張柏榮

摘 要：電動汽車具有智能化、高能效、低噪聲、低排放的特征，因此備受市場的關(guān)注。但電動汽車充電卻會直接影響到配電網(wǎng)的負(fù)荷、損耗、電壓等，因此應(yīng)當(dāng)加以重視。對此，本文以10kV配電線路為研究對象，淺析電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響，并在此基礎(chǔ)上，提出行之有效的控制策略。

關(guān)鍵詞：電動汽車；10kV配電線路；影響；控制策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.134

0 引言

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，90%的電動汽車充電行為發(fā)生在夜間的車場或車庫，充電時間為6-8h。據(jù)此，本文主要討論電動汽車常規(guī)充電對配電網(wǎng)的影響，具體以10kV配電線路為研究對象，淺析在電動汽車滲透率下，電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響，其中，同時筆者在此基礎(chǔ)上，提出一種智能充電方法，以減少電動汽車充電度配電網(wǎng)的不利影響。

1 電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響

（1）對負(fù)荷的影響。電動汽車在隨機充電時，線路在電動汽車滲透率下的典型日負(fù)荷曲線主要表現(xiàn)出以下特征：線路的原始負(fù)載率較低，最小值為17.92%，最大值為43.31%；負(fù)荷峰值出現(xiàn)在晚上7：00-9：00，其中晚上10：00-早上7：00的負(fù)荷較低；早上8：00-下午6：00的負(fù)荷趨于平穩(wěn)。綜上，電動汽車充電時，其負(fù)荷將與線路的原始峰荷疊加，并出現(xiàn)新的峰荷；電動汽車滲透率=100%時，線路的最大負(fù)載率為86.62%，而較大的峰谷差將會增加電網(wǎng)的運行成本。

（2）對損耗的影響。電動汽車在隨機充電時，線路全天在電動汽車滲透率下的損耗率分布表現(xiàn)出以下特征：在沒有電動車充電時，線路負(fù)載率的均值較低，此時線路的負(fù)載損耗率也處在較低水平，其中線路負(fù)載損耗率=變壓器銅損耗率+線路損耗率；當(dāng)變壓器的空載損耗率較高時，線路的總損耗率亦會隨之增高；在電動汽車充電時，線路負(fù)載率的增加會使負(fù)載損害率增加及空載損耗率降低；電動汽車滲透率=40%時，線路的負(fù)載損耗率等于變壓器的空載損耗率，此時線路的損耗率處在最低水平，即線路的運行效果最佳；電動汽車滲透率由50%增至100%時，線路負(fù)載損耗在快速增加的同時，其空載損耗率降低，進而增加線路的損耗率，此時線路處在非經(jīng)濟運行階段。

（3）對電壓的影響。線路峰荷時，節(jié)點在電動汽車滲透率下的電壓曲線如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，電動汽車滲透率<30%時，節(jié)點電壓的標(biāo)幺值處在0.930，此時線路供電正常；滲透率>50%時，節(jié)點電壓降低至0.844。另據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，滲透率由20%增至100%時，節(jié)點電壓的越線比例由1.11%增至56.67%，同時最大越線電壓由0.822降至0.844。

綜上，在不同的電動汽車滲透率下，電動汽車充電對配電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在以下方面：線路在低負(fù)載率時，電動汽車充電可以改善線路運行的效率，但過高的電動汽車滲透率會增加變壓器和線路上的電流，進而增加線路負(fù)載損耗，此時線路在非經(jīng)濟區(qū)間運行；當(dāng)電動汽車滲透率偏高時，電動汽車充電會引起末端節(jié)點電壓下降，此時電網(wǎng)的正常供電受到影響；在電動汽車滲透率不斷增加的同時，電動汽車無節(jié)制的充電將會威脅到配電網(wǎng)的正常運行，應(yīng)設(shè)法加以控制。

2 電動汽車充電的控制策略

在電動汽車滲透率偏高的環(huán)境下，電動汽車無節(jié)制的充電會威脅到配電網(wǎng)的正常運行，應(yīng)當(dāng)加以控制。對此，有研究人員提出一種智能充電方法，以控制電動汽車充電對配電網(wǎng)的不利影響。智能充電指的是在電動汽車正常充電的條件下，采用最優(yōu)算法（多時段的總損耗與電壓越界的總和最小）求解在各個時段內(nèi)電動汽車可充電的功率，以實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷穩(wěn)定化、電網(wǎng)損耗最低化和電壓質(zhì)量最高的目的。本案采用的智能充電方法主要根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)（24h），以離線方式優(yōu)化電動汽車的充電負(fù)荷。智能充電方法的實現(xiàn)主要包括以下四大步驟：

（1）由調(diào)度中心完成短期負(fù)荷預(yù)測（24h）。

（2）車主把充電計劃、行程安排和參與調(diào)度與否等信息告知服務(wù)商→信息經(jīng)服務(wù)商匯總上報到調(diào)度中心→調(diào)度中心再以上報數(shù)據(jù)為依據(jù)對電動汽車未來24h的充電負(fù)荷進行預(yù)測及對短期負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果進行調(diào)整。如此一來，不僅可以規(guī)范電動汽車無序的充電行為，亦可取得較好的經(jīng)濟效益。

（3）在電動汽車正常充電的條件下，以短期負(fù)荷的預(yù)測結(jié)果為依據(jù)，優(yōu)化計算智能充電，由此求得在不同時段內(nèi)電動汽車充電功率的優(yōu)化值。

（4）調(diào)度中心把不同時段的電價、電動汽車充電功率的優(yōu)化值等數(shù)據(jù)傳給服務(wù)商，由服務(wù)商對轄區(qū)的電動汽車進行充電調(diào)度安排，以引導(dǎo)車主調(diào)整充電計劃，進而實現(xiàn)充電最優(yōu)化。

綜上，電動汽車車主根據(jù)服務(wù)商下發(fā)的調(diào)度指令調(diào)整充電計劃是需求響應(yīng)的過程，其中電動汽車車主、服務(wù)商、調(diào)度中心之間主要利用高級計量體系實現(xiàn)雙向通信。

3 結(jié)語

綜上所述，智能充電方法不僅可以減少電動汽車充電對配電網(wǎng)的不利影響，亦可通過引導(dǎo)車主調(diào)整充電計劃來實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)之間的互利共贏。此外，智能配電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)有助于優(yōu)化電動汽車充電和提供優(yōu)質(zhì)的入網(wǎng)服務(wù)，進而為電動汽車的發(fā)展提供有利條件。

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