张耕源
国网北京昌平供电公司 北京昌平区 102200
摘要：随着电动车的普及，充电量大的问题也不容忽视，这将给电网负荷、电器设备带来影响。电动汽车的并网接入将会引入大量的交直流负荷，对电网的生产和运行都会造成严重影响。在允许电网接入前，必须将影响降到可控范围内。基于此背景，本文主要分析了电动汽车充电桩对城市供电负荷决策的影响有关内容，可供参阅。
关键词：电动汽车；充电桩；城市供电；负荷；决策；影响
1电动汽车充电行为习惯分析
目前，由于电动汽车充电桩的放置和利用不是很高，这与电动汽车的购买率和充电桩的安装有一定的关系。政府全面考虑了用户的实际需求，引入了第一代社区充电桩，并实施了优惠电费等政策，以鼓励用户购买和使用电动汽车。电动汽车将逐渐被完全取代。当电动汽车完全替代汽油汽车时，对电网负荷的需求很高，当电动汽车的充电时间接近现有城市的功耗曲线时，该城市的电力负荷会持续一定的时间。如果深度分析电动车充电行为习惯，研究其与城市用电习惯的重合度及补漏性，形成一套削峰填谷的用电优化方案，就可以最大限度地提升电网资源利用率。
2充电桩接入对电网的影响
2.1充电桩接入对配电线路影响
快速充电桩接入低压线路的导线截面要求在120mm2以上，在现有导线截面的配置条件下，快速充电机应以“干线接入为主，支线接入为辅，进户线不接入”的原则接入。
2.2对配电变压器影响
当接入配电变压器的其他负荷占变压器容量的40%时，容量小于500千伏安的配电变压器容量裕度有限，强制接入快速充电机容易造成配电变压器满载或过载运行，降低变压器运行的经济性。容量大于800千伏安的配电变压器具有较强接纳能力，允许接入一定数量的快速充电机，每台配电变压器可接入快速充电机台数在1至5台之间，远小于同等条件下常规充电机接入数量。
3快速充电设施对负荷特性的影响
3.1快速充电对不同类型负载的影响
电动汽车的快速充电负载增加了各种负载的峰谷差和负载比，并且增大范围和穿透率基本上遵循线性定律。对于商业、公司和住宅负载，电动汽车的快速充电负载会增加峰谷差异。幅度明显大于增加的幅度。对于工业负载，在各种穿透条件下，电动汽车的快速充电负载的峰谷差异和负载增加相对较小。
3.2快速充电对总负荷的影响
当快速充电负载大于5时，充电负载对总负载的影响较大，而当充电负载小于1时，充电负载对总负载的影响较小。预计到2030年，中国的电动汽车的数量将增加到5000万以上。假设电动汽车的充电功率为10千瓦，则当同步速度达到其极值时，电动汽车可以一起充电，达到5亿千瓦。当大量电动车辆随机充电到电网时，电网上的负载变为“峰值”，使电网峰值更加困难，增加了配电网络的压力，并大大降低了电网的安全性和可靠性。随着电动车辆的数量持续增加，电动车辆充电对电网的不利影响变得更加严重。
3.3最大负荷对电网的影响
初始充电状态（SOC），充电开始时间和每日行驶里程等参数在某种程度上是随机的。根据概率和统计原理，使用随机数来模拟和使用随机数解决问题。基于问题概率函数的获取，计算机用于统计和抽样解决方案以获得问题的解决方案。依据电动汽车类型选择电动汽车然后输入汽车类型的基本信息，例如电池容量，充电功率和电动汽车尺寸。然后，取任意初始充电时间和初始充电SOC，计算24小时的充电负荷率，得到负荷曲线。重复上述过程以累积电荷负载曲线，以找到最终的电荷负载。
4建立充电桩合理运行负荷模型
电动汽车应用过程具有随机性、分散性、规模化的特点，要对分散式充电柱的充电过程科学化、合理化管理，如按需随意性地对充电桩进行调度，将会增加电网负荷突发性不可控的问题。因此需要选择一种中间服务者，为充电桩集群提供调峰、调频、能源池调用等辅助性功能服务，将4类充电桩看做一个整体，中间服务者通过综合考虑用车行为和城市用户用电行为，融合一定的需求侧用电算法，在合适的时刻调用相应的调用规则，实现充电桩和城市配网负荷的优化配置，构建分层分区优化策略.中间服务者在配网中起到承上启下的作用，包含中间管理者的充电桩系统双层通信架构模式如图１。
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双层架构模式将实现用户、中间服务者和电力公司各自利益的最大化，电力系统无需为边缘负荷的小型波动而增加新的电源系统，从而节约了建设成本，中间服务者可通过电力差价盈利，最终达到多方共赢的效果，而且还改善了整体电网的性能。调度系统将权责下放给中间服务者，中间服务者需考虑电动汽车的部署特性，充电量大和随机性强，需要解决电网的集中调度决策和电动汽车分散性的问题。因此系统将电动汽车区域分层化，形成不同的资源池，很好地规避了充电桩时空不确定的问题，将结合分布式优化控制和集中优化控制的特点，形成一套动态能源规划的控制流程，从而实现充电桩的有序充电和智能控制。电动汽车调控算法流程如图2。通过中间服务者预测的电动汽车充电需求，结合调度中心短期负荷预测，接入目前充电汽车充电信息，调用充电汽车控制优化约束条件，依据电动汽车充电功率值、电池剩余电量、充电电流等限制，判断是否允许接入，如不满足条件，则返回做进一步调整，直到满足收敛条件才允许并网接入。
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5结语
随着电动汽车充电站容量的增加，系统的电压稳定性也会提高，并且电压质量逐渐降低。电动汽车具有的随机性和规模性将会给电网产生一定的冲击和影响，为使电动汽车完全融入电网系统中，需调和双方的运行方式，综合考虑多方面因素，形成良性的互动操控，指导电力系统的运行与规划，使两者之间能够保持可持续发展状态。
参考文献
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