電動汽車對電力系統(tǒng)的影響分析及交互作用

穆明明（國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西太原 030012）

電動汽車對電力系統(tǒng)的影響分析及交互作用

穆明明
（國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西太原 030012）

現(xiàn)在，汽車大多是以汽油和柴油作為主要驅(qū)動力。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了很大程度的提高，私家車的數(shù)量也不斷增多，這不僅大大增加了能源需求量，同時也造成了嚴(yán)重的大氣污染。在這種情況下，人們開始尋找新的汽車能源，以電能為驅(qū)動的汽車應(yīng)運(yùn)而生。電動汽車的出現(xiàn)不僅可以有效緩解能源危機(jī)，同時還可以解決環(huán)境污染的問題，可謂是一舉兩得。但隨著電動汽車地不斷發(fā)展，電動汽車存在的問題逐漸暴露出來，其中最為主要的一個問題就是會對現(xiàn)有的電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，進(jìn)行有關(guān)電動汽車對電力系統(tǒng)影響及交互作用的研究十分必要。

電動汽車 電力系統(tǒng) 交互作用

進(jìn)入21世紀(jì)以后，人類面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。在這種情況下，人們都比較關(guān)注能源問題和污染問題，積極尋求解決能源問題和環(huán)境污染問題的方法。電動汽車的出現(xiàn)無論是對解決能源問題還是環(huán)境污染問題都具有積極的作用。而且隨著新電池技術(shù)的不斷發(fā)展，電動汽車的性能將會變得越來越好，實(shí)用性將會變得越來越高。但現(xiàn)在由于相關(guān)技術(shù)還不成熟，電動汽車的應(yīng)用將會對電力系統(tǒng)造成比較大的影響，從而影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文將從研究電動汽車對電力系統(tǒng)的影響入手，分析電動汽車與電力系統(tǒng)的交互作用，希望對電動汽車的發(fā)展能有所幫助。

1 電動汽車對電力系統(tǒng)的影響

電動汽車的充電負(fù)荷和滲透率之間具有密切的關(guān)系，當(dāng)滲透率升高時，充電負(fù)荷也會增大。比利時在電動汽車方面的研究起步比較早，根據(jù)相關(guān)研究顯示，到2030年比利時電動汽車消耗的電能將超過總電能的5%，這將給電力系統(tǒng)運(yùn)行造成較大的壓力。電動汽車的使用對電力系統(tǒng)的影響是多方面的。電動汽車接入到電力系統(tǒng)中不僅會影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成用電高峰期，同時還會影響電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。下文將具體介紹一下電力汽車對電力系統(tǒng)的影響。

首先，電動汽車會影響配電系統(tǒng)的可靠性。隨著電動汽車的不斷增多，電動汽車需要的電能將會不斷增多，甚至?xí)^電力系統(tǒng)的負(fù)荷。在這種情況下，電動汽車就會影響配電系統(tǒng)的運(yùn)行，增大配電系統(tǒng)運(yùn)行的事故率。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，接入到配電系統(tǒng)中的電動汽車的滲透率不能超過20%，一旦超出這個限額就會影響配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。而且，現(xiàn)行的配電系統(tǒng)本身就承擔(dān)著比較大的負(fù)荷，如果將電動汽車隨意接入到配電系統(tǒng)中會無限加大配電系統(tǒng)的負(fù)荷，從而出現(xiàn)“峰上加峰”的現(xiàn)象。此外，將電動汽車接入到配電系統(tǒng)中會造成一定的網(wǎng)損和電壓跌落，從而大大降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

其次，電動汽車會影響配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。將電動汽車的充放電設(shè)備接入到配電系統(tǒng)中，不僅會造成配電線路電能損耗，同時還大大增加了變壓器的功率損耗，影響變壓器的使用壽命。根據(jù)相關(guān)的研究顯示，在負(fù)荷總量不變的情況下，負(fù)荷曲線變化程度越小，配電系統(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)損就會越小。如果負(fù)荷曲線出現(xiàn)了較大的波動則會使得網(wǎng)損增大。將電動汽車無序地接入到配電系統(tǒng)中，會使得配電系統(tǒng)出現(xiàn)較大的負(fù)荷變化，進(jìn)而增加了配電系統(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)損。而且，通過調(diào)查顯示，接入了電動汽車充電負(fù)荷的配電系統(tǒng)需要的投資將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過無電動汽車充電負(fù)荷的配電系統(tǒng)。

最后，電動汽車會影響配電系統(tǒng)電能的質(zhì)量。將電動汽車充電接入到配電系統(tǒng)中會對節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生影響，使得節(jié)點(diǎn)電壓出現(xiàn)偏移的現(xiàn)象。而且，電動汽車充電過程中會產(chǎn)生諧波電流，進(jìn)而會影響變壓器的正常運(yùn)行。此外，電動汽車充電時還會影響配電線路的三相平衡，這些都會影響配電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能質(zhì)量。

2 電動汽車與電力系統(tǒng)的交互作用

雖然，電動汽車的使用會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生多方面的影響，但如果能合理使用電動汽車，合理進(jìn)行電動汽車儲能分布，則可以改變電力系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)狀，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此，人們開始進(jìn)行電動汽車和電力系統(tǒng)交互作用的研究，希望可以在滿足電動汽車電能使用的前提下提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

首先，應(yīng)平抑配電系統(tǒng)負(fù)荷曲線。通過上文的介紹我們知道，配電系統(tǒng)負(fù)荷曲線出現(xiàn)較大波動會影響配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而電動汽車的使用會增大配電系統(tǒng)負(fù)荷曲線的波動。因此，必須要采取合理的措施平抑負(fù)荷曲線。有人通過對電動汽車放電功率和可容量的研究，提出了平抑負(fù)荷曲線的調(diào)度模型，希望可以借此調(diào)度模型對電動汽車充電進(jìn)行合理的優(yōu)化，減少負(fù)荷曲線波動。還有人針對電動汽車充電會增加網(wǎng)損的問題進(jìn)行了研究，提出了優(yōu)化電動汽車充電的策略。

其次，應(yīng)降低電動汽車充電網(wǎng)損，改善配電系統(tǒng)電能質(zhì)量。為了降低電動汽車充電產(chǎn)生的配電系統(tǒng)網(wǎng)損，人們提出了基于靈敏度的實(shí)時智能負(fù)荷管理策略，以此來改變電動汽車充電過程。此外，還有人對電動汽車充電導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)電壓問題進(jìn)行了研究，提出了在電動汽車充電設(shè)施中并聯(lián)一個電容器的方法來解決這一問題。

最后，應(yīng)以可再生能源電力為電動汽車驅(qū)動力。采用該種方法一方面可以解決電動汽車用電問題，另一方面也可以降低電動汽車對電力系統(tǒng)的影響。在巴西已經(jīng)有人進(jìn)行了相關(guān)方面的研究，提出了用風(fēng)電作為電動汽車驅(qū)動力的想法，即以風(fēng)能產(chǎn)生電能為電動汽車提供電力。

雖然，現(xiàn)在關(guān)于電動汽車和電力系統(tǒng)交互方面的研究比較多，但據(jù)目前的情況來看，還沒有找到比較合理的交互措施。因此，必須要加大在相關(guān)方面的研究力度。一方面應(yīng)將研究的重點(diǎn)放在優(yōu)化電動汽車充放電調(diào)度方面，另一方面應(yīng)將研究重點(diǎn)放在電動汽車和電力系統(tǒng)信息交互方面，只有實(shí)現(xiàn)信息交互才能真正將電動汽車和電力系統(tǒng)交互使用。進(jìn)行電動汽車和電力系統(tǒng)交互作用的研究具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。對于電動汽車的車主來說，實(shí)現(xiàn)電動汽車和電力系統(tǒng)交互可以降低電動汽車的使用成本。對于電力系統(tǒng)來說，實(shí)現(xiàn)電動汽車和電力系統(tǒng)交互可以減少電動汽車對電力系統(tǒng)造成的負(fù)面影響，更加有助于社會綜合效益的提高。

3 結(jié)語

總之，在當(dāng)前的形式下，進(jìn)行電動汽車研究是符合社會發(fā)展需要的，這對于解決能源問題和環(huán)境污染問題是具有積極作用的。但在進(jìn)行電動汽車研究的過程中，必須要注意到電動汽車對電力系統(tǒng)的影響，加強(qiáng)電動汽車和電力系統(tǒng)之間的交互作用。

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