电动车充电站接入配电网的规划分析

电动车充电站接入配电网的规划分析

徐红涛

（国网山西省电力公司经济技术研究院山西省太原市030002）

摘要：电动车发展速度不断加快，对降低汽车对石油的消耗量具有重要意义。而电动汽车的发展与电力、电网保持着密切联系，想要实现电动汽车的规模化运行，必须要确保能够与电网规划、建设以及运行保持协调。对于电动车充电站来讲，其接入配电网时必定会带来一定影响，为了降低此种影响，急需要采取科学性高的规划方案，将充电负荷转移到配电网负荷低谷时段，尽量降低充电负荷对配电网产生的不良影响。

关键词：电动车；充电站；接入配电网；规划

在清洁能源替代传统能源的全球大背景下，电动汽车作为一种新型的能源交通工具，虽然目前还不呈现规模效应，但是发展前景极其广阔。电动汽车充电设施是电动汽车的配套基础设施，是电动汽车推广过程中的重要保障。目前电动汽车充电设施主要包括电动汽车充电桩和电动汽车充电站。在实施配电网规划时，单独的电动汽车充电桩根据车位数目按比例配置，其充电容量在住宅及配套公建配电变压器配置容量中进行考虑。充电桩的接入采用由小区配电室接线或由低压电缆分支箱接线，对于未配置充电桩的已有小区要结合实际情况进行改扩建满足充电桩的接入需求。

1电动车充电站大规模接入配电网影响

1.1充电负荷预测影响

区域电动车普及程度、电动车类型、充电特性、充电时间以及充电方式等均会对充电负荷预测结果的准确度产生较大影响，需要综合各项因素进行全面分析。虽然近年来电动车技术不断发展，但是受电动车蓄电池技术与充电桩等基础设施建设等因素限制，实际上我国电动车普及率并不高，充电功率需求小，充电站接入配电网带来的影响非常小。但是在不断发展情况下，未来必定会有大规模的充电站接入配电网，而充电负荷则是影响配电网运行状态的关键。

1.2负荷谷峰差影响

负荷谷峰差大小代表着电网内电力设备利用效率，通过降低负荷谷峰差可以有效改善网损问题。电动车充电负荷将会导致整个配网区域负荷峰值升高，同时充电负荷全部集中在负荷峰时段，直接增加了配电网调峰与经济运行的压力。总结电动车充电特点，多集中在下班回家后阶段，即晚上19：00~22：00阶段充电负荷集中，其他时间段电负荷较低，使得充电负荷时段与原始负荷峰时段叠合，导致配电网负荷峰谷差增大，电网运行安全性与可靠性降低。

1.3网络损耗影响

电动车充电站接入配电网后，会造成整个配电网的负荷增加，相应的就会产生更大的网损，降低了配电网运行的经济性。充电站接入配电网之后，充电负荷将会使得配电网峰谷差增加，用电量相同情况下，峰谷差越大则产生的网损越大。

2电动车充电站接入配电网规划策略

2.1优化充电模型

2.1.1峰谷电价模型

3电动车充电站接入配电网规划算例

3.1算例分析

选择渗透率为20%的电动汽车为例对接入配电网规划方案进行算例分析，低谷时段电价为0.3965元/度，高峰时段电价为1.0045元/度。确定控制变量为开始充电时间，最小充电成本为目标函数，应用MPGA算法来计算求解。

3.2接入规划影响

3.2.1负荷峰谷差影响

不含电动车、无序充电以及优化充电的配电网负荷曲线。无序充电状态下，充电负荷基本上均集中在晚上18：00~22：00时间段，充电负荷与原始负荷高峰重叠在一起，进而导致负荷峰谷差加大。选择应用峰谷电价模型对电动车充电站接入配电网规划进行优化，直接将充电负荷转移到凌晨至第二天早上的00：00~7：00时间段，由原来的高峰时段转移到低谷时段，有效的降低了峰谷差，不仅可以降低用户充电费用，同时还能够降低对配电网运行状态的干扰。该规划方案使得电动车充电负荷达到了有效的削峰填谷目的，产生的电网损耗也更少。

3.2.2电网损耗影响

不同充电方式下节点电压曲线，相较于无序充电，基于峰谷电价模型的接入配电网规划策略，能够较大幅度上降低电动车充电负荷对配电网的不良影响。无序充电形式下，节点16、17、18电压标么值为0.9291、0.9261与0.9252，全部存在电压偏移越限问题，而经过优化后，三个节点对应的电压标么值变更为0.9398、0.9371与0.9363，电压偏移值在10kV配电网电压水平要求以内。对电动车充电站接入配电网规划策略进行优化后，充电负荷对配电网产生的系统网损率由7.16%下降到7.15%，对提高配电网运行经济效益具有重要意义。出现此种效果的关键就是优化充电后，充电负荷不会与原始高峰时段重合，峰谷差进一步降低，使得配电网整体运行效率提高。

结论

电动车普及程度的不断加深，对充电站接入配电网的规划策略提出了更为严格的要求，需要将充电负荷对配电网运行造成的不良影响控制到最低。结合电动车充电时间特点，对充电站接入配电网的规划策略进行优化，争取通过峰谷电价模型来降低峰谷差，避免充电负荷与原始负荷重叠，不仅能够减小电网损耗，同时还可以降低用户充电费用。

参考文献：

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