新能源汽车充电对电网影响分析

新能源汽车充电对电网影响分析

陈泉龙

衡阳技师学院 湖南 衡阳 421101

摘要：新能源汽车的发展在近几年一直被作为关注热门，我们也要做到时刻关注新能源的发展对我们所蕴含的潜在商机和价值。新能源话题围绕着我国未来能源的发展方向。回顾我国这数十年来能源发展历程，从家家户户都储备煤炭到国家大力主张使用天然气，再到如今风靡的新能源。而新能源作为我国自20年前就开始部署的国家市场战略能源，我国大力推崇新能源的发展，取得在新能源企业世界20强榜单中中国企业占据10家的成绩，这与日积月累的努力不可分割。自2018年来，中国新能源汽车行业的效率和产量取得平稳增长，至2020年，国家也在新能源汽车的发展上投入上亿元的补贴。新能源汽车是否真的被国家所重视，让我们从至今已获得的信息来展开分析。

关键词：新能源汽车；充电；电网

引言

近些年，绿色发展理念持续推进，电动汽车技术逐渐成熟、消费者对绿色低碳汽车的需求稳步增加，新能源汽车市场还将继续扩大。在此形势下，随着新能源汽车的增长，市场对充电桩等基础设施的需求也将不断提升，因此有必要掌握现有充电基础设施发展现状，了解充电桩建设方式，研究制定充电基础设施建设管理制度、技术标准体系、选址策略等，助力新能源汽车快速发展。

1新能源汽车充电对电网影响分析

1.1对整体电网影响

私家车、出租车、客车等领域车辆用电是新能源汽车发展对电网负荷的主要参与者，当前电价调控政策主要引导出租车、客车利用电网负荷低谷充电，可尽量避免用电高峰期对电网负荷的影响。而私家车辆和货车在18-23时充电，成为基础用电高峰期新能源汽车对电网负荷的主要贡献者，23时新能源汽车平均用电量达到125万kWh，若不对此阶段用电加以调控，将极大影响整体电网正常运行。此外，在电网用电平时段与峰时段过渡期的16时，出租车的集聚性充电使新能源汽车用电达到又一个小高峰，若与基础用电叠加，也将极大程度上影响整体电网运转。在夜间用电低谷期，特别是4-7时，新能源汽车充电需求逐渐消退，致使电网负荷急剧下降，基础用电也在此时处于谷期，导致电网整体低谷用电量迅速减少，在一定程度上增加电网峰谷差，影响电网正常运转。因此发展智能充电系统，根据电网用电情况自动调节夜间新能源汽车充电时间和充电功率，将有利于削减过大的峰谷差对电网的损害。

1.2无序充电对小区局域电网影响分析

以一个2000户居民的小区夏季用电情况为例，按照当前电网建设标准，建筑面积120m2以下的户型基本配置容量标准为每户8kVA，居民区用电负荷配置系数取0.5，因此小区配置局域电网容量约为8000kVA。若充电基础设施建设不占用原有居民用电容量，考虑户均车位数0.8个，同时以100%配置充电桩，单个充电桩配置容量7kVA，高峰期充电同时率取0.25。在缺乏抄表到户和电价优惠政策的引导下，由于白天为用车高峰期，傍晚6-9时用户将车辆停放至小区，开始集聚充电，出现新能源汽车充电负荷尖端，若与小区基础用电叠加，将形成较大用电波峰，用电高峰叠加后，小区局域电网最大有功功率将从7200kW上升至10600kW，增大47%，用电峰谷差从4700kW上升至7836kW，增大了67%，负荷标准差由1356kW上升至1951kW，增大了44%。因此缺乏引导的电动汽车充电行为对局域电网的负荷、稳定性均产生不利影响。在无序充电情况下，若对以上2000户居民的小区电网加以改造以满足充电基础设施用电需求，在缺乏引导场景下，变压器至少需新增3000kVA，成本在17万左右；若通过有效措施引导新能源汽车利用电网用电谷期充电，则充电基础设施可利用现有较大电网空闲负荷余量，仅需增扩1000-2000kVA的较小容量即可满足电动汽车充电需求，节约成本约7-10万元。此外，充电基础设施的有序用电可避免局域电网的峰谷差对电网的损害，减少维护成本。

2新能源汽车充电建议

2.1统筹充电桩建设，完善充电桩管理制度

《规划》在“加快充换电基础设施建设”的部分补充过，要加强与城乡建设规划、电网规划及物业管理、城市停车等的统筹协调。政府可以出台相关充电桩统建统管模式的政策，有效地规避充电设施准入主体和安全责任主体不明确、后期日常运行维护无人管理以及部分既有住宅电力负荷不足且增容困难等问题。完善相关充电设施基础建设配套政策，加快充电桩的科学合理布局，加大对住宅区充电设施的接入服务，逐步增加配套充电设施的容量，优化充电时序，提升车辆的交互能力，能够很好地解决住宅区配网供电能力不足等导致的充电难问题。同时，也要做到充分满足广大农村居民新能源汽车的使用需求，将农村新能源汽车充电设施建设与乡村公共服务体系建设相融合，重视且弥补充电设施的数量，出台相关政策为广大农村地区免费安装配套充电设施，降低农村居民的充电使用成本，助力新能源汽车的推广普及。鼓励广大农村地区积极引入“互联网+充电桩”管理模式，加大科技研发资金投入，建设区域内新能源汽车充电设施配套技术研发平台，开发出相关的智能APP，使广大农村居民的现实需求、新能源汽车、配套充电设施等实现一体融合，借助大数据和网络平台，全面创新农村新能源汽车配套充电设施的建设模式。

2.2抑制谐波污染

进入电动汽车充电站不可避免地会在配电网上造成一定的谐波污染，通常，可以采用主动处理和被动处理两种方法来控制谐波污染。被动处理对谐波抑制具有明显的作用。电动汽车充电站人工谐波控制方法主要包括以下三种：

（1）增加有源滤波器：有源滤波器本身具有较强的滤波功能，响应速度快，可靠性高，滤波效果好，在无源谐波控制中占有较高的地位，得到了广泛的应用。对于电动汽车充电站，可以在配电网络中并联连接有源滤波器，以消除谐波污染。

（2）添加无源滤波器：与有源滤波器类似，无源滤波器可以起到抑制谐波的作用。无源滤波器通常由电感器，电容器和其他组件组成，结构简单且成本低廉。可以实现不同的过滤效果。

（3）优化充电器数量：电动汽车充电站包含多个充电器，每个充电器产生的谐波具有不同相角的谐波电流。随着充电站中充电器数量的增加，谐波补偿效果会更好。例如，当一个充电器为电动汽车充电时，电流谐波的失真率约为68.25，而当使用两个充电器对电动汽车充电时，电流谐波的失真率约为43.18。电动汽车的电流谐波畸变率约为33.49。可以看出，在电动汽车充电站的初始建设中，必须结合实际的变压器数量和具体的经济状况，并适当增加充电器的数量，以有效改善配电网的电能质量。

结语

全球范围内汽车企业都在新能源汽车技术上投入巨大，通过技术竞争，依靠当地政府部门在政策和资金上的支持，推动新能源汽车行业发展。坚信在未来，新能源汽车能够做到促进汽车行业蓬勃发展，减轻环境负担，提升人民生活质量。本文基于新能源汽车充电将会对电网产生较大影响的基础上，提出错峰充电、智能充电和加强车网互动的建议，优化新能源汽车充电行为。

参考文献

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