电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响

电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响

闫浩

红河州红投能源集团有限公司 云南 蒙自 661100

摘要：因电动汽车在并网环节会产生很多交直流负荷的电流，如果没有及时对其进行严格合理控制，很容易导致电网出现异常情况，从而不能顺利运转，严重时还会发生破坏性影响。对此，一定要对没有接入电网的电动汽车充电桩予以科学控制，借此确保其所造成的干扰或影响达到最小。本文主要针对电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响展开分析探究，以供参考。

关键词：电动汽车；充电桩；城市供电负荷；影响

引言

电动汽车充电桩对城市供电负荷决策有着密切关系，如果没有对电动汽车充电桩短期内的用电需求进行合理控制，那么很可能会对城市供电带来极大负荷，同时也会对城市居民生活用电以及企业生产用电带来严重不利影响。并且，随着国家绿色环保战略的提出，在未来新能源汽车会越来越多，并慢慢替代烧油汽车，而当前新能源汽车主要是电动汽车类型。据相关专家估计，直至2030年电动汽车会用1:1的比例大范围接入电网中，这种无序性充电行为势必会对电网网架规划产生很多无法预测的风险，因此，对电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响进行研究十分必要。

一、城市市民使用电资源行为习惯分析

在电网系统中，电动汽车是营销系统用电方面，其与家中使用的电气相同，都对电网中的负荷进行了消耗。所以，只有对城市市民使用电资源行为习惯进行分析掌握，方能对新增加的电动汽车展开科学规范的布局。

由于中国地理面积较大，所以各个地区之间势必会存在时间差异，这直接对当地群众的作息时间产生了影响。一般情况下，东北、西北、华北、华中以及华东地区的时间大概相差一个小时，以云南省为例，通过对该地区日负荷曲线特性进行分析，发现供电部门将每一天都分成了09:00-12:00、18:00-23:00、23:00-07:00。其中前两个时间段都是高峰时期，最后一个是低谷时期，剩余时间则属于平时段。而西北地区城市通常会全部向后方延长1小时。在市民用电高峰期，电网中会涌入大量符合，导致用电拥挤，如果在高峰用电期间添加小量级的负荷不会造成太大影响，但是若是有大幅度负荷变动，一定要会对电网的顺利运行造成较大影响；在用电低谷期，大多数设备和人物都是在睡眠状态，此时负荷会下降，然而此时的负荷是大量冗余的，利用率缺乏。

二、电动汽车使用者行为习惯分析

现阶段，电动汽车充电桩的分布和利用率都不是很高，这跟电动汽车销售量和充电桩安装密切相关^[1]。政府通过对用户具体需求进行全面充分考虑，发布了新建住宅小小区验收标准充电车位不低于10%等强制性政策及充电桩建设补贴，电动汽车购置补贴等很多优惠政策，主要目的就是为了激发用户的购买使用热情。同时人们的环保意识也越来越高，电动车也会慢慢取代燃油汽车，如果这种局面形成，那么就会出现大量的电网负荷需求。若是电动车充电负荷的时间正好与城市市民用电行为习惯相似，那么势必会导致在某一时间段城市负荷不足的问题发生，电网应当采取在全网范围内将变压器设备容量进行扩大，或者是新建设一些变电站，以此充分满足电力负荷需求。通过对电动汽车使用者充电的习惯进行全面研究，并将其和城市市民用电习惯的重叠时间进行分析，从而设计规划用电优化方案，进而令电网资源的利用率得到显著提升。

三、构建充电桩顺利运行负荷模型

电动汽车在实际应用环节具备较强的随机性、分散性以及规模化，因此要对分散式充电桩的充电环节进行规范化、有效化管理，若是根据其随意性对充电桩予以调整控制，那么很可能会提高电网负荷突发性问题的发生率。所以应当采取一种中间服务者，为充电桩集群提供服务，比如：调峰、调频、能源池调用等，把成熟部分中的4种类型充电桩当做一个整体，中间服务者主要是对电动汽车使用者习惯与城市市民用电习惯展开对比分析，再对需求侧用电算法予以应用，在最合理的时间段调用相关规范条例，令充电桩与城市配网符合实现优化合理配置，形成分层、分区的完善措施。中间服务人员主要是在配网环节承担着承上启下的功能：首先，电网能够站在全局视角，结合负荷规划预测，选择确定参数之后将负荷为用电用户予以合理均匀分配；其次，各个充电桩在特殊情况下需要接入电网予以充电，可借助中间服务人员传递给电网消息，在电网的限制下，进行充电，如此就建立了末端与电网之间的双向通信组网。

这种双层架构模式能够令用户、中间负责人以及电力公司三方的经济效益得到显著提升，且电力系统也不用为边缘负荷小幅度变动而增设崭新的电源体系，大大节省了建设成本；中间人借助电力差价从中获得利益^[2]。最后系统真正实现了多方共赢的局面，并且电网的性能也得到了有效优化。

四、分析充电桩优化控制对供电特性决策的影响

（一）与用电负荷峰谷值避开

在电价和负荷波动最小优化控制策略调整的实施背景下可以发现，无论是白天用电高峰时间（10：30）还是晚上的用电高峰时间（19:00）其峰值都能有效避开。依托浮动电价优化实现对上述两峰值的错开可以促进电动汽车使用峰值向附近区段的转移。同时，由于受到电网负荷渗透率的影响，电动汽车通过并网接入可以促进小日负荷率的显著提升，这时若不能及时采取有效的错峰控制，那么峰值溢出等问题也会随之发生。针对电动汽车系统实施系统化调控，一方面确保了电动车最大集中充电时间，与峰值错开，另一方面也实现了对城市电网负荷的有效把控，智能充电优化效果得到显著提升。

（二）促进了电网设施利用率的提高

电动汽车充电桩自接入电网后会对电网资源进行充分运用，既避免了电力负荷低谷时间段的浪费，又能够对短期的峰值电量需求实施边缘化处理，使其始终处于电网峰值负荷水平线以下，省去了对新的电网设备进行重新布局以此来给予补给的环节^[3]。如果将处于上线大量的核心设备作为备份来讲，其会给电动汽车的运行带来短暂的负荷需求，进而导致设备的无法充分利用，所以要注重科学化调控手段的运用，确保负荷得到充分利用

（三）整体改善电力对市场运营体系产生影响

充电桩归营销系统管理，然而因为其具备充放电双向的独特特点，所以除了能够当做消纳负荷，还能够当做小规模充电电源，这对电网来说既有积极影响也有消极影响。在选择对电动汽车并网进行综合优化控制之后，可采取智能化的充电模式，并在最合适的时间段予以充电，合理的对电网冗余负荷予以消纳，成为可免容量的成本效益。营配调统一化任务得到执行之后，可通过综合平台对所管辖区域内的充电电源进行一致化管理，成为能够随时调配的能源池，如果配电网受边缘化负荷需求短期间冲击的时候，应当对空闲的充电电源予以有效运用，使其集中供电补给，可大幅降低扩充建设配网架构边缘化成本。相信在电动汽车快速发展的形势下，之前的无序性、随机性会慢慢得到改善优化，实现可调节、可控制，从而提升电网的经济效益。

结束语

电动汽车自身携带的随机性与规模性对电网带来了较大的影响，要想令电动汽车和电网系统进行深度融合，应当对双方的运行方式进行充分调和，对多方面因素予以全面考虑，使其成为合理科学的互动操控，对电力系统的日常运行提供正确指导，令两者都稳定健康的可持续发展。

参考文献

[1]吴卫华.电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响[J].中国新通信,2020,22(04):137-138.

[2]吴志刚.电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响[J].机械工程与自动化,2019(05):209-210+218.

[3]孟锦鹏,向月,顾承红,陈诗杰,刘俊勇. 面向可靠性提升的电动汽车充电基础设施协同优化规划[J]. 电力自动化设备,,:1-9.