淺談充電樁充電對(duì)電網(wǎng)和電能計(jì)量的影響

田璐璐

麗水正好電力實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 浙江麗水 323000

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的逐漸推進(jìn)，充電樁遍布城市公共建筑和居民小區(qū)的各個(gè)角落，為人們的日常生活帶來(lái)了便利。但是，從某種角度來(lái)說(shuō)，充電樁其實(shí)也是一把雙刃劍，會(huì)直接影響到電網(wǎng)電壓和電流諧波，干擾電能計(jì)量和電網(wǎng)運(yùn)行。因此，相關(guān)部門必須充分意識(shí)到充電樁充電對(duì)于電網(wǎng)安全性以及可靠性帶來(lái)的負(fù)面影響，并針對(duì)有關(guān)問題制定有針對(duì)性的優(yōu)化方案，既要加大充電樁的推廣力度，也要降低充電樁對(duì)電網(wǎng)發(fā)展造成的負(fù)面干擾。

1 充電樁充電對(duì)電網(wǎng)的影響

直流充電樁和交流直流一體充電樁是現(xiàn)階段城市中比較常規(guī)的充電樁，這兩種充電樁都充分融合了復(fù)合曲線和低等級(jí)電壓區(qū)域電網(wǎng)模型。所以，當(dāng)充電樁大量接入電網(wǎng)充電時(shí)，可以清晰分辨出不同季節(jié)以及不同充電接入比例對(duì)于低等級(jí)電壓電網(wǎng)的影響。具體來(lái)說(shuō)，季節(jié)因素和充電接入比例因素都會(huì)造成不同程度的電壓損失和功率損失。但是，通過相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在非協(xié)調(diào)充電的基準(zhǔn)下，夜間電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)呈現(xiàn)的充電樁充電量整體偏高，且極大程度上增加了電網(wǎng)的負(fù)荷量，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行中的電壓偏差大幅度增加，提高了電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗，降低了電力資源的利用率[1]?？陀^來(lái)說(shuō)，充電樁充電不僅降低了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，而且對(duì)電網(wǎng)的輸電效率造成了負(fù)面干擾。為克服這一問題，相關(guān)部門提出了協(xié)調(diào)充電的用電構(gòu)想。直觀來(lái)說(shuō)，也就是采取措施盡可能降低備用發(fā)電站的起停頻數(shù)，削減電力資源的調(diào)度次數(shù)。比如說(shuō)，可以在電網(wǎng)負(fù)荷較輕的時(shí)刻選擇充電樁充電，直線對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷低谷的有效平衡，提高電力資源的利用效率。與此同時(shí)，隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，越來(lái)越多的充電樁被接入城市電網(wǎng)，密布在城市的各個(gè)角落，直接改變了城市的用電高峰。結(jié)合現(xiàn)階段的城市充電樁作用發(fā)揮情況來(lái)說(shuō)，若不能采取有效的措施控制電網(wǎng)峰谷差，電網(wǎng)的損耗將會(huì)持續(xù)增加，輕則影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，重則危及城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。顯而易見，傳統(tǒng)的負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)已經(jīng)很難滿足當(dāng)今時(shí)期電力用戶的基本需求，且系統(tǒng)調(diào)度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較繁瑣，所以電力調(diào)度部門應(yīng)該致力于電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升，高度重視電氣設(shè)備的升級(jí)改造，合理設(shè)置變量域度，確保即使系統(tǒng)出現(xiàn)電力負(fù)荷增加的情況也不會(huì)立即過載。最后，電力部門應(yīng)該協(xié)調(diào)地方政府部門加強(qiáng)對(duì)充電樁錯(cuò)峰用電的宣傳，提倡廣大用戶自覺避讓用電高峰。

2 充電樁充電對(duì)電能計(jì)量的影響

我國(guó)傳統(tǒng)電能計(jì)量模式是通過應(yīng)用功率較低的單項(xiàng)計(jì)量電表進(jìn)行一戶一表的計(jì)量方式，然而由于受到充電位置、充電功率等不確定性因素的影響，在充電樁接入電網(wǎng)后，往往需要通過重新安裝電能計(jì)量設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電能計(jì)量工作，除此之外，伴隨著智能電網(wǎng)工程的逐漸深化，充電樁的介入將會(huì)形成V2G模式，并且使城市配電網(wǎng)的諸多線路成為雙向的，因此需要隨之將電能計(jì)量模式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。在利用充電樁充電的過程中，在將會(huì)形成諧波，從而對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，對(duì)供電安全產(chǎn)生影響，因此在針對(duì)進(jìn)行充電樁安裝的電能計(jì)量設(shè)備選擇安裝過程中，還需要選用在具有直流電能計(jì)量和寬幅在計(jì)量功能的基礎(chǔ)上，具有脅迫檢測(cè)消除功能。另外在充電樁的充電過程中，必須要設(shè)置有快充、慢充等供電模式檔位，以應(yīng)對(duì)不同情況下的不同需求，然而在進(jìn)行不同檔位充電模式的轉(zhuǎn)化時(shí)，需要考慮容量冗余、削峰填谷等情況，由此可知，充電樁充電對(duì)電能計(jì)量將會(huì)產(chǎn)生重大的影響。

2.1 諧波對(duì)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

充電樁充電將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的斜坡和溶性負(fù)荷性質(zhì)，因此其對(duì)電能計(jì)量裝置的性能也提出了更高的要求，通過對(duì)全電子式電能表計(jì)量，所涉及的輸入電能、測(cè)量單元與輸出部分的相應(yīng)流程分析，我們可以發(fā)現(xiàn)在電能計(jì)量的相應(yīng)過程中，誤差主要產(chǎn)生于輸出部分，這是因?yàn)樵谌娮邮诫娔鼙淼墓ぷ鬟^程中，需要依靠機(jī)波信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息變送，在此過程中，如果電壓或電流中的任何一個(gè)波形發(fā)生改變，則磁通井將不能結(jié)合其變化來(lái)產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的線性變化，從而產(chǎn)生一定程度的誤差，無(wú)法保證其計(jì)量精度，因此為減小計(jì)量誤差，應(yīng)選擇全波電能表[2]。

2.2 沖擊負(fù)荷對(duì)電能計(jì)量的影響

在測(cè)量實(shí)踐過程中，數(shù)據(jù)顯示充電中快充的同時(shí)將會(huì)對(duì)所在電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊性負(fù)荷，然而沖擊性負(fù)荷將會(huì)在電網(wǎng)中加重波形的變形，使其產(chǎn)生無(wú)規(guī)律變化，改變其波形、相位、頻率等，除此之外，當(dāng)功率變化速度不斷加快時(shí)，電力系統(tǒng)的電壓將會(huì)產(chǎn)生閃變現(xiàn)象，進(jìn)而造成電壓波形的凸起或凹陷，這在一定程度上將增大劑量難度，并且產(chǎn)生較大的計(jì)量誤差[3]。

2.3 對(duì)電能表寬負(fù)載計(jì)量能力的影響

當(dāng)使用充電樁進(jìn)行快速充電時(shí)，負(fù)載電流最高達(dá)到600安培，而進(jìn)行慢速充電時(shí)明顯不會(huì)形成如此大的負(fù)載電流。所以，不難發(fā)現(xiàn)，充電中充電進(jìn)行電能計(jì)量的電能表計(jì)量范圍遠(yuǎn)高于正常值。所以，相關(guān)技術(shù)人員曾試圖采用并聯(lián)均流方法來(lái)規(guī)避這一問題，但是由于該方法對(duì)技術(shù)要求較高，現(xiàn)有技術(shù)水平還很難徹底消除對(duì)電能表寬負(fù)載接量能力的影響[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，充電樁已經(jīng)成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，滲透在人們的日常生活中。因此，用電部門應(yīng)該高度重視充電樁對(duì)電量和電能計(jì)量的影響，制定有針對(duì)性的舉措來(lái)盡可能避免對(duì)電量和電能計(jì)算的負(fù)面影響，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)計(jì)量的公平性與可靠性，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)。