浅谈充电桩接入电网后的影响

陈兴连+崔东海+徐继凯

摘要：现今，伴随着社会资源、环境压力的逐年增大，人们越来越关注利用清洁能源的设施，而此时电动汽车的发展受到了人们的重视。数量巨大的电动汽车充电桩，接入电网后会对电网产生极大的影响。因此在进行充电桩接入过程中，应注意规避常规电网的负荷高峰期，有效、合理的分散电动汽车的充电负荷，最大程度的降低对电网的冲击影响。本文从两个方面对充电桩接入电网进行了一定的探讨，期望可以为实现电动汽车、电网两者之间的协调发展提供一定的理论借鉴。

关键词：充电桩；电网；影响

现今，伴随着社会资源、环境压力的逐年增大，人们越来越关注利用清洁能源的设施，而此时电动汽车的发展受到了人们的重视。数量巨大的电动汽车充电桩，接入电网后会对电网产生极大的影响。当全部的电动汽车充电设施，进行集中充电时，可能会导致电网容量不足的情况发生[1]。因此本文从几个方面对充电桩接入电网后产生的影响进行一定的分析，期望可以为降低充电桩的负面影响提供一定的理论借鉴。

1 充电接口与变电站充电桩的接入控制

1.1 充电接口与通信

电动汽车的充电接口，主要是三种，分别为充电桩与电动汽车的接口；充电桩与电网的接口；电动汽车内部电池管理系统与电池的接口。电动汽车的充电接口连接图，具体如图1所示[2]。

充电接口，具体讲就是电动汽车充电的过程中，可以与充电机进行直接通信，进而获取充电的实时信息。电动汽车的功率调整，主要体现在车载充电机BMS电池管理系统与电动汽车充电接口上。在通用的充电控制接口，经由控制导引线，可以发送指示性脉冲，调节交流充电桩的充电功率，进而为规划模型的功率调节提供可行性接口。

1.2 变电站充电桩的接入控制

电动汽车进行充电的主要设施，就是交流充电桩。交流充电桩，主要安装在大型商场停车场；住宅小区停车场；公共停车场；电动汽车充电站中。在住宅小区的停车场内，电动汽车的夜间停车时间较长，可以为电动汽车的有序充电接入控制创造条件。在城市中，各个小区的充电桩位置集中性较差，为了实现充电桩的优化接入，就需要在接入控制模式上，推行分散接入、集中管理的模式。将整体充电控制分为输变电层；配电层；用电层。在输变电层，可以实现优化接入控制的操作；在配电层，可以实现数据的通信；在用电层，可以进行充电桩接入的管理控制，具体如图2所示。在具体的控制模型实现过程中，还应该在配电网中，增设变电站--充电桩通信信道；充电桩接入控制中心；充电桩管理系统[3]。

2 充电桩接入电网后产生的主要影响

2.1 影响电力的用电平衡

在城市地区人口通常较为密集，用电量具有一定的限制。尤其是在电动汽车进行集中式充电时，因电量分配的限制性，常对电网形成较大的用电负荷，影响整个电力系统的用电平衡[4]。因此在进行大规模的充电时，就应该考虑电力的用电平衡问题。应加大对于电动汽车充电的协调控制，避免线路、区域配电变压器过载的情况发生，进而提高配电网的安全可靠性与运行的经济性。

2.2 影响电能的质量

在具体的充电桩接入电网过程中，不同的电动汽车汇聚度，以及不同的接入水平下的充电行为，都会影响配电网电压的水平。电压的变化会直接的影响到电流的变化情况，电网在低电压的情况下运行时，会导致电网的无功功率、有功功率加大，进而增加成本。因此应尽量的避免电动汽车的无序并网充电，特别是在负荷高峰期，进行接入充电的操作，更会加剧负荷的峰谷差，进而给区域电网形成负荷压力，最终影响电能的质量[5]。

2.3 形成谐波影响，造成电网的动态污染

当大量的电动汽车充电桩接入电网后，对于负荷较多的用电端部分，三相之间的供电交替情况，会产生一定的谐波影响。谐波具体讲，就是电压传播过程中，夹杂在电压信号中的杂波信号。谐波可以影响电网内潮流计算的有效性，提高网络消耗量，对高压设备来讲，会产生额外的消耗。谐波对通信线路的影响，主要有两种，分别为电磁干扰影响、静电感应影响。对于不对称的输电线路，需要同时考虑两种影响因素，而对于对称运行的输电线路，仅考虑高次谐波的静电感应效应[6]。谐波影响从侧面反映出，用电端对于电网的污染情况，充电桩的动态污染直接的影响着电网的稳定、安全运行。

3 结语

总而言之，电动汽车充电桩接入电网后，会对电网产生较大的影响。因此在进行充电桩接入过程中，应注意规避常规电网的负荷高峰期，有效、合理的分散电动汽车的充电负荷，最大程度的降低对电网的冲击影响[7]。为了实现电动汽车、电网两者之间的协调发展，就应该对电动汽车的充电进行控制或引导操作，确保电网侧、电动汽车充电两者供需平衡，降低对电网的不利影响。

参考文献：

[1]范晓燕.电动汽车充电桩集中式电能规划技术研究[D].南京理工大学硕士学位论文，2013.

[2]马河样.电动汽车交流充电控制技术[D].南京：南京理工大学，2012

[3]倪俊.电动汽车充电系统设计及运营管理问题的研究[D].上海：复旦大学，2010

[4]刘文，杨慧霞，祝斌.智能电网技术标准体系综述[J].电力系统保护与控制，2012（10）：355-356

[5]范晓燕，丁立波，马河祥，张文会.基于嵌入式系统的电动汽车交流充电桩设计[J].现代电子技术，2012，35（16）：178-180.

[6]刘文霞，刘流，赵天阳. 变电站区域充电桩接入控制模式及策略[J].电力系统自动化，2013，37（16）：66-71.

[7]王辉，文福拴，辛建波.电动汽车充放电特性及其对配电系统的影响分析[J].华北电力大学学报，2011，38（5）：17-24.