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摘要：随着节能减排和低碳经济的发展，电动汽车逐渐增多，但是大量电动汽车在进行充电时会影响城市的主动配电网，尤其是很多电动汽车都是单向无序的充电模式，用户在对电动汽车进行充电的时候，时间上和空间上都有很大的随机性，会给主动配电网增加很大的负荷，从而影响主动配电网的正常运行。本文对电动汽车充电模式对主动配电网的影响进行了研究。
关键词：电动汽车；充电模式；主动配电网；影响
电动汽车的普及和推广有助于减少石油燃料的使用，缓解目前能源紧张的局面，而且还能控制温室气体的排放量，起到保护环境的作用，有着非常良好的应用前景。但是随之而来的问题是大规模的电动汽车在充电时会对城市电网产生重大影响，尤其是对主动配电网的影响不容忽视，因此要想进一步推动电动汽车和主动配电网的发展，就必须要对电动汽车充电给主动配电网带来的影响进行深入的研究。
一、电动汽车的充电模式
（一）单向无序充电
在正常状态下，电动汽车接入电网的充电模式是单向无序充电模式，即VOG模式。这也是目前大多数电动汽车所采用的充电模式，单向无序充电应用的是单向变流技术的原理，在这种充电模式下，不需要与主动配电网能量管理系统联系，因此用户可以自行决定何时充电和充电时长。这就导致如果发生大规模的集中充电，就一定会影响主动配电网的正常运行，严重增加了主动配电网的负荷。这种单向无序充电模式是使用最为普及的充电模式，被广泛的投入使用在城市电动汽车充电站，例如北京奥运会和上海世博会的电动汽车充电站都存在类似的问题[1]。
（二）单向有序充电
单向有序充电模式分为两种，TC模式和VIG模式。TC模式就是指电动汽车要在规定的时间内进行充电，从而有效的实现错峰充电，缓解电动汽车在用电高峰的无序充电行为。但是TC模式操控比较简单，对整个充电过程的掌握不够自如，无法掌控电网的峰谷状态，也不能对实时电价做出正确的判断。VIG模式就是在电网的控制下，能够实现电动汽车与电网之间的实时通信，从而根据电网的状态进行电动汽车的充电行为，调整充电的最佳状态，提高电网的利用效率，尽量减少由于电动汽车充电行为对主动配电网的影响。
（三）双向有序充电
双向有序充电模式即V2G模式，这是一种能够实现电动汽车和主动配电网能量管理系统之间实时通信的模式，配电网能够对电动汽车的充电行为进行控制。从原理上来讲，通过使用双向有序充电模式，能够实现电动汽车电池与配电网之间的能量转换，但是在实际的操作过程中，不但需要自身具备成熟的技术，还要有电网的合理调度、控制和通信技术作为支持，才能有效实现V2G充电模式。
二、电动汽车充电模式对主动配电网的影响
（一）随意的快速充电给电网负荷带来的压力
通常情况下，当电动汽车采用100A以上的快速充电设备充电时，快速充电的功率会迅速上升，只需要几天就可以达到上千瓦。因此，如果在同一个时间段、大量的电动汽车进行快速充电行为，会对本地的配电网产生巨大的影响，短期内出现严重的负荷增加，从而引起该地区局部范围的电网破坏。所以说，在推广和普及电动汽车应用的同时，就要对用户普及相关的使用知识，引导正确的使用方式，合理的安排电动汽车的充电时间，形成避峰填谷的使用策略，这样不但能够满足电动汽车的充电需要，还能够减少电动汽车充电对配电网产生的影响[2]。
（二）对继电保护和配电网调度的影响
以往配电网的接收端是无缘辐射状的电网，这种电网只具备简单的配电调度和信息采集功能，但是在未来的电动汽车发展中，车载电池会朝着智能电网的方向发展，并且具备储能的功能，简单的配电调度是无法满足其需求的，因此未来电动汽车的发展对电网的调度和监控提出了更高的要求。除此之外，电动汽车的车载电池具备能量转换的功能，这也改变了传统配电网辐射状的供电模式，随之而来的会改变继电保护机理。
（三）对电能质量的影响
由于电动汽车充放电过程是双向变流充放电，因此会带来一定的谐波污染，从而给电网的电能质量产生影响。所以说，对电动汽车的充放电设备要进行严格的谐波指标控制，首先要严格执行国家要求的谐波标准，控制好供电系统的谐波水平；其次要增加换流装置的相数，从而有效降低谐波电流的有效值；再次要设置无功补偿装置，目的是为了提高系统的谐波承受能力；最后要装配滤波装置，从而对谐波污染进行及时的治理[3]。
（四）对电网规划的影响
在电动汽车普及程度越来越高之后，在今后的用电高峰期，可以将电动汽车车载电池种储存的能量作为分布式的电源，满足配电网的供电需求。电动汽车具备独特的移动性和分散性，而且数量庞大，所以在建设电动汽车充放电设施的时候，会对电网的规划、配电容量的设置和配电线路的选型等方面产生影响。尤其是在电动汽车进行随机性接入电网充电时，会影响整个系统的负荷预测，从而给配电网的规划带来了不确定因素，在确定系统规划目标时有一定的困难。
三、电动汽车的有序主动控制
（一）分布式电源的协调调度
分布式电源在主动配电网会逐渐的渗透，通常情况下，要想提高分布式电源的消纳能力，就必须要对电动汽车与分布式电源进行协调调度，从而实现电网的稳定运行。对电动汽车和分布式电源进行协调调度，除了能够合理科学的保证电网的有效运行，还能够实现新能源发电波的平抑，从而有效降低碳排放，提高新能源发电的接纳程度。在电动汽车与可再生能源发电系统协调调度中，提高经济性、减少碳排放、扩大接纳能力和平抑发电波动是主要目的[4]。
（二）有序充电策略对比
电动汽车的有序充电是在满足电动汽车用户使用需求以及电池充电设施性能的前提下，通过经济、有效的技术手段，控制电动汽车的充电行为，从而实现减少对电网的影响、提高电网运行效率的目的。以北京奥运会为例，当时的电动汽车充电站数据在经过粒子群算法的迭代计算时，能够得到三组优化目标函数的充换电站充电负荷。初始负荷曲线叠加上无序充电负荷曲线之后，能够得出无序充电的负荷曲线，初始负荷曲线叠加上有序充电负荷能够得出有序充电优化调度后的新负荷曲线。对于不同的目标函数，在利用减小峰谷差的方法进行目标的优化时，能够明显看出在最低谷的效果最明显，而且在利用平抑负荷波动进行目标的优化时，充电功率在整个波谷时段均匀分布。由此可见，在使用不同的目标函数时，产生的效果也不相同[5]。
结束语
电动汽车充电的随机性，给电网的运行带来了不确定的因素，影响着电网的调度和有效的运行，而近年来电动汽车发展十分迅速，给主动配电网的运行和调度带来了全新的挑战，因此通过主动配电网对电网设施进行主动的调节和控制，实现电动汽车的有序充电非常重要。所以说，在电动汽车和主动配电网的发展中，主动配电网的充电技术是关键，对于实现电动车大规模的有序充电和主动配电网的进一步发展有重要的意义。
参考文献：
[1]和敬涵，谢毓毓，叶豪东等.电动汽车充电模式对主动配电网的影响[J].电力建设，2015，36（1）：97-102.
[2]朱海明.电动汽车充电模式对主动配电网的影响[J].大科技，2015，（28）：271.
[3]魏巍.电动汽车充电对配电网的影响及对策探究[J].建筑工程技术与设计，2017，（12）：4286-4286.
[4]李文华，许晓杰.电动汽车随机充电对主动配电网的影响研究[J].电器与能效管理技术，2016，（7）：39-42，52.
[5]王梦蔚，晏阳.主动配电网中电动汽车充电站智能管理控制系统设计[J].电工电气，2017，（7）：62-66.