电动汽车对电网影响的评估和解决方案_田立亭
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电动汽车对电网的影响分析
李洋
【期刊名称】《产业与科技论坛》
【年(卷),期】2013(012)015
【摘要】电动汽车(electric vehicle,EV)具备可控负荷和储能单元的双重属性,利用电动汽车的该种特性减少其对电网的不利影响并实现电网运行特性的优化,需要对电动汽车与电网的互动解决方案进行设计.按照考察范围、层次、指标的不同对电动汽车对电网的影响进行了分类,给出了电动汽车对电网影响的评估步骤和方法,分析了电动汽车充电负荷的不确定性及影响因素.根据现有研究和相关标准化工作,从电动汽车与电网的互动架构、通讯、管理机制和控制方法等方面对电动汽车与电网互动的解决方案进行了探讨.指出电网需要具备足够的监测及管理能力以支持大规模电动汽车的接入.
【总页数】2页(P110-111)
【作者】李洋
【作者单位】国网山西省电力公司计量中心
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电动汽车接入电网对配电网造成的影响分析 [J], 蒋玉玲;侯思佳;余博阳;杨珺东;王威;朱华希;徐懂理
2.电动汽车V2G接入电网对电网负荷的影响分析 [J], 周骏汇;查理;马钧
3.电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响分析 [J], 陈建军
4.电动汽车充电对配电网电压质量的影响分析 [J], 王红;吴浩然;张敬宜
5.基于改进配电网安全域的规模化电动汽车入网影响分析 [J], 赵黄江;向月;刘俊勇;胡帅
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电动汽车对电力系统的影响分析关键信息项:1、电动汽车充电负荷特性充电时间分布充电功率需求2、对电力系统稳定性的影响电压稳定性频率稳定性3、对电力系统规划的影响电网容量需求变电站布局4、对电能质量的影响谐波问题电压波动5、对电力市场的影响电价波动需求响应机制11 引言随着环保意识的增强和技术的进步,电动汽车在全球范围内得到了快速发展。
然而,电动汽车的大规模普及也给电力系统带来了一系列的影响。
本协议旨在全面分析电动汽车对电力系统的多方面影响,为电力系统的规划、运行和管理提供参考。
111 电动汽车发展现状近年来,电动汽车的市场份额不断增长,其技术也在不断创新和完善。
电动汽车的类型包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车等,不同类型的电动汽车具有不同的充电需求和运行特性。
112 电力系统概述电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成,其稳定运行对于保障社会经济的正常发展至关重要。
电力系统需要满足负荷需求、保持电压和频率稳定,并提供高质量的电能。
12 电动汽车充电负荷特性121 充电时间分布电动汽车的充电时间分布受到用户行为和出行规律的影响。
一般来说,工作日的充电时间主要集中在夜间和工作场所,而周末和节假日的充电时间则更加分散。
此外,快速充电和慢速充电的选择也会影响充电时间分布。
122 充电功率需求不同类型和品牌的电动汽车具有不同的充电功率需求。
快速充电设备通常具有较高的功率,而家庭充电桩的功率相对较低。
充电功率的大小直接影响电网的负荷水平和电力供应能力。
13 对电力系统稳定性的影响131 电压稳定性大规模的电动汽车充电可能导致局部电网电压下降,特别是在电网薄弱环节。
如果充电负荷集中在某一区域,可能会超出该区域电网的调压能力,从而影响电压稳定性。
132 频率稳定性电动汽车的无序充电可能导致电力系统的负荷波动增大,进而影响频率稳定性。
当大量电动汽车同时充电或停止充电时,可能会对系统的有功平衡产生冲击。
电动汽车接入电网的影响与利用一、本文概述随着全球气候变化和环境问题的日益严重,电动汽车(EV)作为一种环保、节能的交通方式,正逐渐受到全球消费者的青睐。
然而,电动汽车的大规模接入电网,不仅会对电网的稳定性和安全性产生深远影响,同时也会为电网运营带来新的机遇和挑战。
因此,对电动汽车接入电网的影响与利用进行深入研究,具有重要的现实意义和理论价值。
本文旨在全面探讨电动汽车接入电网的影响与利用。
我们将从电动汽车充电特性和电网特性的角度,分析电动汽车接入电网对电网稳定性、电压波动、谐波污染等方面的影响。
我们将探讨如何利用电动汽车的充电特性,如需求响应、储能等,为电网运营提供新的解决方案,如负荷平衡、调频调峰等。
我们还将讨论电动汽车接入电网的商业模式和政策建议,以推动电动汽车和电网的协调发展。
通过本文的研究,我们希望能够为电网运营商、电动汽车制造商、政策制定者等相关方提供有价值的参考,以推动电动汽车和电网的可持续发展。
二、电动汽车接入电网的影响随着电动汽车(EV)的大规模普及,其接入电网的影响日益显著。
这些影响包括电网负荷增加、电压波动、谐波污染等多个方面,但同时也为电网运营提供了新的机遇和挑战。
电动汽车的充电行为对电网负荷有显著影响。
大规模电动汽车的充电行为可能导致电网负荷的峰值增加,特别是在晚上和清晨时段,大量电动汽车可能同时进行充电,对电网构成较大压力。
这种情况下,如果没有合理的充电管理和调度,可能会导致电网过载,影响供电质量。
电动汽车的充电设备可能产生谐波污染。
部分充电设备可能采用非线性电力电子元件,如整流器、逆变器等,这些设备在运行过程中可能产生谐波,对电网造成污染。
谐波不仅可能影响电网的供电质量,还可能对电网中的其他设备产生干扰,影响其正常运行。
然而,电动汽车接入电网也为电网运营带来了新的机遇。
一方面,电动汽车可以作为分布式储能设备,通过合理的充电调度,实现电网负荷的削峰填谷,提高电网的运行效率。
电动汽车对区域电网的影响技术方案2019.1.201系统思路1.1研究内容1.研究不同电动汽车接入规模和充电方式对单一设备和整个网络的影响。
包括:设备过载与寿命损失、电压波动和管理、网络损耗;2.预测地区电网电动汽车充电需求,采用基于Multi-Agent的复杂系统建模方法对大量分散用户的使用行为和充电习惯进行模拟,得出城市电网范围内电动汽车充电的负荷模型;3.基于地理信息引擎开发适用于城市电网的电动汽车充放电站智能优化布点和可视化规划软件;1.2最终研究成果1)完善充电站在电网潮流分析中的模型,重新配置地区电力负荷分布,并依据建立的模型校验线路分布,开发相关的仿真程序,综合优化城市配电网分布。
2)电动汽车充电的负荷模型;3)电动汽车充放电站智能布点和可视化规划软件。
1.3系统设计要求1)可靠性。
2)安全性:保证数据和系统的安全性,采用适当加密防护措施,防范利用网络对系统的攻击和破坏。
3)完整性:要保证数据的完整性,并提供所有相关数据的备份及恢复功能。
4)一致性:保证数据的一致性。
5)连续性:以固定的采样周期对所需数据进行连续采集与存储。
6)及时性:保证数据传输与处理的及时性。
7)开放性:采用开放式体系结构和功能分布式系统设计。
8)扩展性:适应电力调度业务与信息技术的发展。
1.4系统软件设计方案1)采用C/S 体系结构,整体软件设计分为界面显示层,业务逻辑层,数据操作层三层结构,方便软件功能的扩展。
2)软件设计应用面向对象思想并采用模块化分布式结构,功能的扩充更改只需修改相应的软件模块,而不影响整个系统。
3)应用软件模块“即装即用”,可以安装在同一台服务器上运行,也可以分布安装在不同的业务服务器上运行。
4)根据操作员级别的不同,分别给予相应模块的操作权限。
5)系统运行过程具有完备的记录。
包括操作记录,数据库访问记录等。
6)客户端程序做到在线自动升级,以达到免维护的目的。
7)人机界面采用树形结构图、菜单、按钮、对话框以及各类选择框等技术,尽可能减少键盘输入方式,避免误操作和误输入。
电动汽车充电对电网影响及应对策略研究电动汽车作为清洁能源交通工具的代表,正逐渐成为人们关注的焦点。
随着电动汽车的普及和推广,电动汽车充电对电网的影响逐渐凸显出来。
电动汽车充电对电网的影响主要表现在电网负荷、能源消耗和能源分配等方面。
如何有效地应对电动汽车充电对电网的影响,是当前急需解决的问题。
本文将对电动汽车充电对电网的影响及应对策略进行深入研究。
电动汽车充电对电网的影响主要体现在电网负荷方面。
随着电动汽车的普及,充电需求会逐渐增加,这将对电网负荷造成一定的压力。
特别是在高峰时段,电动汽车充电对电网的影响更为显著。
大量电动汽车同时充电,容易导致电网负荷过大,甚至发生负荷过载现象,给电网带来安全隐患。
而电网的负荷过大也会增加电网运行的成本,对电网的稳定性和安全性产生一定的影响。
电动汽车充电对电网的影响还体现在能源消耗方面。
电动汽车充电需要消耗大量的电力资源,如果不能合理地进行能源分配和利用,很容易造成能源浪费和资源浪费。
而且,电动汽车充电对电网的影响还会影响到电网的供电能力和供电稳定性,会对电力系统的运营和管理带来一定的挑战。
面对电动汽车充电对电网的影响,我们需要采取一系列的应对策略来应对。
应加强电网规划和建设,加大对电网基础设施的投入和建设力度,提高电网的承载能力和运行效率。
应推动智能充电技术的应用,利用先进的智能充电技术,实现对电动汽车充电行为的智能化管理和调度,合理分配充电资源,减少对电网的影响。
应加强电力系统的智能化管理和调度,通过先进的电力网络调度技术,实现对电网负荷和能源分配的智能化控制,保障电网的稳定运行。
还应加大对新能源技术的研发和应用,推动清洁能源的使用,减少对传统能源的依赖,降低对电网的影响。
应加强对电动汽车充电行为的监管和管理,建立健全的电动汽车充电管理制度,引导用户合理使用充电资源,减少对电网的不利影响。
电动汽车充电对电网的影响是一个亟需解决的问题,需要通过加强电网建设、推动智能充电技术的应用、加强电力系统的智能化管理和调度、推动新能源技术的研发和应用、加强对电动汽车充电行为的监管和管理等一系列应对策略,有效地应对电动汽车充电对电网的影响,协调推进电动汽车的普及和电网的稳定运行。
电动汽车对电网的影响研究随着环保意识的增强和技术的不断进步,电动汽车在全球范围内的普及程度日益提高。
电动汽车作为一种新型的交通工具,不仅在减少尾气排放、改善空气质量方面发挥着重要作用,还对能源结构的优化和可持续发展具有深远意义。
然而,电动汽车的大规模接入也给电网带来了一系列的影响,这些影响涉及到电网的规划、运行、调度以及电能质量等多个方面。
电动汽车充电负荷的特性是影响电网的关键因素之一。
电动汽车的充电行为具有较大的随机性和不确定性。
与传统的固定负荷不同,电动汽车用户的充电时间和地点往往取决于个人的出行需求和习惯。
在一天中的不同时间段,充电需求的分布也不均衡。
例如,在下班后的晚间时段,通常会出现充电高峰,这可能导致电网局部负荷过重,增加电网的压力。
从电网规划的角度来看,电动汽车的快速发展给电网的容量规划带来了新的挑战。
为了满足未来大量电动汽车的充电需求,电网需要提前规划和建设相应的充电设施和输电线路。
这不仅需要对未来电动汽车的增长趋势进行准确预测,还需要综合考虑不同地区的交通状况、土地利用情况以及现有电网的承载能力等因素。
如果规划不合理,可能会导致电网投资的浪费或者无法满足实际需求。
在电网运行方面,电动汽车的接入会改变电网的潮流分布。
大量电动汽车同时充电时,可能会引起局部电网的电压下降、电流增大,甚至可能出现过载的情况。
这对电网的稳定性和安全性构成了威胁。
为了保障电网的可靠运行,电网运营商需要采取有效的控制策略,如优化潮流控制、调整无功补偿设备等。
电动汽车充电对电能质量也会产生影响。
由于电动汽车充电器通常采用电力电子设备,在充电过程中可能会产生谐波电流,从而影响电网的电能质量。
谐波电流会导致电压波形畸变,增加电网的损耗,影响其他电力设备的正常运行。
此外,电动汽车充电过程中的功率波动也可能引起电压波动和闪变,给用户带来不良的用电体验。
然而,电动汽车并非只给电网带来负面影响,它也为电网提供了一些潜在的机遇。
电动汽车对电力系统的影响及调度策略一、引言近年来,随着环保意识的增强和技术的进步,电动汽车成为汽车行业的新宠。
与传统汽车相比,电动汽车具有零排放、低噪音等优势,对环境友好。
然而,电动汽车的普及也给电力系统带来了新的挑战与机遇。
本文将探讨电动汽车对电力系统的影响,并提出相应的调度策略。
二、电动汽车对电力系统的影响1.1 负荷增加电动汽车的充电需求将增加电力系统的负荷。
尤其在充电需求集中的时段,如夜间和清晨,电力系统将面临巨大的增负荷压力。
电力系统需要满足电动汽车所需的大量电能,而这同时也带来了电力系统运行的不稳定性问题。
1.2 峰谷差异电动汽车充电需求的峰谷差异对电力系统的负荷平衡造成影响。
在充电需求高峰期,电力系统需要提供更大的负荷供应能力。
而在充电需求低谷期,电力系统供应过剩可能导致电网运行的浪费。
1.3 电力系统稳定性电动汽车的大规模充电可能对电力系统的稳定性产生冲击。
电动汽车的充电需求集中在某一时段,可能导致电力系统的电压波动和频率过大。
这对电力系统运行稳定性造成潜在威胁。
三、电动汽车调度策略2.1 充电时间分布优化对于电动汽车的充电时间进行分布优化,可以减缓充电负荷集中带来的问题。
通过智能充电桩和电动汽车管理系统的协调,可以实现充电时间的平稳分布,减轻电力系统的压力。
2.2 电力系统调度策略电力系统运营商可以通过智能调度系统对电动汽车进行调度。
当电力系统负荷较重时,可以暂停或延迟电动汽车的充电以保持电力系统的稳定运行。
而在负荷较轻的时段,可以鼓励电动汽车充电以最大程度利用电力系统资源。
2.3 储能技术应用储能技术的应用可以解决电动汽车充电需求高峰时段的负荷平衡问题。
将电动汽车的储能电池作为分布式储能单元,可以在电力系统负荷需求高峰期释放储能电池的能量以平衡负荷。
2.4 基础设施建设适当的基础设施建设可以提高电动汽车充电的效率,并减少电力系统的负荷压力。
例如,增设充电桩并完善充电网络,以满足电动汽车充电需求的时空分布特征。
电动汽车充电对电网影响及应对策略研究
随着电动汽车的不断普及,电动汽车充电对电网的影响也越来越明显。
电动汽车充电涉及电网的用电量、峰谷差价等问题,需要合理规划和应对策略。
首先,电动汽车充电会对电网的用电量造成影响。
随着电动汽车数量的逐步增加,电动汽车充电所需的电量也将越来越大,扩大了电网的用电负荷。
这将导致电网用电峰值的提高,甚至可能引发电力系统的瓶颈问题。
为了解决这个问题,可以采用合适的计费规则来引导用户在谷时段充电,降低用电峰值,提高用电效率。
其次,电动汽车充电还会对电网的峰谷差价造成影响。
电动汽车充电在谷时段充电能够有效利用电网资源,并且也降低了电网在用电峰值时段的负能量消耗,提高经济效益。
而在其他时段充电则会加剧用电峰值,影响电网的峰谷差价,导致能源价格上涨。
为了有效利用电网资源,规定电动汽车的充电时间和费率是非常重要的。
最后,对于电动汽车充电的应对策略,可以从如下几方面考虑:
1. 电网建设。
电网的建设需要考虑电动汽车充电的需求,对电网进行优化和改善,以适应电动汽车充电所需的大电量负载。
2. 计费规则制定。
通过制定合理的计费规则和良好的价格体系,引导用户在谷时段充电,降低用电峰值,提高用电效率。
3. 电动汽车充电设施布局。
通过合理规划电动汽车充电设施的布局和建设,为用户提供方便快捷的充电服务。
V2G技术对配电网的影响综述摘要电动汽车的普及已成为一种趋势,将会对电力系统运行产生深刻影响。
电动汽车大规模并入电网进行无序充电将会对电网负荷造成较大波动,V2G技术将成为系统运行控制的重要手段,不仅能够限制充电负荷的不利影响,而且能够实现降低网损,削峰填谷,发挥负荷调度的作用。
该文介绍了近年来无序充电对配电网评估的研究成果,对V2G技术下的充放电负荷仿真分析模型、充电控制效益、充电控制策略研究等方面进行分析;同时指出了尚未解决的问题和可能的研究方向。
0引言发展电动汽车(Electric Vehicle,EV)是提高汽车产业竞争力、保障能源安全和发展低碳经济的重要途径[1]。
计划到2020年,纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)和插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,之后电动汽车的保有量会逐年攀升[2]。
电动汽车大规模并入电网进行无序充电将会对电网负荷造成较大波动[3, 4],若大规模电动汽车作为大容量储能设备的潜能不被很好利用对智能电网的建设也将带来不利影响,电动汽车随机接入电网会增加调度的难度。
在不影响电动汽车使用者行驶需求的前提下,本文建立电动汽车充放电控制策略,得到电动汽车充放电功率概率模型,以便最大限度地使电动汽车参与到电网的调度之中,改善电网的负荷特性,提高电气设备利用率,为电网负荷的削峰填谷起作用其到积极作用,从而降低电网的运行成本。
关于电动汽车对配电网的影响,可以在配电网乃至某小区供电范围内对电动汽车的影响进行考察,研究的问题集中在线路和变压器负载率、设备寿命、网损、可靠性、压降、不平衡和谐波等问题的评估。
在对配电网的负载率、网损、压降问题进行评估时,需要从时间和空间角度考虑电动汽车充电负荷在配电网各节点的分布[5]。
1电动汽车充放电功率需求电动汽车具有负荷和分布式电源的两重性,对于电动汽车个体,其放电功率对电网产生的影响不大,考虑到电动汽车的大规模接入电网,其总功率与充放电持续时间可能非常可观。
第32卷第31期中国电机工程学报V ol.32 No.31 Nov.5, 20122012年11月5日Proceedings of the CSEE ©2012 Chin.Soc.for Elec.Eng. 43 文章编号:0258-8013 (2012) 31-0043-07 中图分类号:TM 71 文献标志码:A 学科分类号:470 40电动汽车对电网影响的评估和解决方案田立亭,张明霞,汪奂伶(中国电力科学研究院,北京市海淀区 100192)Evaluation and Solutions for Electric Vehicles’ Impact on the GridTIAN Liting, ZHANG Mingxia, WANG Huanling(China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)ABSTRACT: Electric vehicles (EVs), from power system’s point of view, have the properties of controllable load and energy storage. Using EV’s characteristics, solutions can be designed to reduce the adverse impact on grid and optimize the performance of grid operation. This paper classified impacts on the grid according to the examined scope, levels and indices. The process and methods for grid impact evaluation were given. And the uncertainty of EV charging load and related factors were analyzed. On the base of the present research and standardization work, the paper discussed the solutions for EV-grid integration from the respects of interaction structure, communication, management and control scheme etc. It is pointed out that sufficient capability of monitoring and supervising is needed for the grid to support large-scale EVs’ integration.KEY WORDS: electric vehicle (EV); grid impact; charging load; energy storage; demand response摘要:电动汽车(electric vehicle,EV)具备可控负荷和储能单元的双重属性,利用电动汽车的该种特性减少其对电网的不利影响并实现电网运行特性的优化,需要对电动汽车与电网的互动解决方案进行设计。
按照考察范围、层次、指标的不同对电动汽车对电网的影响进行了分类,给出了电动汽车对电网影响的评估步骤和方法,分析了电动汽车充电负荷的不确定性及影响因素。
根据现有研究和相关标准化工作,从电动汽车与电网的互动架构、通讯、管理机制和控制方法等方面对电动汽车与电网互动的解决方案进行了探讨。
指出电网需要具备足够的监测及管理能力以支持大规模电动汽车的接入。
关键词:电动汽车;电网影响;充电负荷;储能;需求响应0 引言规模化电动汽车的电力需求将为电网带来压力和挑战。
电动汽车对电网的影响可体现在发电、输电和配电层面。
关于电动汽车对电网的影响已有多篇文献在不同计算条件下进行了评估。
由于考查案例和计算方法的不同,关于电动汽车对电网的影响出现了不同的结论。
电动汽车对电网影响的不确定性,取决于电动汽车的数量、充电地点、充电功率、用户行为、与原有负荷高峰在时间和空间上的关联程度等。
在发电和输电层面,电动汽车对电网的影响与电动汽车的总体数量以及用户行驶和充电的统计特性有关。
而在配电网层面,电动汽车对电网的影响还与充电设施的分布以及各特定区域和场所下的用户使用特性有关。
规模化电动汽车的充电需求加剧了电网的升级改造压力,在经济运行目标下,电网需要通过更加高效的手段,维持系统的可靠运行。
电动汽车的移动性、随机性等特点造成其对电网影响的不确定性,同时也使其充电需求具备一定的灵活性。
将电动汽车视为可控负荷和移动式储能单元,减少其对电网的不利影响,并利用其为电网提供支持也是当前研究的热点。
本文在国内外相关研究工作的基础上针对电动汽车对电网的影响进行了分类,介绍了电动汽车充电负荷的计算方法,并给出了其对电网影响的评估方法。
最后,本文讨论了减少电动汽车对电网影响的解决方案,包括架构、通讯、管理等方面的问题。
1 电动汽车对电网影响的分类电动汽车对电网的影响可根据考察的空间范围、层面和评估指标进行划分。
图1给出了电动汽车对电网影响的分类,每一根闭合连线代表了评估的一项内容。
在电力系统各环节中,电动汽车的影响可涉及发电、输电和配电层面;在空间领域,可以从全网、区域电网乃至某小区供电范围内对电动汽车的影响进行考察;根据考查对象,评估的指标44 中国电机工程学报第32卷图1电动汽车对电网影响的分类Fig. 1 Categories of EV impact on power grid可划分为设备负载率、设备寿命、电能质量(谐波水平、压降、闪变、不对称)、网损、可靠性、容量等。
从影响层面看,关于电动汽车对发电和输电影响的研究集中在发电和输电容量对电动汽车电量和电力需求的容纳能力。
如文献[1]考虑电动汽车傍晚充电和夜间充电2种情景,指出在傍晚充电情景下,电动汽车将使电网峰值负荷发生较大增长,到2030年美国13个供电区域中将有10个区域需要新增装机以满足电动汽车电能需求。
文献[2]以澳大利亚珀斯地区为案例,参照传统车辆行驶统计特性进行计算,指出若该地区所有乘用车替换为电动汽车,现有输电线路和变电站可满足100%车辆的需求,但如果不增加该地区的装机容量,需要在负荷高峰日对93%的车辆进行管理。
对于电动汽车对发电和输电的影响,一些文献还从经济性角度针对电动汽车对发电和输电的影响进行了评估,如文献[3]在电动汽车不同充电场景下,计算了电网为提高发电和输电容量所投入的成本。
关于电动汽车对配电网的影响集中在线路和变压器负载率、设备寿命、网损、可靠性、压降、不平衡和谐波等问题的评估。
文献[4]对带有不同数量电动汽车的变压器热点温度进行了计算,得出严重情况下电动汽车充电负荷将使变压器寿命降低12%。
文献[5]对某城市生活区的89条10kV线路进行考查,结果表明,当该区域电动汽车渗透率达到20%以上时,线路末端压降将出现越限。
文献[6]对IEEE 34节点馈线测试系统进行了计算,指出电动汽车充电引起的线损和压降在进行优化充电管理后仍不可忽视。
文献[7]、[8]分别对电动汽车充电引起的不对称、谐波水平进行了计算,指出电动汽车达到一定数量后,公共母线电压的不对称度和谐波畸变率将超出标准允许范围。
除上述电动汽车对发电、输电、配电环节的影响外,电动汽车对电网的影响还涉及到电力市场、电网产品和服务等方面的内容[9-12]。
对电动汽车规模化应用后,电网能源结构和CO2排放的变化也是研究的内容之一[13-14]。
2 电动汽车对电网影响的评估根据已有的研究工作,评估电动汽车对电网影响的一般步骤可概括为:1)确定考查的内容和相关指标;2)划定时间和空间范围;3)确定研究范围内电动汽车的数量和类型;4)对充电负荷进行模拟和计算;5)计算原有运行背景下的各项指标;6)评估电动汽车充电负荷引起的各指标变化。
充电负荷的计算是评估电动汽车对电网影响的基础[15]。
充电负荷的计算结果与计算过程中采用的条件、方法和依据密切相关。
在已发表的文献中,充电负荷计算方法主要包括3种:1)通过特定充电场景假设获得电动汽车的充电曲线,如文献[7]分别假定了电动汽车傍晚充电、夜间充电、分时段充电3种充电场景。
该方法对各车辆和用户之间的差异进行简单的分类处理,可简便地对不同场景下电网的承受能力进行评估,并从中得到理想的充电场景。
2)通过微观仿真(micro simulation)[16]软件对每个电动汽车用户的出行计划和充电行为进行模拟[17-18],该方法从用户的需求出发,体现了用户行为的差异,还可建立用户对电价等外界条件的反馈,该方法可同时从空间和时间尺度得到某一范围内电动汽车的充电负荷。
3)考虑电动汽车用户的随机性,通过蒙特卡罗仿真对各种随机特性进行模拟,进而得到一定数量电动汽车的叠加充电负荷曲线[19-20]。
对于前2种方法,每次计算得到的电动汽车充电负荷是确定的,而对于方法3),得到的电动汽车充电负荷是不确定的,因此,也有文献将电动汽车充电负荷的计算方法总结为确定性和不确定性方法[21]。
实际上,无论采用何种方法,在对系统进行评估时,都应当考虑电动汽车充电负荷的不确定性,从而使电网的管理者和决策者更好地认识到电动汽车充电带来的风险。
第31期田立亭等:电动汽车对电网影响的评估和解决方案 45实际中,电动汽车充电负荷取决于充电设施的技术参数(供电方式及功率)、车辆技术参数(动力电池容量)以及用户的行驶和充电行为。
其中,不同车辆和充电设施的技术参数具有一定差异,而用户的行驶和充电行为具有较强的随机性,还易受到外界环境的影响,这些因素使得电动汽车充电负荷的计算具有不确定性。
对于一定规模的电动汽车,其充电负荷计算中直接涉及的变量主要包括充电频次、充电时间、充电地点、充电电量和充电功率[16-20]等。
其中用户充电频次、时间和地点关系到用户行驶习惯、充电设施布局、充电费用等因素,充电电量受到用户行程、车辆能耗等因素的影响。
一些文献对这些变量的分布规律进行了假设[19,21],一些文献参考了传统车辆的统计数据[22-24],还有一些文献则根据电动汽车的实际路测试验结果进行了计算[25-26]。
从这些文献中,可看出采用不同计算依据时电动汽车充电负荷的差异。
如一些文献将传统用户的最后一次出行结束时间拟定为用户的开始充电时间[21-22],事实上二者之间可能存在较大差异,原因在于用户并不只在返回家中后进行充电,用户在具有充电设施的停驶地点都有可能进行充电[25];另外,电动汽车的充电功率受到当前电池技术水平、供电条件和设备成本的限制,各文献在计算中采用了不同的充电功率,包括常规充电和快速充电,二者的充电曲线也存在较大差异[27-28]。