數(shù)量巨大的電動(dòng)汽車(chē)充電樁，接入電網(wǎng)后會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)全部的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施，進(jìn)行集中充電時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)容量不足的情況發(fā)生。因此本文從幾個(gè)方面對(duì)充電樁接入電網(wǎng)后產(chǎn)生的影響進(jìn)行一定的分析，期望可以為降低充電樁的負(fù)面影響提供一定的理論借鑒。
1 充電接口與變電站充電樁的接入控制
1.1 充電接口與通信
電動(dòng)汽車(chē)的充電接口，主要是三種，分別為充電樁與電動(dòng)汽車(chē)的接口；充電樁與電網(wǎng)的接口；電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部電池管理系統(tǒng)與電池的接口。
充電接口，具體講就是電動(dòng)汽車(chē)充電的過(guò)程中，可以與充電機(jī)進(jìn)行直接通信，進(jìn)而獲取充電的實(shí)時(shí)信息。電動(dòng)汽車(chē)的功率調(diào)整，主要體現(xiàn)在車(chē)載充電機(jī)BMS電池管理系統(tǒng)與電動(dòng)汽車(chē)充電接口上。在通用的充電控制接口，經(jīng)由控制導(dǎo)引線，可以發(fā)送指示性脈沖，調(diào)節(jié)交流充電樁的充電功率，進(jìn)而為規(guī)劃模型的功率調(diào)節(jié)提供可行性接口。
針對(duì)充電樁日常運(yùn)維測(cè)試難題，北京群菱推出便攜式直流充電樁測(cè)試儀DCTE-1000S，設(shè)備可以模擬車(chē)輛BMS，測(cè)試充電樁的各項(xiàng)功能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)充電樁協(xié)議一致性測(cè)試、互操作性測(cè)試。同時(shí)帶有電能計(jì)量檢定模塊，滿足充電樁工作誤差、示值誤差、付費(fèi)金額誤差及時(shí)鐘示值金額誤差等試驗(yàn)要求，符合GB/T34657.1-2017《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電互操作性測(cè)試規(guī)范第1部分：供電設(shè)備》、GB/T34658-2017《電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性測(cè)試》、JJG1149-2018《電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載充電機(jī)檢定規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.2 變電站充電樁的接入控制
電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電的主要設(shè)施，就是交流充電樁。交流充電樁，主要安裝在大型商場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)；住宅小區(qū)停車(chē)場(chǎng)；公共停車(chē)場(chǎng)；電動(dòng)汽車(chē)充電站中。在住宅小區(qū)的停車(chē)場(chǎng)內(nèi)，電動(dòng)汽車(chē)的夜間停車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，可以為電動(dòng)汽車(chē)的有序充電接入控制創(chuàng)造條件。
在城市中，各個(gè)小區(qū)的充電樁位置集中性較差，為了實(shí)現(xiàn)充電樁的優(yōu)化接入，就需要在接入控制模式上，推行分散接入、集中管理的模式。將整體充電控制分為輸變電層；配電層；用電層。在輸變電層，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化接入控制的操作；在配電層，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信；在用電層，可以進(jìn)行充電樁接入的管理控制，具體如圖2所示。在具體的控制模型實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，還應(yīng)該在配電網(wǎng)中，增設(shè)變電站--充電樁通信信道；充電樁接入控制中心；充電樁管理系統(tǒng)，充電樁日常運(yùn)維測(cè)試推薦使用群菱便攜式直流充電樁測(cè)試儀DCTE-1000S。
2 充電樁接入電網(wǎng)后產(chǎn)生的主要影響
2.1 影響電力的用電平衡
在城市地區(qū)人口通常較為密集，用電量具有一定的限制。尤其是在電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行集中式充電時(shí)，因電量分配的限制性，常對(duì)電網(wǎng)形成較大的用電負(fù)荷，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的用電平衡。因此在進(jìn)行大規(guī)模的充電時(shí)，就應(yīng)該考慮電力的用電平衡問(wèn)題。應(yīng)加大對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)充電的協(xié)調(diào)控制，避免線路、區(qū)域配電變壓器過(guò)載的情況發(fā)生，進(jìn)而提高配電網(wǎng)的安全可靠性與運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
2.2 影響電能的質(zhì)量
在具體的充電樁接入電網(wǎng)過(guò)程中，不同的電動(dòng)汽車(chē)匯聚度，以及不同的接入水平下的充電行為，都會(huì)影響配電網(wǎng)電壓的水平。電壓的變化會(huì)直接的影響到電流的變化情況，電網(wǎng)在低電壓的情況下運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的無(wú)功功率、有功功率加大，進(jìn)而增加成本。因此應(yīng)盡量的避免電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)序并網(wǎng)充電，特別是在負(fù)荷高峰期，進(jìn)行接入充電的操作，更會(huì)加劇負(fù)荷的峰谷差，進(jìn)而給區(qū)域電網(wǎng)形成負(fù)荷壓力，最終影響電能的質(zhì)量。
2.3 形成諧波影響，造成電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)污染
當(dāng)大量的電動(dòng)汽車(chē)充電樁接入電網(wǎng)后，對(duì)于負(fù)荷較多的用電端部分，三相之間的供電交替情況，會(huì)產(chǎn)生一定的諧波影響。諧波具體講，就是電壓傳播過(guò)程中，夾雜在電壓信號(hào)中的雜波信號(hào)。諧波可以影響電網(wǎng)內(nèi)潮流計(jì)算的有效性，提高網(wǎng)絡(luò)消耗量，對(duì)高壓設(shè)備來(lái)講，會(huì)產(chǎn)生額外的消耗。諧波對(duì)通信線路的影響，主要有兩種，分別為電磁干擾影響、靜電感應(yīng)影響。對(duì)于不對(duì)稱(chēng)的輸電線路，需要同時(shí)考慮兩種影響因素，而對(duì)于對(duì)稱(chēng)運(yùn)行的輸電線路，僅考慮高次諧波的靜電感應(yīng)效應(yīng)。諧波影響從側(cè)面反映出，用電端對(duì)于電網(wǎng)的污染情況，充電樁的動(dòng)態(tài)污染直接的影響著電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
3 結(jié)語(yǔ)
總而言之，電動(dòng)汽車(chē)充電樁接入電網(wǎng)后，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響。因此在進(jìn)行充電樁接入過(guò)程中，應(yīng)注意規(guī)避常規(guī)電網(wǎng)的負(fù)荷高峰期，有效、合理的分散電動(dòng)汽車(chē)的充電負(fù)荷，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)、電網(wǎng)兩者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，就應(yīng)該對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電進(jìn)行控制或引導(dǎo)操作，確保電網(wǎng)側(cè)、電動(dòng)汽車(chē)充電兩者供需平衡，降低對(duì)電網(wǎng)的不利影響。
北京群菱專(zhuān)注于新能源檢測(cè)領(lǐng)域，針對(duì)新能源車(chē)及充電樁新國(guó)標(biāo)的技術(shù)要求，為新能源車(chē)充電站現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、充電樁產(chǎn)品型式試驗(yàn)、充電站安全性例行年檢、計(jì)量校準(zhǔn)測(cè)試、充電樁互操作測(cè)試、車(chē)輛互操作測(cè)試提供各類(lèi)測(cè)試平臺(tái)及解決方案。
北京群菱根據(jù)充電樁新國(guó)標(biāo)的相關(guān)技術(shù)要求，推出7個(gè)檢測(cè)平臺(tái)：
1、充電機(jī)（樁）出廠試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)：滿足功率500K以下非車(chē)載充電機(jī)出廠全自動(dòng)檢測(cè)；
2、充電機(jī)（樁）型式試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)：滿足功率500K以下充電機(jī)（樁）電氣性能高精度檢測(cè)；
3、通信協(xié)議一致性及車(chē)輛互操作性檢測(cè)平臺(tái)：根據(jù)充電樁新國(guó)標(biāo)要求，測(cè)試充電接口兼容性；
4、充電機(jī)年檢維護(hù)測(cè)試平臺(tái)：滿足充電站/充電機(jī)（樁）的日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)檢測(cè)、便攜式、可移動(dòng)；
5、充電站現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)：滿足電動(dòng)車(chē)充電站的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)，將實(shí)驗(yàn)室搬到充電站現(xiàn)場(chǎng)；
6、充電機(jī)調(diào)試檢測(cè)裝置：便攜式充電機(jī)（樁）檢測(cè)裝置，滿足充電機(jī)（樁）現(xiàn)場(chǎng)安裝的調(diào)試；
7、充電機(jī)計(jì)量測(cè)試平臺(tái)：滿足充電機(jī)（樁）每年一次強(qiáng)制性的計(jì)量檢測(cè)；快速高效、高精度檢測(cè)。
