目前,隨著電動汽車滲透率的不斷提高,不加管理的自由充放電給電網帶來了威脅。如變壓器過載、網損增加等,可以采用相應的控制和調度策略來消除和抑制,同時實現削峰填谷、消納可再生能源等功能。文章通過探討電動汽車的負荷特性、負荷模型,從4個方面闡述了其對電力系統的影響,并簡述了相應的優化調度控制策略。
電動汽車充電對電力系統的影響
考慮到電動汽車車主充電行為的自由隨機性:時間上,電動汽車到達充電站具體時刻的不確定,蓄電池狀態不同導致充電時長的不確定;空間上,由于人們出行需求的不確定導致電動汽車位置的隨機性。種種的不確定使得電網的安全穩定運行將承受更大的考驗。對于間歇式可再生能源的功率波動問題,利用儲能平滑波動,參與調峰的相關技術已經有所研究,而電動汽車在一天當中的大部分時間都是空閑狀態,可以看成是分布式儲能,消納過度的可再生能源,并在電網峰荷期向其輸送電能,同時還可以優化風電并網的經濟性。
電能質量
電動汽車蓄電池充電屬非線性負荷,其接入也會增加相應的包含大量電力電子裝置的充電設備,充電過程中會產生諧波,采用PWM整流+DC/DC充電機和相應的控制策略,能把諧波限制在較低水平,但其受到容量、成本等限制,并不能得到廣泛的應用。在實際電網運行中,為確保電網的電能質量達標,汽車充電站會考慮在相關配電系統中配有補償和濾波裝置。
負荷平衡
電動汽車的大范圍應用和大量接入電網,可能會導致配電網局部負荷變大。顯然,不同的電動汽車滲透率,導致的日峰負荷增量對應不同,必須采用有效的模型和策略消除影響。已有文獻進行了對配電網中的普通負荷、分布式電源、電動汽車等進行分層分區規劃,建立協調調度控制模型,實現了電動汽車充放電的動態優化控制。
電源容量規劃
電動汽車接入電網后必須調整相應的電力裝機容量和電力輸送設備,以應對負荷增長造成的發電、輸配電系統的壓力,同時這種負荷變化將會對電網的電源裝機、線路容量提出更高要求。
電動汽車放電對電力系統的影響
研究發現,EV入網比建設調峰電廠或機組更加經濟,目前也有相關文獻研究V2G技術的可行性與潛在效益。車網互聯的概念將帶來新的補償理念,如果采取正確合理的調度和引導,用電動汽車吸納過剩的可再生能源、平抑波動,有助于實現供需平衡,同時可以擴大電力市場、降低峰谷差、為電力系統提供備用。但是考慮電價因素的電動汽車有序充電和與可再生協調互補、或者參與調頻、作為旋轉備用等方面的綜合調度策略并沒有成熟的研究,有待進一步的探索和發展。
總結