規(guī)?；妱悠嚦潆妼﹄娏ο到y(tǒng)的影響

徐文邦

摘要：汽車作為一種代步工具，在汽車為人們提供便利的同時，它也給環(huán)境帶來了一定的危害，汽車回想空氣中排放大量的尾氣，進(jìn)而污染環(huán)境，威脅到人類的生存。在此種環(huán)境下，人們開發(fā)嚴(yán)重了一種新的代步工具——電動汽車。電動汽車的驅(qū)動能源是電能，具有清潔、高效率的優(yōu)點，可以有效地降低尾氣的排放，有著顯著的節(jié)能減排效果。隨著電動汽車的發(fā)展，尤其是規(guī)?；妱悠嚨陌l(fā)展，電動汽車充電問題也暴露了出來。本文對規(guī)模化電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：規(guī)模化;電動汽車;充電;電力系統(tǒng);影響

引言：規(guī)?；妱悠嚦潆妼﹄娏ο到y(tǒng)的影響，主要體現(xiàn)在用電平衡、電能質(zhì)量及諧波這幾方面。提出了降低電動汽車對電力系統(tǒng)影響的應(yīng)對措施：加強對電動汽車充放電技術(shù)的研究，采用電池租賃的運營模式，建立分時充電電價，有效干預(yù)諧波現(xiàn)象?？梢越柚绷麟娀蛐铍姵氐碾娏M(jìn)行充電，這種充電方式不僅耗費成本小，還不會對環(huán)境造成太大污染，經(jīng)濟實惠與環(huán)保效益兼得。

1新能源汽車興起的背景

1.1全球石油價格上漲

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)石油資源的儲備非常緊缺，能源稀缺問題十分嚴(yán)重，石油價格漲勢明顯。而汽車的主要燃料就是石油，所以現(xiàn)階段的實際狀況對于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特別不利，發(fā)展電動汽車勢在必行。不少汽車制造商開始將視線轉(zhuǎn)移到發(fā)展新能源汽車上，并進(jìn)行大力推廣。各國也給予了一定的扶持政策，如推行相關(guān)優(yōu)惠政策，對于購買和銷售新能源汽車的人群給予一定的政府補貼。目前，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具備較好的良機。

1.2有些國家的石油儲存量低下

有些汽車消費大國的石油自給率水平原本就不高，而且石油的貯存量也在逐漸變少，所以只能減少汽車對于石油的依賴。從經(jīng)濟等各個角度出發(fā)，都必須支持發(fā)展新能源汽車，真正降低汽車對于石油的依賴，這也是當(dāng)前國際能源形勢下的必然選擇。

1.3汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸嚴(yán)格

以石油為主要燃料的汽車，它們排放出來的尾氣會嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量，是主要的空氣污染物。面對汽車尾氣污染空氣環(huán)境這一問題，各國也制定了相當(dāng)嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有開發(fā)和使用新能源汽車才可以從根本上解決問題。

2規(guī)?；妱悠嚦潆妼﹄娏ο到y(tǒng)的影響

有關(guān)動力電池的技術(shù)正在不斷發(fā)展，這為電動汽車的研發(fā)提供了有效的技術(shù)支撐，電動汽車也因此開始逐漸走向市場。在國外，混合型動力電動汽車已經(jīng)被廣泛投放于市場，受到了人們的喜愛，消費者認(rèn)為混合動力電動汽車是在較長時間內(nèi)最具可行性的新能源汽車。根據(jù)當(dāng)前的市場化銷售分析，未來會有更多的新能源汽車被投放到市場，其主要動力來源就是電能，所以規(guī)?；某潆娯?fù)荷會對配電網(wǎng)造成較大影響。

2.1影響電力的用電平衡

電網(wǎng)存在地域性的分配限制，當(dāng)電動汽車進(jìn)行大規(guī)模充電時，就會對配電網(wǎng)造成很大的用電負(fù)荷，從而影響配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在大量汽車集中式充電時，必須要重視電網(wǎng)的用電穩(wěn)定性和平衡問題。針對這一現(xiàn)象，可以統(tǒng)一協(xié)調(diào)電動汽車充電問題，要對需要充電的電動汽車數(shù)量采取一定的干預(yù)措施，以免出現(xiàn)變壓器負(fù)荷過載、線路故障等問題，確保配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2影響電能質(zhì)量

電動汽車集中充電的數(shù)量和接入充電時的不同水平都會對配電網(wǎng)電壓造成影響和波動，電壓若是有了波動，就會造成電流不穩(wěn)定。當(dāng)電壓過低時，電網(wǎng)的有功功率和無功功率都會變大，從而加大成本。當(dāng)充電樁接入配電網(wǎng)時，要使電動汽車有序充電，特別是在高峰期時，更要避免大量汽車同時充電，否則會給電力系統(tǒng)造成很大負(fù)擔(dān)，會使片區(qū)配電網(wǎng)超負(fù)荷運載，嚴(yán)重影響用戶用電質(zhì)量和穩(wěn)定性。由于每個用戶用車的隨機性太強，所以充電時間沒辦法統(tǒng)一，這也是造成用電負(fù)荷不確定性的主要因素。如果很多電動汽車同時接入電網(wǎng)充電，就很容易超過電網(wǎng)的最大負(fù)荷，電網(wǎng)峰谷差率一旦加大，就會導(dǎo)致電網(wǎng)運行的效率低下、發(fā)電成本過高、區(qū)域用電緊張、配電設(shè)施負(fù)擔(dān)過重、配電網(wǎng)運行和管理難度增加。

2.3形成諧波影響

大規(guī)模電動汽車同時充電，負(fù)荷承載過多的用電端容易出現(xiàn)諧波影響。諧波不僅會對電網(wǎng)內(nèi)潮流的計算造成一定影響，加大電網(wǎng)消耗量，還會對高壓設(shè)施造成一些額外損耗。諧波對于通信線路的影響主要可以分為靜電感應(yīng)影響和電磁干擾影響。若是不對稱的電路，需要分析兩種情況。若是對稱線路，則只需要分析高次諧波的靜電感應(yīng)效應(yīng)。從諧波造成的不良影響可看出，充電樁帶來的動態(tài)污染和用電端導(dǎo)致的電網(wǎng)污染都會對整個配電網(wǎng)安全和穩(wěn)定運行造成一定影響。

3降低對電力系統(tǒng)影響的應(yīng)對措施

3.1加強對電動汽車充放電技術(shù)的研究

可以通過加強相關(guān)技術(shù)研究和采取強化智能控制手段來對電動汽車充電進(jìn)行有效調(diào)整，并對充電設(shè)施進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，以提升電力系統(tǒng)運行管理的安全穩(wěn)定性。

3.2采用電池租賃的運營模式

電動汽車的應(yīng)用普遍集中在公共交通工具上，這為通過改變商業(yè)運營模式而有效調(diào)整電動汽車的充電規(guī)律提供了可能性。電動公共交通工具通常都具有一定的運行規(guī)律，因此可利用電池租賃的模式。如通過換電池方式取代充電，不僅可節(jié)省充電時間，提升運行效率，還能在負(fù)荷低谷時進(jìn)行大規(guī)模充電，有效改善用電負(fù)荷曲線，大幅提升配電系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。

3.3建立分時充電電價

需對不同時間段用電價格作出相應(yīng)調(diào)整，通過價格引導(dǎo)和干預(yù)用戶充電行為來避免用戶進(jìn)行無序充電，使充電更具規(guī)律性，從而減少充電對配電網(wǎng)的不利影響，用戶可結(jié)合自身實際需要來選擇充電方式。為了減少用戶隨意自主式的充電對配電網(wǎng)造成沖擊和影響，可以合理引導(dǎo)用戶避開用電高峰期，在負(fù)荷低谷時充電，錯開高峰負(fù)荷?？梢越⒎謺r段充電的電價，通過電價差異避免汽車充電造成配電網(wǎng)不穩(wěn)定性。

3.4有效干預(yù)諧波現(xiàn)象

針對上述諧波污染現(xiàn)象，分析總結(jié)出如下舉措：①嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)定的有關(guān)諧波的各項標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上對諧波水平進(jìn)行干預(yù)和控制。②在導(dǎo)致諧波的諸多因素中，換流裝置是其主要因素之一。加大換流裝置的相數(shù)，將脈動數(shù)從6增加到12，以降低諧波電流有效值。③通過優(yōu)化無功補償裝置來增強配電網(wǎng)對諧波的承受能力。④增設(shè)濾波裝置，通過就地治理的手段直接在充電站開展治理諧波工作。未來，在充電站中建設(shè)綠色充電機或許會成為一種發(fā)展趨勢，這種案例也會越來越多。借助綠色充電機能幫助電動汽車在充電的同時抑制諧波的產(chǎn)生。以武漢某電動汽車運營公司為例，該公司建設(shè)了綠色充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要通過集中充電的方式進(jìn)行工作。充電模塊主要由功率因素校正、直流轉(zhuǎn)直流（DC/DC）兩大功能電路組成。綠色充電系統(tǒng)采取了電流平均值控制法，是利用較高功率因數(shù)的Boost單相功率因數(shù)來校正電路，這樣能夠有效提升功率，使功率因數(shù)高于0.92，使諧波畸變率低于5%。

結(jié)束語

在環(huán)境污染嚴(yán)重、能源危機巨大的形勢下，電動汽車的推廣和使用體現(xiàn)出了重要的意義和價值，但因此造成的配電系統(tǒng)運行不平衡等問題也引起了高度重視。政府部門和技術(shù)部門會共同采取有效措施，使這一問題得到合理解決。對于純電動汽車的充電問題可以借助直流電或蓄電池的電力進(jìn)行充電，這種充電方式不僅耗費成本小，還不會對環(huán)境造成太大污染，經(jīng)濟實惠與環(huán)保效益兼得。對于充電站、直流機及充電樁的建設(shè)應(yīng)結(jié)合車輛行駛軌跡設(shè)在停車場、小區(qū)、超市等人口流動密集的地方，這樣能夠充分發(fā)揮土地資源的作用，提高社會效益。

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