摘 要：电动汽车接入配电网会对配电网的经济性、稳定性及电能质量产生显著影响。分析了电动汽车接入对电网的网损、电能质量和电压稳定性的影响，并采用IEEE33节点系统算例验证本文结论。通过本文分析可知，随着电动汽车充电站接入的容量增加，系统的经济性、电压稳定性和电压质量逐渐降低，电动汽车充电站越靠近电源，系统的经济性、电压稳定性和电压质量越好。
关键词：电动汽车；电压稳定；网损；电压偏移
引言
电动汽车作为一种新型动力的现代交通运输工具，在开展节能减排、建设智慧城市以及缓解不可再生资源对社会发展的制约方面比传统燃油（气）汽车更加具有本质上的优势[1]。
目前，电动汽车发展势头已经十分迅猛，这种具有随机性、分布式的充电负荷接入电力网络的过程中，将对电力系统的规划设计、运行效率、管理措施以及电力市场的市场营销都会产生不同程度的影响[2]。考虑到电动汽车的充放电行为具有随机性，其作为充电负荷接入电网将给电力系统运行和控制带来积极和消极的影响。电动汽车充电站的规划与容量设计直接影响电动汽车的接入特性，其带来的电网的网损、电能质量和电压稳定性的变化也是不容忽略的[3]。
当大规模充电汽车站接入电网后，必须考虑充电汽车站的负荷特性，文献[4]针对以风电、光伏、储能电站、小型发电机作为电源的智能电网，采用HOMER软件规划了充电汽车站的电价，通过控制充电站的电价起到一定的削峰填谷作用。文献[5]考虑了电动汽车充电站的建设投资、电网运行经济性、电能质量等因素，采用粒子群算法对电网进行优化，提出了选出最优的电动汽车充电站建设位置的方法。文献[6]利用Lingo工具，通过对电动汽车充电站建模，针对济南市实际情况求解出了电动汽车展的最优分布情况，并将其与传统加油站比较，进行经济性比较分析。
电能质量、网损、电压稳定性一直以来都是专家和学者们比较关注的问题。电动汽车站少量接入对电网几乎没有什么影响，但随着电动汽车负荷接入电网日益增加，其带来的一系列问题如电压稳定性、网络损耗等，也是不容小觑的。进行必要的电动汽车充电站规划研究，对确保电网安全、优质、经济地运行具有十分重要的研究意义。
一、电动汽车充电设备简介
目前新能源汽车主要有替代燃料车、纯电动汽车、燃料电池、油电混合动力汽车四种。电动汽车在环保、清洁、节能、维护成本较低等方面有明显优势，成为了当代汽车的主要发展方向，是最有潜力的交通工具。电动汽车能源供给装置对于电动车产业而言是不可缺少的重要设备，主要包括直流充电器和交流充电桩两种形式。直流充电器功率大，充电时间段，体积较大，主要用于大型充电站内。交流充电桩一般功率较小，充电时间较长，体积小，占地少。电动车充电模式主要有三种：常规充电、快速充电和更换电池组。常规充电一般需要6小时以上，通常在下班之后的夜间进行。快速充电采用大电流，可在车辆运行驾驶员休息期间进行，但瞬间负荷大，对配电网运行形成较大冲击。
二、电动汽车充电对配电网的影响
（1）对电能质量的影响
电动汽车大功率直流充电桩采用电力电子技术、电子整流装置等非线性设备，在实际使用过程中不可避免的产生谐波和无功电流，从而影响配配电网供电电能质量。
（2）对电力负荷的影响
大规模的对电动汽车进行充电将使得电力负荷迅速增加，如果大规模电动汽车在用电高峰期进行充电，会使电网负荷的峰谷差更大，增加电网的负担。预计至2030年，中国电动汽车保有量增至五千万辆。假设一辆电动汽车的充电功率为十千瓦，在同时率达到极值的状况下，这些电动汽车一起进行充电则功率可达五亿千瓦。大量的电动汽车无序入网充电时，可能会导致电网的负荷“峰上加峰”使得电网调峰难度更大，加重了配网网的压力，大大降低了电网的安全性和可靠性。随着电动汽车数量不断增加，电动汽车充电对电网的不良影响更为严重。
（3）对配电网经济性的影响
电动汽车充电对电网经济性的影响表现为接入电网进行充电后线路损耗发生改变、变压器的损耗改变，同时接入电网后可能导致“峰上加峰”的现象出现进而增加电网的运营成本。
一些实验数据说明，大量电动汽车接入电网充电将使得变压器加快老化程度，降低使用寿命。
（4）对电网负荷供给与平衡的影响
对于当前电动汽车接入电网充电所导致的负荷集中增加，当前的电网系统是否保证电力供应，国内外对这方面做了大量的研究。研究表明进行无序充电会使得电网负荷峰值增大，提升电网峰谷差。电动汽车采用白天行驶、夜间充电的运行方式，不利于城市用电错峰。要看到的是，现存的城市配电网设备容量已充分利用，电动汽车大容量快充也是电动汽车充电电源选择的必然趋势，配网要想接纳这一块负荷，必然将要加大投资，且城市线路廊道扩展十分困难，这些都是制约新能源发展的突出问题。
三、电动汽车充电对配电网不利影响的解决策略
（1）提升配电网供电能力
电动汽车充电是未来城市用电负荷增长的主要来源，原有城市配电网容量只考虑到了居民用电及一般工商业用电，配电网供电能力已不能满足电动汽车充电对电能的需求，需增加配电网投资，对原有线路设备进行升级改造，新增线路及配变布点，提高线路及设备供电能力，还需增加城市外围上一电压等级电源布点，提升城市整体配电网供电能力。
（2）合理分配布点
城市配电网发展到今天已经完全满足现有城市居民用电需求，但是负荷分布不均衡，电力设备供电能力不平衡的问题依然存在，会出现局部高峰用电时变压器过载，超断路器脱扣电流问题依然存在。要想充分利用现有配电网负荷接入空间，就要统计分析城市区域内配电负荷现状，配电网络连接方式，对于具备负荷转接能力自动化程度高的配电网区域，按照最大同时率计算出可能增加的负荷数量，控制安装充电桩的规模。
（3）错峰电价鼓励峰谷用电
电动汽车充电有一定的时间规律，私家电动车大多会选择晚上下班后充电，这个时候正是家庭用电高峰，家庭用电高峰和电动汽车用电高峰时间上重合。通过电动汽车充电桩终端电价控制，充电桩使用率较低时，以相对较低的终端充电电价鼓励居民错峰给电动汽车充电。
（4）发展智能微电网
目前分布式能源接入电网，尤其以分布式光伏占比较大，还有很多分布式光伏发电因无法消纳导致不能接入到公共电网，而电动汽车充电所带来的负荷增长恰恰能解决这些无法消纳的分布式光伏发电，智能控制微电网储能技术这一桥梁将分布式发电与电动汽车用电紧密的联系起来，既解决了新能源的消纳，又解决了配电网集中供电能力不足的问题。目前亟待解决的是降低储能成本。
结束语
伴随国内汽车保有量的增长，汽车给人们的出行生活带来了方便，但传统化石燃料汽车带来的空气污染愈发严重，一些国家也意识到了这个问题，德国、英国、印度已经出台了淘汰燃油车的时间表，我们国家也在计划何时淘汰传统燃油车。纯电动汽车作为目前主流的替代品，正在得到大力的发展，续航里程不断提高，制造成本逐步降低，很多人们已经逐渐接受纯电动汽车，加上国家政策上的支持，电动汽车推广应用将更加迅速。充电终端是影响电动汽车使用体验的重要设备终端，充电终端又依赖于坚强的配电网网架构，通过智能电网、微电网等一些先进技术，依靠于大数据分析，将解决用电负荷分布不均衡，供电能力不协调等一些问题，但要从根本上解决一个新增的庞大负荷，需要加大投入构建一个供电能力更强的配电网网络，需要再电气化。
参考文献：
[1]袁伟.从新能源电动汽车的推广看供电企业在节能减排中的作为【J】.环球市场信息导报，2014（26）：104
[2]王兆按.刘进军.《电力电子技术》ISBN978-7-111-26806-2 2009-7
[3]郭谋发.《配电网自动化技术》ISBN978-7-111-36935-6 2012-3
[4]梁彤详.《清洁能源投资》ISBN7560318412003-8
[5]《配电网规划技术导则》Q/GDW10370-2016