电动汽车充换电设施接入电网典型模式研究

林慧勍

摘 要：本文结合当前电动汽车及充换电设施的发展现状，分析了充换电设施接入配电网带来的影响，充换电设施接入配电网的技术要求，提出了电动汽车充换电设施接入电网的典型模式。

关键词：新能源；充换电设施；配电网；接线结构

中图分类号：U492 文献标识码：A

0.前言

目前，随着新能源技术的发展和普及，电动汽车逐渐进入市场推广应用。日本、欧美等发达已经将电动车的发展纳入到能源战略高度。我们国家也紧跟时代的步伐，国务院已经明确提出全面发展新能源汽车及其基础设施配套建设的政策，对于电网公司而言，充换电设施的规划建设成为当前的重点热点工作。下面通过分析电动汽车及其充换电设施的发展现状，充换电设施接入电网的技术要求，重点对常用的典型连接模式进行了讨论，旨在为电动汽车充换电设施接入电网的规划建设提供一些参考。

1.电动汽车及充换电设施发展现状

電动汽车是利用电能取代传统的不可再生能源的革命性科学技术，随着技术的不断成熟发展，目前成为全球各国持续关注的热点，电动汽车处于全球化的快速发展阶段，其中欧美发达国家和日本较为领先。

国外的电动汽车主要是电动乘用车，美日欧的公共领域充换电设施中，交直流的比例大约是9：1，主要是交流慢充的形式。目前，在我国电动汽车主要应用在出租、公交等公共交通领域，充电方式以慢充为主，快充为辅的形式相互补充。据统计我国现已投运充换电站 472座、充电桩 2.5万个，交直流的比例同样约为 9：1。我国政府提出到2020 年电动汽车生产量达到500万辆的目标，根据相关部门的专业预测，要实现这一目标需投资超过1800 亿元，充换电设施的负荷增量将会超过1800 万kW，相应配套的公共电网改扩建工程，需投资大概600 亿元。充换电设施的建设对电网建设带来了严峻的挑战，同时给充换电的发展带来了巨大的商机，目前国家出台了很多优惠政策，电网公司要充分利用好政策红利，加快充电设施网络的规划建设，建成一个科学合理、切合经济发展的充换电设施网络，为我国电动汽车行业的发展提供坚实的基础。

2.充换电设施接入电网的技术要求

2.1 电压和用户等级

根据相关规定，充换电机的额定交流电压输入：单相 220 V 、三相380 V；额定输入电流为：16 A，32 A，63 A，125 A，250 A。一般来说，具有重大的经济政治军事意义的充换电设施，可以作为二级重要用户，其余则为普通用户。二级重要用户充换电设施建议采用双回路供电，一般用户的充换电设施建议采用单回线路供电。

2.2 供电电源和设备选择

充换电设施电源的设置需要综合考虑用户性质、供电容量、地理环境等因素，供电能力既要满足设备要求，要求符合电网安全稳定运行的条件，避免线路和变压器重载、过载运行。

2.3 保证电能质量

充换电设施要严格控制谐波电压、电流，对谐波和无功电流采取补偿措施，提供合格的电能质量。另外，需要满足用电电压、频率等要求，尤其是低压 220V、380V接入的设备，确保三相平衡。

3.电动汽车充换电设施接入电网的典型模式

3.1接入10kV充换电开关站

一般而言，供电管理企业主要根据用户的重要等级确定充换电开关站接入电网的方式，电动车充换电设施可以通过10kV环网开关柜、10kV电缆分接箱接入10kV配网线路，或者直接接入10kV配网线路。

按照供用电相关的规定，当充换电开关站的总容量小于6000 kVA时，一般选择接入配电网10kV线路的电缆分接箱、高压开关柜等；当充换电开关站的容量大于或者等于6000kVA 时，需要进行专家论证，进行技术经济等指标比较，经过综合论证考虑后，由用户和供电管理企业来确定是否采用专线直供的方式接入电网。充换电站接入10kV线路的典型接入方式如图1所示。

当充换电设施的容量足够大，如电动公交车的充电站一般通过专线接入，这种接线方式下，一条10kV线路专门对1个充换电开关站进行供电，与其他用户独立，有利于用户的的管理与维护，但是投入建设成本大。针对评估级别是二级重要的用户，如涉及军事、医疗、国家安全等，其充换电设施对于供电的可靠性要求极高，可以通过10kV双回路、双电源的方式接入（双回路、双回路双电源接入方式是指由双回10kV供电线路对同一个充换电开关站供电，双电源接入方式是指分别来自两个不同变电站，或者来自同一变电站不同母线作为电源，向同一个充换电开关站供电）。

3.2接入220V/380V低压网络

根据电动汽车充换电设施的额定输入电压，其接入电网的方式有所不同：对于220V的充换电设施，通常接入220V低压配电箱；额定电压是380V的充换电设施，适合连接到380V低压线路或者配电变压器的低压母线侧。一般来说，充换电设施采用放射式或者树干式的结构连接到配电低压网络。

放射式连接结构是指各个充换电设施独立接入配电变压器的低压侧，采用这种结构，各路低压出线之间不受影响，可以进行独立维护检修管理，供电可靠比较高，适合功率较大的单台充换电设备或者分布独立的设备；树干式连接结构指的是多个充换电设施通过低压配电箱连接到220V/380V低压网络，这种结构整齐划一，便于统一管理，通常适用在集中分布，排列布局整齐的设备，例如停车场的充换电设施。充换电设施 220/380V 网络树干式接线结构如图2所示。

结语

随着社会经济的高速发展，石油、天然气等不可再生能源需求量不断增大，废气排放等对环境的影响巨大，汽车行业尤甚。市场上主要有油电混合汽车和纯电动汽车两大类，作为一种清洁能源为动力的汽车，具有污染少，环境友好的特点已广泛应用在市场上，电动汽车的充换电设施接入电网的方式涉及到电网稳定，其技术要求和接线规需要重点的规划建设，电网公司要确保充换电设施正常运行的前提下，做到电能利用的最大化。

参考文献

[1]张迪.电动汽车充/换电设施选址模型研究[D].华中科技大学，2015.

[2]岳思，李艳.电动汽车充电模式及方式浅析[J].通信电源技术，2012，29（2）：38-40.

[3]薛振宇，李敬如，杨卫红.电动汽车充换电设施接入电网技术规范解读[J].智能电网，2014（6）：50-55.

[4]郭建勋，孙明浩，陈力，等.电动汽车充换电设施建设中的问题探讨[J].河南电力，2015（1）：8-9.endprint