智能电网与电动汽车

胡春玲 胡云峰

摘 要：为什么我国要大力要发展电动汽车？随着电动汽车在我国的不断发展和数目的不断壮大，它在使用过程中涉及到的车载电池的充放电问题将会直接影响到智能电网的安全。它们之间关系如何？如何协调电动汽车充放电和智能电网之间的关系？使智能电网更好的服务于我们的生活？

关键词：电动汽车；智能電网；充放电

现如今，随着人们生活水平的逐渐提高，汽车作为出行工具，已经遍布各家各户。汽车的普及给生产和生活带来了前所未有的便利。但是，由于我国人口众多，相对来说，汽车的数目也就非常庞大，据不完全统计，截止2018年6月底，我国机动车保有量达3.19亿辆，而且2018年以来，保有量月均增加166万辆，保持持续快速的增长，目前，全国58个城市汽车的保有量超过百万量，7个城市达300万辆以上，按照如此的发展趋势，到2022年国内汽油的需求量将增长至20810万吨，按照每升汽油产生10立方米的废气计算，20810万吨的汽油将会带给我们多少的废气？！废气的成分约有150多种，直接的后果，就是造成了温室效应，以及恶劣天气的频繁发生，以致于我国10月份以后，很多城市PM2.5频频爆表。

为了有效解决这些问题，国家也先后采取了很多有效的措施，例如燃气汽车运行，一些一线城市限号运行等等，但也没有解决基本的问题。这几年，国家为了根本解决这个问题，在大力的倡导使用电动汽车，并且在汽车的购买上给予了很大的补贴。电动汽车顾名思义，就是以电为主要动力来源，而电的主要来源则为电池，电池的容量及品质直接关系到汽车的使用寿命及行车里程。电动汽车的电池一般由两种，一种是蓄电池，还有一种是燃料电池。一般利用蓄电池的电车我们称为纯电动车，利用燃料电池的电车称为燃料电池电动车。纯电动车是我们未来的发展方向，但是由于技术的原因，电动汽车目前存在续航时间短、充电难、成本高的问题，现在这种电动汽车，还不能作为主力车型；目前，应用较广的电动汽车是混合动力汽车，在低速、启动的过程中，蓄电池起主要作用，在全负荷加速的过程中，蓄电池起辅助作用，制动过程中，蓄电池起储存能量的作用。

智能电网具有坚强的网架结构，同时具备各类电源接入、送出的适应能力，大范围资源优化配置能力和用户多样化能力，以实现安全、可靠、优质高效、清洁的电力供应，随着智能电网的飞速发展及电动汽车保有量得大幅度提高，未来电动汽车的车载电池将作为智能电网的移动存储单元。一方面，在电网波峰及波谷的时候，通过智能电网和电动汽车车载电池的互相传输，调整电网的平衡，降低传统备用发电容量，提高电网的利用效率；另一方面，在微电网中，电动汽车在可再生能源发电功率较大而电网负荷较低的时候可以吸收电能，在可再生能源发电功率较低而电网负荷较高时释放电能，辅助电网有效接纳波动性可再生能源发电容量，使再生能源得到充分的利用，减少石化能源发电带来的环保问题。同时，通过分时电价等政策的实行，电动汽车用户能够在不影响电动汽车使用的前提下，通过高峰时段较高电价时放电，低谷时段较低电价时对电动汽车充电获得直接的经济效益。美国、德国等发达国家已经在进行V2G的相关研究，旨在实现智能电网和电动汽车之间的能源互动。

电动汽车的发展过程中，虽然国家在大力的提倡，但是现在还没有普及，其主要原因，虽然有车载电池的问题，但更多的是因为充电设施没有配套，阻碍了推广的进度。

随着电动汽车的推广应用，充电桩的问题凸显出来，人们对于电动汽车和充电桩的认识也不在仅仅局限于代步工具和“加油站”，而是希望开拓更广泛的应用。

目前，我国电动汽车的充电设备主要由多台直流充放电机构成的集中充电站，及广泛分布在各类停车场的交流充电桩构成。2014年底开始，我们国家有计划地出台了一系列促进充电基础设施建设的政策规划，推动了各地投资充电桩、充电站的热潮。截止到2017年4月底，全国充电桩保有量约为36.6万个。其中，北京市充电桩的保有量居第一，约为7.4万个；其次是上海市，约为6万个；广东省位居第三，约为4.4万个。随着充放电设施规模的逐步增多，其对电网也将产生一系列的影响：

（1）对电能质量的影响。由于电网和车载电池之间充放电为双向变流操作，不可避免的会产生谐波等影响，给电网带来电能质量的问题。

（2）临时性快速充电对电网负荷带来冲击。由于未来电动汽车规模化应用后电池的容量较大，达到数十千瓦时，如果采用快速充电的方式对电动汽车进行临时充电，单车快速充电功率将达到数百千瓦以上的等级，类似的这种大量充电的方式将对当地的配电网造成极大的功率冲击。

（3）对电网规划的影响。由于充放电设施是与配电网相连的，通过智能的充放电操作在配电网侧显著平抑频率波动、电网负荷，将极大地降低电网调峰及调频的需求，降低电网负荷率、降低电网的峰谷差，降低电网备用发电容量的需求，可以有效的改变电网的运行方式，在电网的规划中要充分考虑这些因素带来的影响。

（3）对配电网的影响。由于车载电池和电网之间在电网负荷变化大的时候采用的双向互动的服务，由于电动汽车数量巨大，并且具有移动性和分散性的特点，因此，这些充放电设施对配电网规划中的配电容量设置、继电保护设置、配电线路的选型将产生巨大的影响。

通过加快坚强智能电网的建设，能够有效满足电动汽车等新型电力用户的电力服务要求。同时通过电动汽车充放电配套的基础设施网络建设，可以满足电动汽车行业发展和广大消费者对于出行的需要，从而更加完善坚强智能电网，最终实现电动汽车与智能电网的高效互动，解决能源安全与环保问题。

参考文献

[1] 胡泽春.电动汽车接入电网的影响与利用[J].中国电机工程学报，2012（03）.

[2] 张立国.国内电动汽车发展综述[J].汽车工业研究，2006 （12）.

[3] 杨利水.智能电网基本知识[M].中国电力出版社.