电动汽车充电站经济运行研究

贾海洁

摘 要：随着国家节能减排战略的逐步推进，我国的电动汽车数量不断增多，而电动汽车的行驶离不开充电站，研究充电站的经济运行，有利于充电站的推广建设。为科学、合理的确定充电站内变压器的配置容量，本文基于实际电动汽车充电站的运行数据，对充电站内变压器的损耗进行分析，并对比研究两种变压器选择法：基于总费用与考虑变压器过载运行，以期有效提高充电站的运行经济性，促进我国电动汽车事业的飞速发展。

关键词：电动汽车；充电站；问题；变压器；经济运行

1 充电站存在的主要问题

电动汽车的行驶离不开电能，而电能的补给主要靠的是充电站，随着我国电动汽车事业的飞速发展，建成的电动汽车充电站也越来越多，但通过分析计算已有充电站运行数据，我们发现很多电动汽车充电站所用的变压器都普遍存在着过大的电能损耗。这样不仅会严重浪费电能，而且会大幅增加充电站实际运营成本，对其推广建设十分不利。

2 充电站的经济运行

仔细分析我们发现有很多因素都会影响变压器的经济容量，如负荷状态、负荷性质、变压器造价、类型等，电动汽车充电站要想实现经济运行，应综合分析这些影响变压器经济运行的因素，探索一条针对充电站经济运行的配电变压器容量确定法。

3 充电站变压器经济运行分析

我们在利用传统法选择变压器容量时，主要是通过叠加充电站内所有用电设备功率，然后再加入一定富裕度，来确定变压器容量，但具体应富裕多少，并没有一个明确规定，这样选出来的变压器可能会出现容量过大，增加变压器初始投资，加之变压器长期轻载运行，会增大变压器损耗比重，提高充电站实际运行成本。

3.1 变压器综合功率损耗

变压器综合功率损耗为衡量变压器实际损耗的一个重要指标。变压器的综合功率损耗大致包括两部分内容：变压器运行时的有功功率损耗与因其消耗的无功功率使受电端增加的有功功率损耗之和。

3.2 基于總费用法选择变压器

变压器的成本费用与实际运行费用相加，便可得到变压器的总费用。其中变压器成本费用主要指采购变压器时所花的初始费用。变压器运行费用主要指在变压器运行年限中，实际运行造成的损耗引发的费用。

3.3 基于最大负载功率选择变压器

充电站充电机属于一种电力电子设备，它工作时产生的谐波会影响电网，但它与轧机、电弧焊等设备产生的冲击负荷不同，投切充电机不会严重冲击电网。对于公交车充电站来说通常12点至13点与22点至23点为充电站两个负荷高峰段，2点至8点为负荷低谷段，纵观以往充电情况，我们发现充电站大部分时间的负荷都比最大负荷低，变压器的运行能力通常很难得到充分发挥。

对于负载是周期的性的变压器，在某段时间内存在较高的环境温度，或施加的电流超过了额定负载，此情况可以通过其它时间内较低的环境温度，或施加比额定负载电流低的电流进行补偿，因此，我们可以考虑变压器在某种条件下过负荷运行。

4 考虑过载能力选择变压器时需注意的问题

1） 当选择带充电机负荷的充电站变压器时，其动力用电量应不包含照明用电部分与办公用电部分。

2） 计算的最大负载功率值可能会不同于实际运行数据，这主要是由于同时系数“K”选择的不准确。为实现规划与实际运营相一致，在进行充电站规划时，首先应确定其运营模式，以便同时系统“K”的科学、合理选择。

3） 典型负荷曲线的选取会对等效起始负载率造成一定影响，但由于季节、气候、温度、工作日以及节假日等众多因素都有可能影响到充电站的实际负荷，这样便很难选取典型负荷日，起始负载率通常误差较大，为有效防止最终选择的变压器容量出现过小现象，据相关规程对于油浸变压器应把其选取的最大过载负荷控制在1.5以内，这样可有效降低起始负载率的影响，选出合适的变压器。

5 结语

本文主要总结了“基于总费用选择变压器”与“考虑变压器过载运行”两种变压器选择法，这两种方法是基于不同角度来配置充电站变压器的。“基于总费用选择变压器”法的优点是可以对变压器型号的经济性进行直观比较，选出最经济变压器，缺点是进行充电站配置时，其精确负荷数据很难得出。

对于“考虑变压器过载运行”来选择变压器，这种方法的优点是只要把充电站的最大负载估算出来就可具体计算，缺点是在实际使用时，需对充电站的负荷特点、规模、位置等因素进行综合考虑，在给电动车充电站配置电压器时，可从这两种方法中，选择一种作为最终的变压器配置方法，这样可有效提高充电站的运行经济性。

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