浅谈电动汽车充放电技术及其对电网的影响

2015-03-26 05:14郭丽雅
中国科技纵横 2015年5期
关键词:电动汽车电网

摘 要】 本文主要阐述了电动汽车充放电技术当中三种不同的电能供给模式,即直流充放电机、交流充放电桩以及电动汽车充放电管理系统这三种电能供给模式的功能和作用。主要是对电动汽车充放电在电能质量、电网负荷、配电网调度和设备、电网规划和交易以及继电保护等方面当中起到的影响进行分析,总结了一些大规模分布式随机冲动技术对于电网所产生的影响,并针对以上问题和内容推出几点意见以供参考。

【关键词】 电动汽车  充放电技术  电网

电动汽车是一种新兴能源的代表,相比那些以燃烧汽油来获取动力的传统汽车而言,电动汽车在节能、环保等多个方面都占据着较为明显的优势。随着我国智能电网建设步伐的加快,我国未来的电动汽车所具有的车载电池必将承载整个只能电网的移动储能单元功能,能够实现在电网的峰荷阶段对电网输送电能资源,而在电网的低谷阶段时,则由电网主动向电动汽车的车载电池进行充电处理,这样才能有效的降低电网峰谷差,从而真正对电网起到补充的作用。

1 电动汽车放电技术

电动汽车放电技术主要是由双向有序电能转换模式以及单向无序电能供给模式组成,通常电动汽车使用单向技术充电时,只能够从电网当中获得电能而不能将所获得的电能再返还给电网。所以就需要采用双向有序的电能转换充电模式,这样就能促使电动汽车车载电池能够真正作为一种移动储电设备来和电网进行双向的电能转换形式[1]。(1)单向无序电能供给模式,这一模式需要将电动汽车当作一种最为普通的用电设备来看待,通常可以采用一种较为成熟的单向变流技术,这种技术能够随时随地的接入电网,并对其进行充电。这种单向无序电能供给模式成为当下电动汽车进行充电时最常见的充电方式。(2)双向有序电能供给模式,这一电能供给模式主要是能够实现电动汽车和电网的能量管理系统之间进行通信联系,同时对其加以控制,并最终在电动汽车以及电网两者之间形成一种能量方面的转换,进行转换的方式主要是以充电或者是放电的形式来实现。

2 电动汽车充放电设备

电动汽车的充放电包含了智能电网和用户之间的双向互动,具体表现在电网的电价、电网的运行状态以及车辆能力状态和计费信息等。随着电动汽车的不断增多,再加上其所具有的分散性特点,导致其由智能电网所进行的双向互动服务系统成为和电动汽车之间进行通信控制,同时实现其充放电操作的的行为,所以,在就应当在智能电网的双向互动服务系统和电动汽车两者之间增加一定的电动汽车充放电管理的系统,并以此来促使电动汽车和电网双方之间的信息交流互动性。同时还需要针对双方的需求来对电动汽车的充放电操作进行优化。

电动汽车的充放电设备主要有(1)交流充放电桩,这主要是为那种带有车载充放电机的小型电动乘用车来进行服务[2]。交流充放电桩主要具有手动设置定电量、时间以及自动充放电等,能够对远程接受的充放电管理系统加以控制,具有较为完善的安全防护功能,这些功能主要包括一些急停开关、输出侧的剩余电流保护以及过流保护等功能。(2)直流充放电机,主要适宜在停车场所建设的集中充放电站,因为部分社会公共服务用车的车载电池容量比较大,所以其所具有的充电功率也相对较大,这就需要使用地面直流充放电机来对其进行充放电的操作设置,主要公共是对电池的类型进行判断,从而获得动力电池的系统参数以及在充电前或者是在充电的过程当中动力电池所具有的参数状态。

3 电动汽车充放电对电网的影响

3.1 随机性的快速充电对电网负荷的影响

一般如果采用100A以上的快熟充电设备来为电动汽车进行充电的话,则单车的快熟充电功率必将在几天之内达到千瓦以上。所以,如果在某一个时间段这种快速充电的行为在多架电动车同时进行的情况下,则必然会对本地的配电网产生较大的功率冲击,从而引起该地区配电网内不局部范围出现严重负荷的情况,这对于电网来说是极为不利的。因此在对电动汽车进行普及的过程当中就必须对电动汽车的使用者加以正确的引导,促使其在充电时间方面进行合理的安排。随着如今储能技术的不断发展,因此可以对储能充电站在低谷阶段所进行的电能储存来为电动汽车提供临时性的电能快速补充,这样就能有效的满足电动汽车在充电方面的需求,同时也能有效的避免因为快速充电而给电网带来的超负荷冲击。

3.2 对电能质量造成一定的影响

由于电动汽车所采用的双向变流充放电的操作,所以很容易产生谐波,以及造成一定的谐波污染,这就给电网带来较为严重的电能质量问题,因此就需要对电动汽车充放电设备的谐波技术指标进行严格的控制,经过总结主要有以下几点(1)需要贯彻和执行与谐波相关的国家标准,以便从整体上来控制供电系统的谐波水平[3]。(2)需要增加换流装置的相数,而换流装置则是谐波的主要源头之一,因此当期脉动数量由6开始增加到12时,则可以大大的降低谐波电流的有效值。(3)曾装武功补偿装置,从而提升系统所具有的谐波承受能力。(4)装配滤波装置,谐波污染可以进行就地治理的方式,在往后的充电站建设当中也可能出现越来越多的绿色充电机,以此来对谐波进行治理。

3.3 对电网的规划造成一定影响

电动汽车真正普及之后往后每天的负荷高峰阶段,电动汽车的车载电池存储能量也将作为分布式的电源来按照需求对配电网进行供电处理。通常会由于电动汽车的数量巨大,同时具有一定的移动性和分散性的特点,因此电动汽车在进行充放电设施方面也将对电网所进行的规划配电容量设置以及配电线路选型等方面产生较为巨大的影响。一些电动汽车所进行的随机性接入电网进行充电将直接影响系统方面的负荷预测,促使其原有的配电系统方面的规划具有严重的不确定性,因此很难真正的确定往后的系统规划目标。所以,配电网规划起来将变得较为困难。

参考文献

[1]李俄收,吴文民.电动汽车蓄电池充电对电力系统的影响及对策[J].华东电力,2010(01).

[2]邵成成,王锡凡,王秀丽.发电成本最小化的电动汽车分布式充放电控制[J].电力自动化设备,2014(11).

[3]陈深,毛晓明,林泽坤.电动汽车对微网优化运行的影响分析[J].电力学报,2014(06).

作者简介:郭丽雅(1985—),女,江苏省昆山市,工作单位:国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,职务:审查员,研究方向:电力系统

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