淺談電動(dòng)汽車充放電技術(shù)及其對(duì)電網(wǎng)的影響

摘 要】 本文主要闡述了電動(dòng)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(dòng)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(duì)電動(dòng)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(dòng)技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響，并針對(duì)以上問(wèn)題和內(nèi)容推出幾點(diǎn)意見(jiàn)以供參考。

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

電動(dòng)汽車是一種新興能源的代表，相比那些以燃燒汽油來(lái)獲取動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車而言，電動(dòng)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(shì)。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，我國(guó)未來(lái)的電動(dòng)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(dòng)儲(chǔ)能單元功能，能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)的峰荷階段對(duì)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(dòng)向電動(dòng)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(duì)電網(wǎng)起到補(bǔ)充的作用。

1 電動(dòng)汽車放電技術(shù)

電動(dòng)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(wú)序電能供給模式組成，通常電動(dòng)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(dòng)汽車車載電池能夠真正作為一種移動(dòng)儲(chǔ)電設(shè)備來(lái)和電網(wǎng)進(jìn)行雙向的電能轉(zhuǎn)換形式[1]。（1）單向無(wú)序電能供給模式，這一模式需要將電動(dòng)汽車當(dāng)作一種最為普通的用電設(shè)備來(lái)看待，通?？梢圆捎靡环N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(duì)其進(jìn)行充電。這種單向無(wú)序電能供給模式成為當(dāng)下電動(dòng)汽車進(jìn)行充電時(shí)最常見(jiàn)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(dòng)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(duì)其加以控制，并最終在電動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 電動(dòng)汽車充放電設(shè)備

電動(dòng)汽車的充放電包含了智能電網(wǎng)和用戶之間的雙向互動(dòng)，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(dòng)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(dòng)服務(wù)系統(tǒng)成為和電動(dòng)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(dòng)服務(wù)系統(tǒng)和電動(dòng)汽車兩者之間增加一定的電動(dòng)汽車充放電管理的系統(tǒng)，并以此來(lái)促使電動(dòng)汽車和電網(wǎng)雙方之間的信息交流互動(dòng)性。同時(shí)還需要針對(duì)雙方的需求來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車的充放電操作進(jìn)行優(yōu)化。

電動(dòng)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(dòng)乘用車來(lái)進(jìn)行服務(wù)[2]。交流充放電樁主要具有手動(dòng)設(shè)置定電量、時(shí)間以及自動(dòng)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(kāi)關(guān)、輸出側(cè)的剩余電流保護(hù)以及過(guò)流保護(hù)等功能。（2）直流充放電機(jī)，主要適宜在停車場(chǎng)所建設(shè)的集中充放電站，因?yàn)椴糠稚鐣?huì)公共服務(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(duì)較大，這就需要使用地面直流充放電機(jī)來(lái)對(duì)其進(jìn)行充放電的操作設(shè)置，主要公共是對(duì)電池的類型進(jìn)行判斷，從而獲得動(dòng)力電池的系統(tǒng)參數(shù)以及在充電前或者是在充電的過(guò)程當(dāng)中動(dòng)力電池所具有的參數(shù)狀態(tài)。

3 電動(dòng)汽車充放電對(duì)電網(wǎng)的影響

3.1 隨機(jī)性的快速充電對(duì)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(lái)為電動(dòng)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(dòng)車同時(shí)進(jìn)行的情況下，則必然會(huì)對(duì)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(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是極為不利的。因此在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行普及的過(guò)程當(dāng)中就必須對(duì)電動(dòng)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(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，因此可以對(duì)儲(chǔ)能充電站在低谷階段所進(jìn)行的電能儲(chǔ)存來(lái)為電動(dòng)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(dòng)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(lái)的超負(fù)荷沖擊。

3.2 對(duì)電能質(zhì)量造成一定的影響

由于電動(dòng)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(lái)較為嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題，因此就需要對(duì)電動(dòng)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(guò)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以便從整體上來(lái)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(dòng)數(shù)量由6開(kāi)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(lái)越多的綠色充電機(jī)，以此來(lái)對(duì)諧波進(jìn)行治理。

3.3 對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃造成一定影響

電動(dòng)汽車真正普及之后往后每天的負(fù)荷高峰階段，電動(dòng)汽車的車載電池存儲(chǔ)能量也將作為分布式的電源來(lái)按照需求對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行供電處理。通常會(huì)由于電動(dòng)汽車的數(shù)量巨大，同時(shí)具有一定的移動(dòng)性和分散性的特點(diǎn)，因此電動(dòng)汽車在進(jìn)行充放電設(shè)施方面也將對(duì)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(dòng)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(cè)，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(lái)將變得較為困難。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：郭麗雅（1985—），女，江蘇省昆山市，工作單位：國(guó)家知識(shí)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)

及其自動(dòng)化。endprint