电动汽车充电负荷的特性及其对电网的影响

陈迈+杨鹏

摘  要：通过分析电动汽车充电负荷的特性，探析了电动汽车充电负荷特性对电网的影响，以供参考。

关键词：电动汽车;负荷特性;电网负荷;用电高峰

中图分类号：U469.72            文献标识码：A               文章编号：2095-6835（2014）23-0039-01

随着全球能源危机的不断加重，大气污染的逐渐加深，各国的汽车企业普遍认为节能减排是未来汽车发展的主要趋势。目前，发展电动汽车对解决能源危机和缓解大气污染等问题起着至关重要的作用，且得到了各国政府的大力支持。我国的电动汽车起步相对较晚，在发展过程中，电动汽车具有的充电负荷特性对电网造成了一定程度的影响。因此，研究电动汽车充电负荷的特性及其对电网的影响具有很大的现实意义。

1  电动汽车的充电负荷特性分析

1.1  家用车和公务车的充电负荷特性

家用车和电动公务车通常采用慢充充电桩的方式充电。在政府和无经济利益的引导下，电动家用车和公务车的充电行为相对比较随意，充电时间也具有随机性，这些因素之间在正常的状况下不会相互干扰，且能够相互叠加。根据相关理论，可认为这种随机变量服从正态分布，采用蒙特卡洛随机算法计算一天中电动家用车和公务车的负荷特性曲线的公式为：

+3=F（t）.                      （1）

式（1）中：t——充电时间，0≤t≤24。

通过式（1）能够准确计算电工家用车和公务车在一天中充电的高峰期和低谷期。研究得知，中午和傍晚为高峰期。造成这种现象的原因是用户的习惯。用户在每天上午使用完汽车后，利用中午休息的时间充电;电动汽车的电池在每天白天基本都会耗尽，因此，夜间成为了充电高峰期。

1.2  出租车的充电负荷特性

出租车每天需要充电2次。按照出租车的一般做法，常在当天交班时充满电或加满汽油。以某地区的出租车为例，该地区出租车的交班时间为每天的7：00和19：00，采用集中充电的方式会引发充电高峰，导致充电站会出现阻塞的现象。因此，出租车充电应改变传统的集中交接班和充电的方式，尽可能地避开集中交班的时间段。虽然不可能所有的出租车都避开集中交接班的时间段，但是，一部分出租车错开集中交接班的时间段后，充电站便能采取一定的措施，进而有效控制出租车的充电负荷。

1.3  公交车的充电负荷特性

公交车与出租车相同，每天充电2次，夜间充电处于非运营时间，并采用集中充电的方式。运行时间内的充电指公交车在运营过程中充电。以某地区的公交车充电站为例，该地区每天的7：00和16：00为充电负荷低谷期，而在3：00、12：00和21：00出现充电负荷高峰期。

2  电动汽车对电网的影响

2.1  电动汽车充电对电网的影响

电动汽车充电对电网的影响因素主要包括以下3种：①电动汽车的普及程度不同，导致其充电的负荷特性和对电网的影响程度也不同。电动汽车的数量越多，对电网的影响越大;反之，数量越少，对电网的影响相对较小。②电动汽车的类型不同。电动汽车的类型包括大型多用途汽车、中型多用途汽车、中型轿车和小型轿车，不同用途的电动汽车的充电电路和充电时间也不相同。大型多用途汽车的充电量相对较大，且充电时间相对较长，对电网的影响较大。③电动汽车的充电时间不同。电动汽车的充电时间需要根据驾驶者的习惯和引导政策设计。如果在非峰荷时期充电，则对电网的影响程度较小。如果在峰荷时期充电，则会对电网造成较大的影响。

2.2  充电负荷特性对电网的影响

2.2.1  即插即充方式对电网的影响

以某地区为例，2012年该地区电动汽车的发展规模较小，且充电负荷高峰避开了夏季负荷高峰。因此，整个地区的电网受夏季负荷特性的影响较小;2014年，该地区的电动汽车已经形成了一定的规模，在某一时间段大量的集中慢充电产生的充电负荷与电网原始负荷叠加，给当地电网晚高峰和早高峰时段的网负荷带来了很大的压力，电网最大负荷增加了12%，系统峰谷差增大20 GW，严重影响了电网的规划和运行。

2.2.2  夜间充电模式对电网的影响

公务车、私家车等柔性充电负荷的电动汽车充电时，应尽可能避开用电高峰，这样能明显降低对电网的影响程度。

2.2.3  智能V2G充电模式对电网的影响

在智能V2G充电模式中，各种刚性充电负荷会增加电网负荷，加之参与电网削峰调节的电动汽车数量和能提供的电量相对较少，进而影响了电网削峰的效果。因此，随着电动汽车的数量越来越多，不同充电模式对电网的影响也会越来越大。虽然电动汽车的智能V2G充电模式对电网最大负荷的影响较小，但是，随着电动汽车数量的不断增多，V2G充电模式对降低电网负荷峰谷差将具有一定的促进作用。因此，在未来，采用该模式对改善电网的负荷特性具有非常重要的作用。

3  结束语

综上所述，在节能减排、绿色环保的大背景下，我国的电动汽车行业得到了前所未有的发展。但在发展的过程中，不同类型汽电动汽车的充电负荷特性对电网造成了不同程度的影响。

参考文献

[1]高赐威，张亮.电动汽车充电对电网影响的综述[J].电网技术，2011，35（02）：127-129.

[2]董云先，吴奎华，吴奎忠，等.电动汽车充电模式对区域电网负荷特性的影响[J].山东电力技术，2013，22（02）：31-35.

[3]樊扬，左郑敏，朱浩骏，等.电动汽车充电模式对广东电网负荷特性的影响[J].广东电力，2011，24（12）：58-63.

〔编辑：张思楠〕

Electric Vehicle Charging Load Characteristics and Their Impact on the Grid

Chen Mai， Yang Peng

Abstract： By analyzing the characteristics of the electric vehicle charging load， explores the impact of electric vehicle charging load characteristics of the grid for reference.

Key words： electric vehicles; load characteristics; grid load; electricity peak