一種在配電網(wǎng)中正確放置EV充電站的新方法

世界正在為完全電氣化做準(zhǔn)備，尤其是交通部門。電動汽車的數(shù)量有所增加，挪威等國家的電動汽車市場份額超過 64%。這是公眾對電動汽車的看法不斷變化以及世界各國政府制定的嚴(yán)格政策變化的結(jié)果。然而，有一些因素阻礙了它們的進(jìn)一步普及，充電基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏就是其中之一。強大的充電網(wǎng)絡(luò)可以減少消費者的焦慮，并鼓勵他們轉(zhuǎn)向電動汽車。充電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性取決于兩個因素：充電器放置的物理位置和它們在電網(wǎng)上的位置。

充電器必須很好地集中在電動汽車部署率較高的區(qū)域，并且必須以較短的間隔放置，以限度地為電動汽車車主提供便利。由于電動汽車的充電時間也是一個問題，因此對快速充電器的需求巨大。這有可能導(dǎo)致非常高密度的EV 充電器，特別是在城市地區(qū)，其中很大一部分是快速充電器，這對電網(wǎng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這些充電器將諧波注入電源，引入電壓波動，并引起其他問題。因此，計劃外的 EV 充電器放置對當(dāng)?shù)乜蛻舻碾娋W(wǎng)的電能質(zhì)量和可靠性有嚴(yán)重影響，這需要努力確定 EV 充電器位置的標(biāo)準(zhǔn)。

直到近，該領(lǐng)域的研究還考慮了電動汽車充電站的影響僅基于電網(wǎng)運行的一個參數(shù)——電壓穩(wěn)定性——考慮到對電網(wǎng)性能影響不可忽視的無數(shù)其他參數(shù)，他們無法給出全面的描述。的努力是通過檢查添加 EV 充電器后多個參數(shù)的變化來克服這一關(guān)鍵缺陷。對 EV 充電站模型進(jìn)行數(shù)學(xué)分析表明，充電系統(tǒng)對電網(wǎng)的電力需求取決于 EV 的電力需求，而該負(fù)載本質(zhì)上是非線性的；即，它們消耗的電流與電源電壓不成正比。如前所述，此類負(fù)載容易將諧波引入電源，而這些諧波在被消費電器吸收后會導(dǎo)致故障。

因此，決定電網(wǎng)性能的主要參數(shù)是電壓穩(wěn)定性、系統(tǒng)可靠性和電能質(zhì)量。這些參數(shù)嚴(yán)重影響性能和客戶對網(wǎng)格的整體滿意度，盡管程度不同，因此根據(jù)其嚴(yán)重程度分配權(quán)重，然后將其納入終定位指數(shù)，用于確定網(wǎng)格的適用性充電器放置。降低電壓穩(wěn)定性（或增加電壓波動）會導(dǎo)致消耗比所需更多的有功功率，這可能導(dǎo)致能源和經(jīng)濟損失。降低系統(tǒng)可靠性會增加停電頻率，從而增加客戶的挫敗感，并可能導(dǎo)致許多與電源不可用相關(guān)的問題。

另一個稱為總線可靠性指數(shù) （BRI） 的指數(shù)表示特定供電總線對系統(tǒng)崩潰的敏感程度?；谄?BRI 的弱總線容易發(fā)生電壓崩潰，而強大的總線可以承受更多的波動而不會崩潰。該 BRI 也是確定 EV 充電站定位的重要因素，因為它有助于預(yù)先確定配電系統(tǒng)中的強母線和弱母線。在分析近關(guān)于 EV 充電器放置的研究結(jié)果時，這種區(qū)別的重要性變得顯而易見。盡管將快速充電器引入配電總線會帶來問題，但其嚴(yán)重程度取決于充電器的類型和總線的 BRI。強大的公共汽車可以更好地處理快速充電器，因為它們的運行參數(shù)與正常功能的偏差完全在允許的范圍內(nèi)，而弱母線會導(dǎo)致電壓崩潰。然而，弱總線可以處理慢速充電器，而不會像快速充電器那樣增加電壓崩潰的傾向。

為車輛啟用車輛到電網(wǎng) （V2G） 技術(shù)有助于更輕松地決定充電器的放置位置。V2G是智能電網(wǎng)概念下即將出現(xiàn)的一項技術(shù)，其中對電網(wǎng)每個點的能源消耗進(jìn)行廣泛監(jiān)控，并結(jié)合電力資源的智能分配和分配基于所有發(fā)電和消費點的供需狀況。 除了既定標(biāo)準(zhǔn)外，如果充電機為搭載V2G技術(shù)的車輛供電，則充電系統(tǒng)的整體電力需求降低，連接到充電機的車輛可以作為充電機微電網(wǎng)系統(tǒng)中的獨立儲能設(shè)備。這可以幫助在需求過剩期間供電，而不會使電網(wǎng)進(jìn)一步緊張，并且可以在低需求期間充當(dāng)負(fù)載，這提高了整個電網(wǎng)的利用率，使其更經(jīng)濟，也更不容易發(fā)生電壓崩潰。在進(jìn)行的研究中，將 V2G 車輛連接到充電站可減少不穩(wěn)定問題，并進(jìn)一步提高放置指數(shù)。雖然這是一項尚未完全部署的技術(shù)，但正如所證明的那樣，它的影響是廣泛的。

上面討論的指數(shù)以及智能城市規(guī)劃和技術(shù)進(jìn)步可以幫助所有人了解電動汽車普及率的預(yù)期增長。正確放置充電器的重要性怎么強調(diào)都不為過，因為它們是電網(wǎng)向現(xiàn)有消費者和新 EV 車主平穩(wěn)可靠運行的關(guān)鍵。