù)等方面當(dāng)中起到的影響進(jìn)行分析，總結(jié)了一些大規(guī)模分布式隨機(jī)沖動技術(shù)對于電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響，并針對以上問題和內(nèi)容推出幾點(diǎn)意見以供參考。

【關(guān)鍵詞】 電動汽車 ?充放電技術(shù) ?電網(wǎng)

電動汽車是一種新興能源的代表，相比那些以燃燒汽油來獲取動力的傳統(tǒng)汽車而言，電動汽車在節(jié)能、環(huán)保等多個(gè)方面都占據(jù)著較為明顯的優(yōu)勢。隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，我國未來的電動汽車所具有的車載電池必將承載整個(gè)只能電網(wǎng)的移動儲能單元功能，能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)的峰荷階段對電網(wǎng)輸送電能資源，而在電網(wǎng)的低谷階段時(shí)，則由電網(wǎng)主動向電動汽車的車載電池進(jìn)行充電處理，這樣才能有效的降低電網(wǎng)峰谷差，從而真正對電網(wǎng)起到補(bǔ)充的作用。

1 電動汽車放電技術(shù)

電動汽車放電技術(shù)主要是由雙向有序電能轉(zhuǎn)換模式以及單向無序電能供給模式組成，通常電動汽車使用單向技術(shù)充電時(shí)，只能夠從電網(wǎng)當(dāng)中獲得電能而不能將所獲得的電能再返還給電網(wǎng)。所以就需要采用雙向有序的電能轉(zhuǎn)換充電模式，這樣就能促使電動汽車車載電池能夠真正作為一種移動儲電設(shè)備來和電網(wǎng)進(jìn)行雙向的電能轉(zhuǎn)換形式[1]。（1）單向無序電能供給模式，這一模式需要將電動汽車當(dāng)作一種最為普通的用電設(shè)備來看待，通常可以采用一種較為成熟的單向變流技術(shù)，這種技術(shù)能夠隨時(shí)隨地的接入電網(wǎng)，并對其進(jìn)行充電。這種單向無序電能供給模式成為當(dāng)下電動汽車進(jìn)行充電時(shí)最常見的充電方式。（2）雙向有序電能供給模式，這一電能供給模式主要是能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)之間進(jìn)行通信聯(lián)系，同時(shí)對其加以控制，并最終在電動汽車以及電網(wǎng)兩者之間形成一種能量方面的轉(zhuǎn)換，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方式主要是以充電或者是放電的形式來實(shí)現(xiàn)。

2 電動汽車充放電設(shè)備

電動汽車的充放電包含了智能電網(wǎng)和用戶之間的雙向互動，具體表現(xiàn)在電網(wǎng)的電價(jià)、電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)以及車輛能力狀態(tài)和計(jì)費(fèi)信息等。隨著電動汽車的不斷增多，再加上其所具有的分散性特點(diǎn)，導(dǎo)致其由智能電網(wǎng)所進(jìn)行的雙向互動服務(wù)系統(tǒng)成為和電動汽車之間進(jìn)行通信控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)其充放電操作的的行為，所以，在就應(yīng)當(dāng)在智能電網(wǎng)的雙向互動服務(wù)系統(tǒng)和電動汽車兩者之間增加一定的電動汽車充放電管理的系統(tǒng)，并以此來促使電動汽車和電網(wǎng)雙方之間的信息交流互動性。同時(shí)還需要針對雙方的需求來對電動汽車的充放電操作進(jìn)行優(yōu)化。

電動汽車的充放電設(shè)備主要有（1）交流充放電樁，這主要是為那種帶有車載充放電機(jī)的小型電動乘用車來進(jìn)行服務(wù)[2]。交流充放電樁主要具有手動設(shè)置定電量、時(shí)間以及自動充放電等，能夠?qū)h(yuǎn)程接受的充放電管理系統(tǒng)加以控制，具有較為完善的安全防護(hù)功能，這些功能主要包括一些急停開關(guān)、輸出側(cè)的剩余電流保護(hù)以及過流保護(hù)等功能。（2）直流充放電機(jī)，主要適宜在停車場所建設(shè)的集中充放電站，因?yàn)椴糠稚鐣卜?wù)用車的車載電池容量比較大，所以其所具有的充電功率也相對較大，這就需要使用地面直流充放電機(jī)來對其進(jìn)行充放電的操作設(shè)置，主要公共是對電池的類型進(jìn)行判斷，從而獲得動力電池的系統(tǒng)參數(shù)以及在充電前或者是在充電的過程當(dāng)中動力電池所具有的參數(shù)狀態(tài)。

3 電動汽車充放電對電網(wǎng)的影響

3.1 隨機(jī)性的快速充電對電網(wǎng)負(fù)荷的影響

一般如果采用100A以上的快熟充電設(shè)備來為電動汽車進(jìn)行充電的話，則單車的快熟充電功率必將在幾天之內(nèi)達(dá)到千瓦以上。所以，如果在某一個(gè)時(shí)間段這種快速充電的行為在多架電動車同時(shí)進(jìn)行的情況下，則必然會對本地的配電網(wǎng)產(chǎn)生較大的功率沖擊，從而引起該地區(qū)配電網(wǎng)內(nèi)不局部范圍出現(xiàn)嚴(yán)重負(fù)荷的情況，這對于電網(wǎng)來說是極為不利的。因此在對電動汽車進(jìn)行普及的過程當(dāng)中就必須對電動汽車的使用者加以正確的引導(dǎo)，促使其在充電時(shí)間方面進(jìn)行合理的安排。隨著如今儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，因此可以對儲能充電站在低谷階段所進(jìn)行的電能儲存來為電動汽車提供臨時(shí)性的電能快速補(bǔ)充，這樣就能有效的滿足電動汽車在充電方面的需求，同時(shí)也能有效的避免因?yàn)榭焖俪潆姸o電網(wǎng)帶來的超負(fù)荷沖擊。

3.2 對電能質(zhì)量造成一定的影響

由于電動汽車所采用的雙向變流充放電的操作，所以很容易產(chǎn)生諧波，以及造成一定的諧波污染，這就給電網(wǎng)帶來較為嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題，因此就需要對電動汽車充放電設(shè)備的諧波技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，經(jīng)過總結(jié)主要有以下幾點(diǎn)（1）需要貫徹和執(zhí)行與諧波相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以便從整體上來控制供電系統(tǒng)的諧波水平[3]。（2）需要增加換流裝置的相數(shù)，而換流裝置則是諧波的主要源頭之一，因此當(dāng)期脈動數(shù)量由6開始增加到12時(shí)，則可以大大的降低諧波電流的有效值。（3）曾裝武功補(bǔ)償裝置，從而提升系統(tǒng)所具有的諧波承受能力。（4）裝配濾波裝置，諧波污染可以進(jìn)行就地治理的方式，在往后的充電站建設(shè)當(dāng)中也可能出現(xiàn)越來越多的綠色充電機(jī)，以此來對諧波進(jìn)行治理。

3.3 對電網(wǎng)的規(guī)劃造成一定影響

電動汽車真正普及之后往后每天的負(fù)荷高峰階段，電動汽車的車載電池存儲能量也將作為分布式的電源來按照需求對配電網(wǎng)進(jìn)行供電處理。通常會由于電動汽車的數(shù)量巨大，同時(shí)具有一定的移動性和分散性的特點(diǎn)，因此電動汽車在進(jìn)行充放電設(shè)施方面也將對電網(wǎng)所進(jìn)行的規(guī)劃配電容量設(shè)置以及配電線路選型等方面產(chǎn)生較為巨大的影響。一些電動汽車所進(jìn)行的隨機(jī)性接入電網(wǎng)進(jìn)行充電將直接影響系統(tǒng)方面的負(fù)荷預(yù)測，促使其原有的配電系統(tǒng)方面的規(guī)劃具有嚴(yán)重的不確定性，因此很難真正的確定往后的系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)。所以，配電網(wǎng)規(guī)劃起來將變得較為困難。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳深，毛曉明，林澤坤.電動汽車對微網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的影響分析[J].電力學(xué)報(bào)，2014（06）.

作者簡介：郭麗雅（1985—），女，江蘇省昆山市，工作單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，職務(wù)：審查員，研究方向：電力系統(tǒng)

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