电动汽车充电设备对电网电能质量影响探讨.doc

电动汽车充电设备对电网电能质量影响探讨 武汉电动汽车示范运营有限公司 赵红荣 熊建斌 摘 要：电动汽车充电模式和充电时间的特点。大规模电动汽车充电设备对电网电能质量的影响。电动汽车充电站使用中的谐波污染与治理。为了保护电网安全，需要对接入电网的充电设备建立市场准入机制，减少充电设备对电网的影响。 关键词：电动汽车充电；充电模式；充电设备对供电质量影响；绿色充电站 引言：由于节能环保意识的提高以及电动汽车的广泛推广应用，随之而来的大规模电动汽车集中充电问题日益突出。大规模电动汽车同时间段内集中充电，若接入电网的充电设备达不到相关要求，充电时对电网供电质量会产生严重影响，造成重大的安全隐患。故电动汽车蓄电池充电设备（站）就必须达到一定的标准、规模和技术管理，而且同时还要考虑到充电设备（站）对电网的影响，所以研究大规模电动汽车充电对电网的影响以及解决措施就具有重要意义。 湖北省电动汽车总量（万辆） 5.6 153 312 总消耗电量（亿度） 1.29 21.9 35.2 电费收入（亿元） 0.64 11.0 17.6 由上表可以看出，湖北省电动汽车的发展可以给电力部门带来很大的新增电力消费市场。电动汽车目前正处于大规模商业应用的前夕，电力公司应高度重视电动汽车的发展状况，并积极、主动地引导其发展方向，促使新能源汽车朝以电动汽车为主流的方向发展，从而促进我国能源消费结构向电力消费转型。 二、电动车的充电模式的技术状况 电动汽车逐步形成大规模商业应用的前夕，作为电力部门更应关注电动汽车大量使用的充电设备，是否会对电网的供电质量产生不良影响，目前国内的电动汽车所使用的充电设备为：高频和工频两种。 不同种类的动力电池具有不同的充电属性，充电方式必须与电池的充放电曲线进行匹配，最佳充电属性在0.1C～0.3C之间变化。电池系统额定电压相同的情况下，最高充电电压由于电池种类、结构形式上的区别也体现出一定的差别。对于不同种类的电池，充电方式及电控制和管理策略也不同，因此应根据电池的特性来确定不同的充电方法。 由于电动汽车动力电池组的技术和使用特性的不同,电动汽车的充电模式存在一定的差别。通常有常规充电、快速充电和更换电池组三种充电模式。 （1）常规充电模式 常规充电是指采用小电流（0.1C～0.3C）在较长的时间内对蓄电池进行慢速充电，这种充电又叫普通充电。常规蓄电池均采用小电流的恒压恒流三段式充电，一般充电时间为10～12小时，最长可达15小时。 常规充电的优点： 1）充电器和安装成本较低，便于实现车载； 2）可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，保证充电时段电压相对稳定； 3）充电设施体积小可携带，便于车辆在停车场以外的地方充电。 常规充电的缺点： 充电时间过长，难以满足车辆紧急运行的需求。 常规充电的适用性： 设计电动汽车的续驶里程尽可能大，能满足车辆运营一天的需要，仅仅利用晚间停运时间充电； 由于常规充电以常规的电流为蓄电池充电，因此在家里、停车场和公共汽车站都可以进行充电； 常规充电站的规模一般较大，以便能够同时为多辆电动汽车进行充电。 （2）快速充电模式 常规充电的充电方法一般时间较长，给实际车辆使用带来许多不便。快速充电模式的出现，为电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电，是指以较大的电流（一般用1 C～3C）在30min至2h的短时间内，为电动汽车进行充电的一种模式。 快速充电的优点： 充电时间短，场地周换快； 充电站场不需要大面积的停车场。 快速充电的缺点： 充电效率较低，安装成本和工作成本较高； 充电电流大，对充电的技术和方法要求高，对电池的寿命有负面影响； 充电电流大易造成电池异常，存在安全隐患。 快速充电的适用性： 电动车的续驶里程适中，在车辆运行的间隙进行快速补充， 满足车辆安全运营需要； 大电流快充使充电时间大为缩短，为后续的均衡充留出足够的时间； 由于相应的大电流需求会对公用电网产生有害的影响，因而快速充电模式只适用于专用的充电站。 （3）更换电池组 即电池组快速更换系统。通过直接更换电动汽车的电池组来达到充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员并借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。 更换电池的优点： 提高了车辆的使用效率，方便用户的使用； 更换下来的蓄电池可以在低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行的经济性； 解决了充电时间长、蓄存电荷量少、电池质量差、续驶里程短等难题； 便于电池组的维护、管理，提高了电池的使用寿命； 有利于废旧电池的回收和再利用。 更换电池的缺点： 对于电池与电动汽车的标准化、电动汽车的设计改进、充电站的建设和管理以及电池的流通管理等有严格的要求。 更换电池的适用性： 车辆电池组设计标准化，易更换； 车辆运营