浅谈充电桩充电对电网和电能计量的影响

2020-11-27田璐璐

商品与质量 2020年12期

田璐璐

丽水正好电力实业集团有限公司浙江丽水 323000

随着我国现代化建设进程的逐渐推进，充电桩遍布城市公共建筑和居民小区的各个角落，为人们的日常生活带来了便利。但是，从某种角度来说，充电桩其实也是一把双刃剑，会直接影响到电网电压和电流谐波，干扰电能计量和电网运行。因此，相关部门必须充分意识到充电桩充电对于电网安全性以及可靠性带来的负面影响，并针对有关问题制定有针对性的优化方案，既要加大充电桩的推广力度，也要降低充电桩对电网发展造成的负面干扰。

1 充电桩充电对电网的影响

直流充电桩和交流直流一体充电桩是现阶段城市中比较常规的充电桩，这两种充电桩都充分融合了复合曲线和低等级电压区域电网模型。所以，当充电桩大量接入电网充电时，可以清晰分辨出不同季节以及不同充电接入比例对于低等级电压电网的影响。具体来说，季节因素和充电接入比例因素都会造成不同程度的电压损失和功率损失。但是，通过相关调查数据显示，在非协调充电的基准下，夜间电网负荷高峰时呈现的充电桩充电量整体偏高，且极大程度上增加了电网的负荷量，导致电网运行中的电压偏差大幅度增加，提高了电网网络损耗，降低了电力资源的利用率[1]。客观来说，充电桩充电不仅降低了电网的供电质量，而且对电网的输电效率造成了负面干扰。为克服这一问题，相关部门提出了协调充电的用电构想。直观来说，也就是采取措施尽可能降低备用发电站的起停频数，削减电力资源的调度次数。比如说，可以在电网负荷较轻的时刻选择充电桩充电，直线对电网负荷低谷的有效平衡，提高电力资源的利用效率。与此同时，随着城市基础设施的不断完善，越来越多的充电桩被接入城市电网，密布在城市的各个角落，直接改变了城市的用电高峰。结合现阶段的城市充电桩作用发挥情况来说，若不能采取有效的措施控制电网峰谷差，电网的损耗将会持续增加，轻则影响电力系统的运行，重则危及城市经济发展。显而易见，传统的负荷曲线预测已经很难满足当今时期电力用户的基本需求，且系统调度相对来说比较繁琐，所以电力调度部门应该致力于电力系统运行效率的提升，高度重视电气设备的升级改造，合理设置变量域度，确保即使系统出现电力负荷增加的情况也不会立即过载。最后，电力部门应该协调地方政府部门加强对充电桩错峰用电的宣传，提倡广大用户自觉避让用电高峰。

2 充电桩充电对电能计量的影响

我国传统电能计量模式是通过应用功率较低的单项计量电表进行一户一表的计量方式，然而由于受到充电位置、充电功率等不确定性因素的影响，在充电桩接入电网后，往往需要通过重新安装电能计量设备来实现准确的电能计量工作，除此之外，伴随着智能电网工程的逐渐深化，充电桩的介入将会形成V2G模式，并且使城市配电网的诸多线路成为双向的，因此需要随之将电能计量模式进行适当的改进。在利用充电桩充电的过程中，在将会形成谐波，从而对电网产生谐波污染，对供电安全产生影响，因此在针对进行充电桩安装的电能计量设备选择安装过程中，还需要选用在具有直流电能计量和宽幅在计量功能的基础上，具有胁迫检测消除功能。另外在充电桩的充电过程中，必须要设置有快充、慢充等供电模式档位，以应对不同情况下的不同需求，然而在进行不同档位充电模式的转化时，需要考虑容量冗余、削峰填谷等情况，由此可知，充电桩充电对电能计量将会产生重大的影响。

2.1 谐波对电能计量准确性的影响

充电桩充电将会产生相应的斜坡和溶性负荷性质，因此其对电能计量装置的性能也提出了更高的要求，通过对全电子式电能表计量，所涉及的输入电能、测量单元与输出部分的相应流程分析，我们可以发现在电能计量的相应过程中，误差主要产生于输出部分，这是因为在全电子式电能表的工作过程中，需要依靠机波信号实现信息变送，在此过程中，如果电压或电流中的任何一个波形发生改变，则磁通井将不能结合其变化来产生与之相对应的线性变化，从而产生一定程度的误差，无法保证其计量精度，因此为减小计量误差，应选择全波电能表[2]。

2.2 冲击负荷对电能计量的影响

在测量实践过程中，数据显示充电中快充的同时将会对所在电网产生冲击性负荷，然而冲击性负荷将会在电网中加重波形的变形，使其产生无规律变化，改变其波形、相位、频率等，除此之外，当功率变化速度不断加快时，电力系统的电压将会产生闪变现象，进而造成电压波形的凸起或凹陷，这在一定程度上将增大剂量难度，并且产生较大的计量误差[3]。

2.3 对电能表宽负载计量能力的影响

当使用充电桩进行快速充电时，负载电流最高达到600安培，而进行慢速充电时明显不会形成如此大的负载电流。所以，不难发现，充电中充电进行电能计量的电能表计量范围远高于正常值。所以，相关技术人员曾试图采用并联均流方法来规避这一问题，但是由于该方法对技术要求较高，现有技术水平还很难彻底消除对电能表宽负载接量能力的影响[4]。