大规模电动汽车充电行为对电网的影响摘要：随着《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》的出台，在政府对电动汽车产业的大力推动下，我国电动汽车产业将步入快速发展期，这也极大地推动了电动汽车能源供给设施的建设，大量电动汽车的充电行为势必会给电网带来不可忽视的影响。

本文首先分析了国内主要能源供给设施的类型，归纳了影响电动汽车充电行为的关键因素，总结了电动汽车充电行为对电网的影响。

关键词：电动汽车；能源供给设施；充电行为；电网
中图分类号：u665.12 文献标识码：a 文章编号：
0 引言
发展电动汽车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。

而电动汽车能源供给设施是发展电动汽车所必需的重要配套基础设施，是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。

能源供给设施作为电动汽车和电网的接口，其大规模接入将给电网带来巨大的冲击和影响。

研究分析不同运营模式下各类充电设施的负荷特性及控制策略已成为重要内容之一。

1．电动汽车能源供给设施类型
电动汽车能源供给设施主要类型有：交流充电桩、充电站和电池更换站。

1．1交流充电桩
交流充电桩针对整车充电方式，根据安装方式可分为立式和壁挂式等类型，根据单台充电桩充电接口的数量又可分为一桩一充式
和一桩两充式等不同种类。

一般适用于小型纯电动汽车、可外接充电式混合动力汽车大多采用此种方式。

其体积小，安装使用方便，可广泛应用在各种类型的充换电设施中，并可很方便地安装在各种公共场所、单位内部及小区内部停车场内。

但是充电时间过长，充满电的时间一般需要６～８ｈ，影响车辆使用效率。

1．2充电站
充电站是由多台充电设备组成，为电动汽车进行充电，并能够在充电过程中对充电设备、动力蓄电池进行状态监控的场所。

充电站的充电设备除非车载充电机外还有少量的交流充电桩。

可为商用车、乘用车、特种车等各种车辆提供快充和慢充等不同形式的整车充电服务，快充为主。

充电时间短，但是对电网的冲击大，同时也影响电池的寿命。

1．3电池更换站
电池更换站是指采用电池更换方式为电动汽车提供电能补给的场所，是一种重要的电动汽车能源供给方式。

目前，国内对商用车两侧换电、乘用车后备箱电池更换和底盘电池更换等电池更换方式均进行了研究。

综上比较，充电设备作为电动汽车充电和电网的接口，充电设施的规划和建设对电动汽车充电负荷影响巨大。

特别是当前电动汽车种类多样，现在仍然处于产业培育和快速成长阶段，充电方式等还未统一，需要充分研究电动汽车的充电方式、充电站的布局规划、相关变电站的规模设置。

2．电动汽车充电行为影响因素
电动汽车作为一种用电负荷，其特性主要由以下几种因素决定。

2．1动力电池的特性
动力电池是电动汽车的核心部件，它储存的电量是电动汽车部分或全部的能量来源。

目前，应用于电动汽车上的电池主要有3种：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。

不同种类的动力电池具有不同的充电特性，充电方法及充电控制策略也不同。

2．2电动汽车的充电方式。

目前，电动汽车充电方式主要分充电模式和更换电池模式。

充电模式可分为普通充电和快速充电。

普通充电又叫慢速充电，每次充电所需的时间较长；快速充电是利用大电流给电动汽车充电，这种充电方式不仅会给电网带来较大的冲击，而且会减少电池使用寿命。

2．3电动汽车的类型。

根据使用对象的不同，可以将电动汽车分为1）集团用车。

主要包括公交车、环卫车、邮政配送车、电力工程车等。

其行驶特性有一定规律，有固定停车场所。

2）社会车辆。

主要是公务车和出租车等。

随机性大，行驶半径大。

3）私人乘用车。

行驶随机性很强，行程较短，
2．4电动汽车的充电时间。

充电时间因电动汽车使用对象不同，使用者的用车习惯不同充电行为也存在较大差异。

不同的充电时间对电网的影响非常大，如果在峰荷时间进行充电将加重电网负担，
而如果在非峰荷时间进行充电将减小充电对电网的冲击。

应采取一定的政策引导充电行为，趋利避害。

3．电动汽车对电力系统的影响
3.1增加系统备用容量，影响电网负荷率
电动汽车充电将导致负荷增长，若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电，将进一步加剧电网负荷峰谷差，加重电力系统的负担。

电动汽车充电负荷的增长需要发电侧电能供给的平衡以及输电线路传送能力的提升。

电动汽车充放电对现有配电系统运行的影响，包括造成新的需求高峰、系统电压水平超出允许限值、电压电流波形畸变和单相运行时电压相位不平衡。

研究结果表明，电动汽车的大规模发展可能导致电力系统供需失衡和电压超出允许范围，在某些运行状态下，可能导致电压、电流波形严重畸变和电压失稳。

而如果将电动汽车合理地分布在三相上，则电压一般不会超出允许限值。

3.2影响电能质量和电网运行经济性。

电动汽车充电负荷属于非线性负荷，所使用的电力电子设备将产生一定的谐波，大量电动汽车的无序充电会显著增大配电系统网损，并恶化电能质量，主要影响包括电压下降，谐波污染和三相不平衡。

；反之，如果对电动汽车的充电行为进行协调优化，则可以降低系统的峰荷需求，并在很大程度上减轻上述负面影响。

3．3对配电网规划和建设提出新的要求。

在电网规划方面，需要充分考虑电动汽车充电负荷的时间和空
间分布，权衡电网投资的经济性和电网运行的安全性。

另外，未来大量充电设施如交流充电桩、充电站与换电池站布点规划的过程中，应综合考虑电动汽车车主驾驶行为、充电行为以及交通信息与现有配电网信息，实现充电设施在电网中的合理分布。

电动汽车用户用车行为和充电时间与空间分布的不确定性，使得电动汽车充电负荷具有较大的随机性，这将加大电网控制的难度。

提出了一些新的需求侧管理策略，如交错充电、用户负荷控制等，以期使配电系统运行更加安全和有效。

3．4 与电网的双向互动(ｖ２ｇ)
电动汽车与电网互动是指电动汽车作为分布式储能单元，以充电和放电的形式参与电网的调控。

通过ｖ２ｇ技术，这些闲置的电动汽车可以在用电高峰期将电能反馈回电力系统中。

电动汽车也可以在可再生能源机组不能发电时作为系统备用，从而减轻可再生能源的间歇性对电力系统运行的影响。

电动汽车作为分布式的储能装置，可以通过协调控制其充放电过程，使之在系统负荷高峰时放电、低谷时充电，实现系统的削峰填谷.
通过有序充电优化和ｖ２ｇ技术可有效减少电网峰荷，平滑负荷，减少或延缓发电、输电和配电设备的投资。

4．结语
电动汽车能源供给设施的普及势必会影响城市负荷的变化，考虑大量投入运营后对电网的影响从电动汽车充电未来的发展趋势
来看，考虑配电网规划中电动汽车充电设施的布点和容量配置，而从长期来看，随着电动汽车走入家庭以及充电技术和计量技术的发展，大规模分布式的家庭充电将成为研究电动汽车充电对电网影响必须考虑的重要方面。

参考文献
【1】《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》
【2】电动汽车充电对电网影响的综述
【3】电动汽车接入电网的影响和利用
作者简介：刘宝英（1980-），女，主要从事输变电设计、智能电网与新能源研究。