電動汽車充電站經濟運行研究

賈海潔

摘 要：隨著國家節能減排戰略的逐步推進，我國的電動汽車數量不斷增多，而電動汽車的行駛離不開充電站，研究充電站的經濟運行，有利于充電站的推廣建設。為科學、合理的確定充電站內變壓器的配置容量，本文基于實際電動汽車充電站的運行數據，對充電站內變壓器的損耗進行分析，并對比研究兩種變壓器選擇法：基于總費用與考慮變壓器過載運行，以期有效提高充電站的運行經濟性，促進我國電動汽車事業的飛速發展。

關鍵詞：電動汽車；充電站；問題；變壓器；經濟運行

1 充電站存在的主要問題

電動汽車的行駛離不開電能，而電能的補給主要靠的是充電站，隨著我國電動汽車事業的飛速發展，建成的電動汽車充電站也越來越多，但通過分析計算已有充電站運行數據，我們發現很多電動汽車充電站所用的變壓器都普遍存在著過大的電能損耗。這樣不僅會嚴重浪費電能，而且會大幅增加充電站實際運營成本，對其推廣建設十分不利。

2 充電站的經濟運行

仔細分析我們發現有很多因素都會影響變壓器的經濟容量，如負荷狀態、負荷性質、變壓器造價、類型等，電動汽車充電站要想實現經濟運行，應綜合分析這些影響變壓器經濟運行的因素，探索一條針對充電站經濟運行的配電變壓器容量確定法。

3 充電站變壓器經濟運行分析

我們在利用傳統法選擇變壓器容量時，主要是通過疊加充電站內所有用電設備功率，然后再加入一定富裕度，來確定變壓器容量，但具體應富裕多少，并沒有一個明確規定，這樣選出來的變壓器可能會出現容量過大，增加變壓器初始投資，加之變壓器長期輕載運行，會增大變壓器損耗比重，提高充電站實際運行成本。

3.1 變壓器綜合功率損耗

變壓器綜合功率損耗為衡量變壓器實際損耗的一個重要指標。變壓器的綜合功率損耗大致包括兩部分內容：變壓器運行時的有功功率損耗與因其消耗的無功功率使受電端增加的有功功率損耗之和。

3.2 基于總費用法選擇變壓器

變壓器的成本費用與實際運行費用相加，便可得到變壓器的總費用。其中變壓器成本費用主要指采購變壓器時所花的初始費用。變壓器運行費用主要指在變壓器運行年限中，實際運行造成的損耗引發的費用。

3.3 基于最大負載功率選擇變壓器

充電站充電機屬于一種電力電子設備，它工作時產生的諧波會影響電網，但它與軋機、電弧焊等設備產生的沖擊負荷不同，投切充電機不會嚴重沖擊電網。對于公交車充電站來說通常12點至13點與22點至23點為充電站兩個負荷高峰段，2點至8點為負荷低谷段，縱觀以往充電情況，我們發現充電站大部分時間的負荷都比最大負荷低，變壓器的運行能力通常很難得到充分發揮。

對于負載是周期的性的變壓器，在某段時間內存在較高的環境溫度，或施加的電流超過了額定負載，此情況可以通過其它時間內較低的環境溫度，或施加比額定負載電流低的電流進行補償，因此，我們可以考慮變壓器在某種條件下過負荷運行。

4 考慮過載能力選擇變壓器時需注意的問題

1） 當選擇帶充電機負荷的充電站變壓器時，其動力用電量應不包含照明用電部分與辦公用電部分。

2） 計算的最大負載功率值可能會不同于實際運行數據，這主要是由于同時系數“K”選擇的不準確。為實現規劃與實際運營相一致，在進行充電站規劃時，首先應確定其運營模式，以便同時系統“K”的科學、合理選擇。

3） 典型負荷曲線的選取會對等效起始負載率造成一定影響，但由于季節、氣候、溫度、工作日以及節假日等眾多因素都有可能影響到充電站的實際負荷，這樣便很難選取典型負荷日，起始負載率通常誤差較大，為有效防止最終選擇的變壓器容量出現過小現象，據相關規程對于油浸變壓器應把其選取的最大過載負荷控制在1.5以內，這樣可有效降低起始負載率的影響，選出合適的變壓器。

5 結語

本文主要總結了“基于總費用選擇變壓器”與“考慮變壓器過載運行”兩種變壓器選擇法，這兩種方法是基于不同角度來配置充電站變壓器的。“基于總費用選擇變壓器”法的優點是可以對變壓器型號的經濟性進行直觀比較，選出最經濟變壓器，缺點是進行充電站配置時，其精確負荷數據很難得出。

對于“考慮變壓器過載運行”來選擇變壓器，這種方法的優點是只要把充電站的最大負載估算出來就可具體計算，缺點是在實際使用時，需對充電站的負荷特點、規模、位置等因素進行綜合考慮，在給電動車充電站配置電壓器時，可從這兩種方法中，選擇一種作為最終的變壓器配置方法，這樣可有效提高充電站的運行經濟性。

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