电动汽车对电力系统的影响分析及交互作用

2016-12-01穆明明国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030012

中国科技纵横 2016年13期

穆明明（国网山西省电力公司太原供电公司，山西太原 030012）

电动汽车对电力系统的影响分析及交互作用

穆明明
（国网山西省电力公司太原供电公司，山西太原 030012）

现在，汽车大多是以汽油和柴油作为主要驱动力。随着社会经济的不断发展，人们的生活水平有了很大程度的提高，私家车的数量也不断增多，这不仅大大增加了能源需求量，同时也造成了严重的大气污染。在这种情况下，人们开始寻找新的汽车能源，以电能为驱动的汽车应运而生。电动汽车的出现不仅可以有效缓解能源危机，同时还可以解决环境污染的问题，可谓是一举两得。但随着电动汽车地不断发展，电动汽车存在的问题逐渐暴露出来，其中最为主要的一个问题就是会对现有的电力系统造成严重的影响，影响电力系统运行的稳定性。因此，进行有关电动汽车对电力系统影响及交互作用的研究十分必要。

电动汽车电力系统交互作用

进入21世纪以后，人类面临着严重的能源危机和环境污染问题。在这种情况下，人们都比较关注能源问题和污染问题，积极寻求解决能源问题和环境污染问题的方法。电动汽车的出现无论是对解决能源问题还是环境污染问题都具有积极的作用。而且随着新电池技术的不断发展，电动汽车的性能将会变得越来越好，实用性将会变得越来越高。但现在由于相关技术还不成熟，电动汽车的应用将会对电力系统造成比较大的影响，从而影响了电力系统的正常运行。本文将从研究电动汽车对电力系统的影响入手，分析电动汽车与电力系统的交互作用，希望对电动汽车的发展能有所帮助。

1 电动汽车对电力系统的影响

电动汽车的充电负荷和渗透率之间具有密切的关系，当渗透率升高时，充电负荷也会增大。比利时在电动汽车方面的研究起步比较早，根据相关研究显示，到2030年比利时电动汽车消耗的电能将超过总电能的5%，这将给电力系统运行造成较大的压力。电动汽车的使用对电力系统的影响是多方面的。电动汽车接入到电力系统中不仅会影响电力系统的正常运行，造成用电高峰期，同时还会影响电力系统的规划设计。下文将具体介绍一下电力汽车对电力系统的影响。

首先，电动汽车会影响配电系统的可靠性。随着电动汽车的不断增多，电动汽车需要的电能将会不断增多，甚至会超过电力系统的负荷。在这种情况下，电动汽车就会影响配电系统的运行，增大配电系统运行的事故率。根据相关的调查显示，接入到配电系统中的电动汽车的渗透率不能超过20%，一旦超出这个限额就会影响配电系统运行的安全性。而且，现行的配电系统本身就承担着比较大的负荷，如果将电动汽车随意接入到配电系统中会无限加大配电系统的负荷，从而出现“峰上加峰”的现象。此外，将电动汽车接入到配电系统中会造成一定的网损和电压跌落，从而大大降低电力系统的运行效率。

其次，电动汽车会影响配电系统的经济性。将电动汽车的充放电设备接入到配电系统中，不仅会造成配电线路电能损耗，同时还大大增加了变压器的功率损耗，影响变压器的使用寿命。根据相关的研究显示，在负荷总量不变的情况下，负荷曲线变化程度越小，配电系统产生的网损就会越小。如果负荷曲线出现了较大的波动则会使得网损增大。将电动汽车无序地接入到配电系统中，会使得配电系统出现较大的负荷变化，进而增加了配电系统产生的网损。而且，通过调查显示，接入了电动汽车充电负荷的配电系统需要的投资将远远超过无电动汽车充电负荷的配电系统。

最后，电动汽车会影响配电系统电能的质量。将电动汽车充电接入到配电系统中会对节点电压产生影响，使得节点电压出现偏移的现象。而且，电动汽车充电过程中会产生谐波电流，进而会影响变压器的正常运行。此外，电动汽车充电时还会影响配电线路的三相平衡，这些都会影响配电系统产生的电能质量。

2 电动汽车与电力系统的交互作用

虽然，电动汽车的使用会对电力系统产生多方面的影响，但如果能合理使用电动汽车，合理进行电动汽车储能分布，则可以改变电力系统运行的现状，提高电力系统运行的安全性和经济性。因此，人们开始进行电动汽车和电力系统交互作用的研究，希望可以在满足电动汽车电能使用的前提下提高电力系统运行的效率。

首先，应平抑配电系统负荷曲线。通过上文的介绍我们知道，配电系统负荷曲线出现较大波动会影响配电系统的正常运行，而电动汽车的使用会增大配电系统负荷曲线的波动。因此，必须要采取合理的措施平抑负荷曲线。有人通过对电动汽车放电功率和可容量的研究，提出了平抑负荷曲线的调度模型，希望可以借此调度模型对电动汽车充电进行合理的优化，减少负荷曲线波动。还有人针对电动汽车充电会增加网损的问题进行了研究，提出了优化电动汽车充电的策略。

其次，应降低电动汽车充电网损，改善配电系统电能质量。为了降低电动汽车充电产生的配电系统网损，人们提出了基于灵敏度的实时智能负荷管理策略，以此来改变电动汽车充电过程。此外，还有人对电动汽车充电导致的节点电压问题进行了研究，提出了在电动汽车充电设施中并联一个电容器的方法来解决这一问题。

最后，应以可再生能源电力为电动汽车驱动力。采用该种方法一方面可以解决电动汽车用电问题，另一方面也可以降低电动汽车对电力系统的影响。在巴西已经有人进行了相关方面的研究，提出了用风电作为电动汽车驱动力的想法，即以风能产生电能为电动汽车提供电力。

虽然，现在关于电动汽车和电力系统交互方面的研究比较多，但据目前的情况来看，还没有找到比较合理的交互措施。因此，必须要加大在相关方面的研究力度。一方面应将研究的重点放在优化电动汽车充放电调度方面，另一方面应将研究重点放在电动汽车和电力系统信息交互方面，只有实现信息交互才能真正将电动汽车和电力系统交互使用。进行电动汽车和电力系统交互作用的研究具有一定的经济价值。对于电动汽车的车主来说，实现电动汽车和电力系统交互可以降低电动汽车的使用成本。对于电力系统来说，实现电动汽车和电力系统交互可以减少电动汽车对电力系统造成的负面影响，更加有助于社会综合效益的提高。