电动汽车对电力系统的影响以及应对措施

陈建峰

摘 要：电动汽具有尾气“零排放”，能源来源多样化等优势，是解决能源危机和环境污染的有效措施，具有广阔的发展前景。本文对电动汽车充电对电力系统的影响机理进行了分析研究，并提出了若干应对措施。

关键词：电动汽车；电力系统；影响；应对措施

引言：目前，化石能源的需求量和消耗量日益增大，世界各国都面临着严峻的能源短缺和环境污染的双重难题。以电能作为主要驱动力的电动汽车具有尾气“零排放”，能源来源多样化等优势，是解决能源危机和环境污染的有效措施，得到了世界各国的广泛关注，是未来汽车工业的发展方向。但是，當电动汽车发展到一定规模的时候，会给电力系统带来不良的影响，威胁电力系统的安全稳定运行。因此，研究电动汽车充电对电力系统的影响，并提出相应的应对措施具有重要的意义。

一、电动汽车发展概述

电动汽车按照使用方式主要分为公共交通车、普通乘用车和微型乘用车[1]。当今电动汽车行业还处于发展阶段，对电动汽车的应用还不够成熟。电动汽车充电问题是限制电动汽车发展的瓶颈之一，充电基础设施不足以及充电效率低下都限制了电动汽车的普及。随着电动汽车的不断普及，大规模无序充电会给电力系统带来巨大冲击，严重威胁电力系统的安全运行，严重限制了电动汽车的发展。

二、电动汽车充电对电力系统的影响

（一）充电负荷对电力系统的影响。当电动汽车数量达到一定规模时，对电力系统来说，电动汽车的充电行为相当于一个巨大的用电负荷，并且具有一定的间歇性和随机性，对电力系统的影响有：

（1） 对配电系统安全与可靠性的影响。在电力系统负荷高峰期充电，尤其是采用快充方式会引起变压器过载，并且显著增加配电系统的功率损耗和电压偏移。负荷高峰期是，大量电动汽车无序充电会给配电系统的安全稳定运行带来巨大的威胁；（2）对配电系统投资成本的影响。研究表明，如果负荷高峰期时对电动汽车进行充电，会显著增加配电系统的建设成本，相比于没有电动汽车接入时增加约20%，在负荷密度高的地区投资更高。而考虑电动汽车在非高峰时段充电，配电系统增加的投资成本会显著减少。（3）对电能质量的影响。电动汽车接入电力系统增加的负荷不仅会导致变压器的温度升高，并且电动汽车上的电力电子装置会产生更多的谐波。研究结果表明在常规充电模式下，造成的谐波复燃和电压偏移相对较低；在快充模式下，将会使电压降及网损增加，在高峰时充电式将造成变压器过载。

（二）不同充电模式对电力系统的影响。（1）无序充电方式。随着电动汽车的保有量持续增加，电动汽车的无序充电负荷会越来越大。基于某省电力系统的研究表明，电动汽车无序充电会明显降低电力系统的负荷利用小时数，降低系统运行效率。大量电动汽车的随意充电会对配电网线路产生巨大的冲击，线路的负载率会增加70%～83%，极大减低配电线路的供电可靠性。（2）有序充电。大规模车载电池可以当做智能电网的移动存储单元，在电力系统低谷负荷时充电，在电力系统高峰负荷时放电，起到调峰填谷的作用。在可再生能源发电比重较高的微网系统中，电动汽车车载电池能够平衡电力系统负荷状态和可再生能源产生的发电波动性，帮助可再生能源更好的融入电力系统。

三、降低电动汽车对电力系统影响的应对措施

（1）加大对电动汽车充放电的研究。加大对电动汽车充放电策略、充电设施规划、电力系统智能控制等内容的研究投入，分析电动汽车充放电对电力系统的影响机理，提出最优的充放电策略，减少对电力系统安全稳定运行的影响。（2）采用电池租赁的商业运营模式。电动公交等公共交通工具不仅能够实现集中管理，而且具有明显的运行规律，便于采用基于电池租赁的商业运营模式[2]。以更换电池的方式代替直接充电，不但能够有效提高公共交通的运行效率，而且在电网负荷低谷期集中充电，能够有效改善负荷曲线，提高电力系统的运行经济性，而且能够实现整体运行利益最大化。（3）建立分时充电电价。电动汽车个人用户主要根据自身需求采用无序充电的方式。为了降低自主式随意充电对电力系统的冲击影响，合理引导用户在低谷负荷时充电，躲避电网高峰负荷，可以建立分时充电电价。高峰负荷时电价较高，低谷负荷时电价较低，利用充电电价的差异引导用户，减少对电动汽车充电对系统的冲击影响。

四、结束语

电动汽车是解决能源危机和环境污染的有效措施。但是，各国对电动汽车的研究大多集中在电池技术、整车技术等，砸电动汽车对电力系统的影响方面的研究还不是很多。本文对电动汽车充电对电力系统的影响机理进行了分析研究，并提出了若干措施减少充电行为对电力系统的影响。

参考文献：

[1] 李兴虎. 电动汽车概论[M]. 北京理工大学出版社. 2005：5-9.

[2] 任玉珑，史乐峰，张谦， 等. 电动汽车充电站最优分布和规模研究 [J]. 电力系统自动化， 2011， 35（14）：53-57.