電動汽車充電負(fù)荷與調(diào)度控制策略

摘要：在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，電動汽車作為一種新型交通工具，在節(jié)能減排、遏制氣候變暖、保證石油供應(yīng)安全中發(fā)揮著重要作用，相比與傳統(tǒng)汽車，電動汽車在環(huán)保方面的優(yōu)勢更為明顯。電動汽車的動力來源是電源，所以必須配備有對應(yīng)的充電措施和充電站，在進(jìn)行電動汽車充電的過程當(dāng)中會對電網(wǎng)的運作造成一些影響，因此需要進(jìn)行調(diào)控來解決這些問題。基于此背景，本文就對電動汽車充電負(fù)荷與調(diào)度控制策略展開分析，可供參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車;充電負(fù)荷;調(diào)度控制;策略

1電動汽車充電對電網(wǎng)的影響分析

1.1充電站對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染

電動汽車在充電的過程當(dāng)中會對電力系統(tǒng)造成諧波污染，所謂諧波污染就是指在電力系統(tǒng)方面，由于靜止汞弧變流器的使用而對電網(wǎng)造成了電壓畸形、電流波形畸形的影響。諧波污染最為突出的影響就是會使得電能的生產(chǎn)效率、傳輸效率都被影響，造成電器設(shè)備較熱，絕緣的部件容易老化，影響整體使用的壽命。而在電動汽車進(jìn)行充電的過程當(dāng)中看，會通過與電網(wǎng)的連接部分注入大量的諧波分量，因此導(dǎo)致各種控制系統(tǒng)數(shù)值檢測出現(xiàn)偏差，降低控制的準(zhǔn)確程度。

1.2影響輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的工作

首先是在輸電網(wǎng)的運行方面，現(xiàn)存的輸電網(wǎng)是否可以維持電動汽車數(shù)量不斷增加，這是個十分關(guān)鍵的問題。電動汽車的數(shù)量增加所帶來的負(fù)擔(dān)之一就是輸電網(wǎng)需要承擔(dān)更多的電能輸送工作，工作量增加會帶來各種連鎖的反映，會為輸電網(wǎng)的工作負(fù)荷造成嚴(yán)重的影響。其次是在配電網(wǎng)的方面，在電動汽車進(jìn)行大規(guī)模的普及之后，就會使得配電系統(tǒng)必須根據(jù)電動汽車分布的具體數(shù)量、范圍進(jìn)行相應(yīng)的改變。電動汽車主要消耗的能源就是電能，因此電網(wǎng)的調(diào)度也成為影響電動汽車發(fā)展的重要因素，所以在未來，輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)及電動汽車三者之間都需要結(jié)合實際的情況進(jìn)行具體的變動。

2充電負(fù)荷模型

基于出行需求確定充電負(fù)荷模型的方法由來已久，在早期的充電負(fù)荷模型研究中，主要通過計算出行時間來判斷不同的時間分布情況，進(jìn)而確定電動汽車的出行時間，確定車輛出行距離平均值，最終獲取完整的時間負(fù)荷情況。在充電負(fù)荷模型分析中，最常見的應(yīng)用方法就是MonteCarlo模型方法，該方法在早期推廣中主要通過假定出行時間的概率分布與平均出行距離進(jìn)行計算，通過相應(yīng)的模擬方法，確定特定的水平誤差，確定不同時間段的沖動覅按負(fù)荷水平。在當(dāng)前開展有關(guān)出行需求的計算方法分析中，部分學(xué)者認(rèn)為電動車輛對傳統(tǒng)車輛的替代使用不會影響用戶出行特征，在立足于該觀點進(jìn)行研究后，就能判斷車輛充電負(fù)荷模型的可行性，該研究結(jié)論已經(jīng)在文獻(xiàn)中得到體現(xiàn)。

3有效調(diào)控電動汽車充電的措施分析

電動汽車充電過程當(dāng)中會造成電網(wǎng)的過度負(fù)荷，而且由于諧波污染等因素使得電網(wǎng)工作的質(zhì)量也受到影響，因此必須進(jìn)行有效的調(diào)控措施促使電動汽車充電工的有效開展。電動汽車在充電的過程當(dāng)中，主要利用充電時間的協(xié)調(diào)以及充電方式朝著科學(xué)有效的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變。電動汽車充電的有效調(diào)控不僅能夠促進(jìn)自身充電工作的開展，同時也能夠促使電網(wǎng)調(diào)度以及整體配電事業(yè)的進(jìn)行，保障社會電力需求能夠得到滿足。

3.1協(xié)調(diào)充電時間

在進(jìn)行電動汽車充電的過程當(dāng)中必須要進(jìn)行合理的充電時間分配，保障充電工作的進(jìn)行。用電量是具有峰值和谷值的，在不同的時間段內(nèi)整體電網(wǎng)的負(fù)載壓力是不同的，舉一個例子，正常的居民用電主要集中在晚間，由于晚間所用到照明用電量大，并且白天居民大部分都在上班或者是上學(xué)，所以晚間就是一個用電的高峰期，如果在這一期間進(jìn)行大規(guī)模的充電工作，那么就會導(dǎo)致在一個時間段內(nèi)的電網(wǎng)負(fù)荷量急劇增加，容易出現(xiàn)各種輸電安全事故。協(xié)調(diào)用電的時間可以通過利用高科技的計量調(diào)度軟件進(jìn)行，從軟件和硬件兩個層面下手，為電動汽車的充電時間安排提供技術(shù)支持。同時還可以利用各種相關(guān)部門出臺的政策支持。例如，在政府的層面可以通過出臺各種相應(yīng)的政策、規(guī)劃以及文件等，指導(dǎo)居民進(jìn)行電動汽車的充電時間劃分。利用調(diào)控手段盡量將電動汽車充電的時間錯開用電高峰期，降低電網(wǎng)運行的壓力，保障社會各個部分有關(guān)電能使用的情況。而且在不同的時間段內(nèi)劃分成對應(yīng)的電價數(shù)值，也能夠有效地促使使用者調(diào)控自身的充電時間。一般來說電動汽車充電的需求主要集中在使用者的下班時間，大概在工作日的18：00到18：30，并且從這一時間段到第二日的清晨，所以避開用電的高峰值就可以將充電時間移動到每日的15：00左右，這樣不僅可以降低電網(wǎng)的壓力，同時也能提升私家車用戶的充電質(zhì)量。針對一些公交電動汽車充電，則可以將時間進(jìn)行參考，并結(jié)合自身線路運營的時間加以具體調(diào)解。電網(wǎng)的運行一旦負(fù)荷過大不僅是對電力系統(tǒng)的損害，同時也會造成充電質(zhì)量下降，所以盡量降低充電高峰期的碰撞，是一種一舉兩得的做法。這種對電動汽車充電的時間進(jìn)行合理調(diào)配的做法也存在有一定的缺陷，例如較為僵硬的改變方式會對工作和生活也帶來一些不便。

3.2智能充電

智能充電是一種針對電動車充電過程中各種充電的時間、空間限制而提出的科學(xué)改良手段。智能充電的開展能在一定程度上利用更加合理的手段對電動汽車的充電工作進(jìn)行調(diào)配控制，所以，也成為未來電動汽車普及后的發(fā)展方向。電動汽車沖電的過程中必須保證對于各項先進(jìn)的技術(shù)手段加以正確應(yīng)用。在進(jìn)行智能充電的調(diào)控管理過程當(dāng)中可以利用有關(guān)GPS、GIS技術(shù)等手段進(jìn)行充電汽車的充電模式構(gòu)建工作。利用GPS技術(shù)，充電汽車也能夠?qū)で蟮阶詈线m的充電站進(jìn)行充電工作。電動汽車在使用的過程當(dāng)中，呈現(xiàn)出一種分散的特點，尤其是私家的電動汽車，使用的范圍較為分散并且覆蓋的面積沒有具體規(guī)則，因此，可以通過AMPL技術(shù)進(jìn)行充電的過程優(yōu)化。這種數(shù)學(xué)建模的原理能夠進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的有效處理并且根據(jù)實際數(shù)值構(gòu)建出較為合理的充電模型體系。在電動汽車進(jìn)行充電的過程當(dāng)中，由于汽車型號不同以及用電需求的差別，因此，會產(chǎn)生不同的充電模式，這也就使得必須根據(jù)具體情況才能夠進(jìn)行分層優(yōu)化模型的建立。利用一個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲端收集各種電動汽車的具體情況，而且利用這一手段為充電工作的開展進(jìn)行一定的指導(dǎo)，提升充電工作的有序性。汽車在進(jìn)行充電的過程當(dāng)中，對其充電功率以及電流信息等進(jìn)行載入與分析，保障汽車充電工作的有效開展。

4結(jié)語

總之，目前由于電動汽車技術(shù)的發(fā)展仍需要不斷進(jìn)步與改善，因此，針對已出現(xiàn)的配電網(wǎng)影響問題需要加以解決，并保障解決過程中結(jié)合實際情況不斷加以改良。

（注：本文為廣西壯族自治區(qū)2020年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目成果，項目名稱：電動汽車對局部配電網(wǎng)架影響研究，項目編號：2020KY33005）

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作者簡介：

董瑞（1986.9.5），性別：男;籍貫：山東;民族：漢;學(xué)歷：碩士研究生;職稱：工程師;職務(wù)：電力系統(tǒng)及其自動化工程師;研究方向：變電設(shè)備運行及維護(hù)。