電動汽車影響配電網(wǎng)的關鍵因素分析

電動汽車影響配電網(wǎng)的關鍵因素分析

（1）電動汽車類型。按驅動形式分為純電動（EV）、混合動力（HEV）、插電式混動（PHEV）；按車型分為乘用車和商用車。公交車采用慢充和換電形式；出租車采用快充或換電形式；私家車多采用慢充方式，不同車型的充電負荷不盡相同。(2）電池充電曲線。電池容量、類型、荷點狀態(tài)均會對接入電網(wǎng)造成影響。目前主要電池類型為：鉛酸、鋰電、鎳氫、磷酸鐵鋰等，它們有著不同的充電特性曲線，就對比試驗結果看，鋰電池綜合性能最為優(yōu)異。(3）充電時段選擇。電動汽車充電設備數(shù)量與接入網(wǎng)功率負荷呈正比例相關性，不同充電時段選擇會對接入網(wǎng)的峰谷特性產(chǎn)生影響，如果能實現(xiàn)削峰填谷是最理想的狀態(tài)，非峰荷時段的充電會平抑對電網(wǎng)的沖擊。2.電動汽車對輸入網(wǎng)絡電源的影響2.1電動汽車充電壓器對輸入網(wǎng)絡的影響2.1.1饋線末端節(jié)點配變配電網(wǎng)接入容量仿真分析配電變壓器容量直接決定了可接入的電動汽車數(shù)量，對電動汽車充電規(guī)律的模擬仿真應區(qū)分階梯電價與非階梯電價區(qū)域。影響電動汽車充電的用戶行為有日均行駛里程、駛出與駛入時間等?；陴伨€末端節(jié)點配變短時過負載與滿載運行規(guī)律，分析充電電動汽車接入容量變化規(guī)律，不同約束下的仿真結果表明：單臺電動汽車以單相充電模式接入配電網(wǎng)的電流為16A，充電功率3.3kW；隨著電動汽車接入數(shù)量的增加，配電網(wǎng)接入負荷同步增加。這種情況下實施電價約束，無法改變電動汽車接入數(shù)量與負荷容量的線性關系，增長趨勢未發(fā)生改變，無分時電價增長率小于有分時電價情況。電動汽車在配電網(wǎng)中的接入量要受配電網(wǎng)容量的限制，否則存在超出配電容量的風險。2.1.2電動汽車負荷仿真結果在有無階梯電價兩種情況下，以40Ah電動汽車為分析對象，對饋線末端的配變負荷進行仿真。結果表明：電動汽車的接入加大了配電網(wǎng)的峰谷差，負荷峰值發(fā)生偏移。當電動汽車負荷占比提高時，負荷曲線變會出現(xiàn)時間上的偏移；當負荷占比超過日均負荷一半時，無論有無階梯電價，負荷曲線都會受到電動汽車充電負荷影響。2.1.3無分時電價模式下接入點電壓在有功功率足夠時，電網(wǎng)系統(tǒng)電壓維持穩(wěn)定，充電電動汽車會對接入點附近供電電壓造成影響，但并不會影響其他負荷，接入點電壓基本維持穩(wěn)定。當電網(wǎng)功率水平處于低位時，為維持電網(wǎng)穩(wěn)定，電網(wǎng)電壓會下降。此時，如果電動汽車接入配網(wǎng)末端節(jié)點，無分時電價模式下的充電電動汽車會拉低就地負荷，有時會低于低壓限制；有分時電價模式下的充電電動汽車會造成負荷高峰時段電壓降整體不達標，降低供電可靠性，威脅電網(wǎng)運行安全。2.2電動汽車接入網(wǎng)仿真分析在配電網(wǎng)中，電動汽車接于末端節(jié)點變壓器低壓側進行充電，建立高次諧波影響模型。低壓側連接400kvar補償電容，用以保證變壓器功率因數(shù)，電容分為10檔進行補償，諧振點出現(xiàn)在700Hz附近。在電動汽車接入點注入頻率為680～700Hz的諧振電流，占比為5%，仿真結果顯示低壓側的電壓、電流均產(chǎn)生畸變。在電動汽車充電過程中引入的高次諧波，使接入網(wǎng)面臨諧振風險；中高次諧波將并聯(lián)諧振與串聯(lián)諧振帶入接入網(wǎng)，增大了諧波占比，電容存在燒毀的可能性，甚至引起繼電保護與自動化控制系統(tǒng)誤動，影響電能計量的正常工作。3.基于電動汽車接入網(wǎng)絡運營風險的評估模型和反應策略3.1運行風險評估(1）運行風險識別。建立電動汽車大規(guī)模接入配電網(wǎng)，無序充電狀態(tài)對電網(wǎng)合成影響的仿真模型，進行設施規(guī)劃、建設、運維的全過程風險識別。涉及的風險因素有：規(guī)劃合理性，施工可行性，設備、電網(wǎng)、人員安全，運維與信息系統(tǒng)安全。(2）運行風險評估。建立安全運行風險評估模型，由三塊內(nèi)容構成：評估標準設定、風險程度排序、單項風險權重。評估標準應包含單向風險損失程度和可行性，保障風險評估執(zhí)行；繪制風險項集合的集中得分正態(tài)分布，分為重大風險項和一般風險項；確定單向風險得分權重，體現(xiàn)其重要程度等級。3.2電動汽車充換電設備運維風險應對措施(1）規(guī)劃環(huán)節(jié)風險管控。電動汽車充換電設備規(guī)劃依據(jù)“一體融合、前后銜接、統(tǒng)一布局”原則，以此為基礎制定發(fā)展路線。對電動汽車數(shù)量和發(fā)展趨勢做出預測，作為充換電設施規(guī)劃的數(shù)據(jù)支撐，配套規(guī)劃管控流程。(2）建設環(huán)節(jié)風險管控。電動汽車充換電設備建設依據(jù)“標準、管控、驗收統(tǒng)一”原則，設計、施工、驗收全流程嚴格遵循充換電設施標準，均應符合電網(wǎng)建設標準和規(guī)定。管控核心應圍繞電動汽車充換電標準統(tǒng)一、完善進行，確保執(zhí)行到位。(3）運維環(huán)節(jié)風險管控。運維環(huán)節(jié)的風險項主要是用電監(jiān)控、序列調(diào)度、制度匹配。建立充換電設備操作、巡檢、應急處置標準和日常行為規(guī)范。構建充電序列調(diào)度系統(tǒng)，劃分不同層級充電群，重點關注用電異常監(jiān)控錄像，降低無序充電電動車占比，以減少對接入網(wǎng)的影響。電動汽車接入點風險電動汽車及充換電設備接入成為大電網(wǎng)，尤其是配電網(wǎng)安全運行的新挑戰(zhàn)。負荷容量的增加和峰谷差的拉大，加大了負荷的不平衡度，電動汽車充換電設備接入會引入諧波，同時接入點的電壓降、系統(tǒng)故障電流、短路電流風險加大，成為配電網(wǎng)