电动汽车充电对配电网影响及有序控制策略研究

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安科瑞鲁一扬15821697760

摘要:电动汽车的迅猛发展使其充电行为对配电网产生了不可忽视的作用。本研究剖析了电动汽车充电技术特性与配电网运行原理,探究了充电行为对配电网负荷、电压和稳定性的影响,如高峰时负荷过载、负荷随机性致预测困难、电压波动影响充电与设备、频率下降危及稳定性及功率平衡面临挑战等。进而提出协调充电时间、智能充电等有序控制策略。最后总结研究成果,并对未来有序控制策略的优化与新技术应用的探索予以展望。

关键词:电动汽车充电;配电网负荷;有序控制策略

一、引言

1.1 研究背景

在环保意识提升与技术进步的推动下,电动汽车步入快速发展轨道。近年来我国新能源汽车销量持续攀升,2023 年更是创新高。电动汽车作为环保节能的出行工具,前景广阔。然而,其大规模普及给配电网带来严峻考验。

电动汽车充电的随机性与不确定性,易使大量车辆同时充电时造成配电网负荷过载,干扰电网正常运行。且充电高峰与居民用电高峰重叠,加重电网负担。例如,相关研究显示电动汽车无序充电致使配电网负荷高峰,高峰时段充电量占日充电总量 70%,大幅增加电网波动。

为应对此情况,有序控制策略成为关键。通过合理规划充电设施、运用智能充电技术与引导用户行为等举措,可有效降低电动汽车充电对配电网的冲击,保障电网安全稳定运行,同时提升能源利用效率,推动电动汽车产业健康发展。

1.2 研究目的

伴随电动汽车数量的持续增长,其充电行为对配电网的影响愈发突出。本研究旨在探寻有效的智能有序控制策略,以削减电动汽车充电对配电网的负面效应。

电动汽车充电需求的随机性与不确定性,给配电网负荷预测与调度带来极大挑战。如自然资源保护协会与国网能源研究院有限公司联合报告指出,到 2020 年与 2030 年,无序充电情形下国家电网公司经营区域峰值负荷将分别增加 1361 万千瓦和 1.53 亿千瓦。不同区域与设施类型占比各异,分散式专用充电桩占比较大。

为应对这些挑战,需采取一系列智能有序控制策略。首先,协调充电时间是有效途径。借助政策引导与高级计量系统、智能软硬件支持,鼓励用户避开充电高峰期。例如私家车可在上午快充或 15:00 前利用公用设施慢充;公交车可依运行规律调控充电时段。

其次,智能充电技术应用可缓解电动汽车充电对配电网的影响。集中式充电控制策略能缩小充电负荷峰谷差,避免配电网负荷波动;分布式充电控制策略可借助通信技术检测车辆充电信息,为用户提供个性化方案。

综上,通过探索有效的智能有序控制策略,可降低电动汽车充电对配电网的负面影响,保障配电网安全稳定运行,促进电动汽车产业良性发展。

二、理论基础

2.1 电动汽车充电技术特性

2.1.1 充电速度与用户体验

快充技术显著改善了用户的充电体验。部分高端电动汽车采用高电压、大电流快充技术,能在短时间内为车辆补充大量电能。以某些车型为例,使用快充可在 30 分钟内将电池电量从 20% 提升至 80%,极大缩短了充电等待时间。

不过,快充技术也给电网带来一定压力。一方面,快充站建设需大量电力资源,可能加重电网负荷。一个 120kW 的快充桩充电电流可达数百安培,相当于数十户家庭用电负荷。另一方面,快充过程中电流波动较大,可能影响电网电压稳定性。

2.1.2 充电安全性保障

充电安全是电动汽车发展的重要基石,涵盖电气安全与电池安全两方面。

在电气安全方面,充电桩配备了漏电保护、过流保护和防雷等电气防护设备。例如充电桩柱体安装防盗锁,充电干路上设有空气开关、漏保开关、交直流接触器和浪涌保护器等,形成多级保护。系统软件实时智能监控,一旦出现异常,能在毫秒级切断充电电流回路,保障操作人员与设备安全。

在电池安全方面,纯电动汽车的 BMS 电源管理系统在充电时会密切关注电池组状态,调整充电功率以控制温度,充满电后自动切断电源。充电前,车辆充电口与充电桩会进行绝缘检测,检测失败则无法启动充电。充电桩还具备短路保护功能,充电过程中发生短路时可立即切断电流,确保安全。

2.2 配电网运行原理

配电网是连接输电网与用户的关键环节,其结构与功能直接关乎电力供应质量与可靠性。配电网主要由变压器、配电线路、开关设备等构成,其主要功能是将高压电能降压后分配给各个用户。

2.2.1 配电网结构与负荷承载

变压器在配电网中起着核心作用,负责将高压电能转换为适合用户使用的电压等级。在承载电动汽车充电负荷时,变压器需依据充电负荷大小与变化进行合理配置与调整。例如,当电动汽车充电负荷增大时,变压器需承受更大的电流与功率,这就要求其具备足够的容量与过载能力。一般而言,变压器容量越大,承载充电负荷的能力越强。

配电线路是电能从变压器输送至用户的通道。在承载充电负荷时,需考虑电流大小、线路长度、导线截面积等因素。以住宅区为例,当新能源汽车保有量达到一定规模后,“居民端” 用电量可能大幅增加。一辆新能源汽车平均电池容量 70kw.h,每次充电量按 35kw.h 计算(SOC 从 30% 充到 80%),相当于 3.5 个人一天的用电量。这意味着配电线路需具备足够的载流能力,以满足电动汽车充电需求。否则,可能出现线路过热、电压下降等问题,影响电网正常运行。

2.2.2 配电网稳定性指标

电网频率是衡量电网稳定性的关键指标之一。电动汽车充电负荷变化可能影响电网频率稳定性。大量电动汽车同时充电时,电网负荷骤增,可能导致电网频率下降。为维持电网频率稳定,电力系统需采取相应措施,如调整发电机输出功率、启动备用电源等。

功率平衡也是配电网稳定性的重要指标。在配电网中,发电功率与负荷功率需保持平衡,以确保电网正常运行。电动汽车充电负荷增加会打破这种平衡,可能导致功率缺额或过剩。为维持功率平衡,电力系统需根据充电负荷变化及时调整发电功率,或采取需求侧管理措施,如引导用户合理安排充电时间、采用智能充电技术等。

此外,电动汽车充电负荷的随机性与不确定性也给配电网稳定性带来挑战。为应对这些挑战,电力系统需加强充电负荷预测与管理,提升电网的灵活性与适应性。例如,可运用大数据分析、人工智能等技术精准预测电动汽车充电负荷,为电网调度与规划提供依据。同时,通过建设智能配电网、推广储能技术等措施,提高电网稳定性与可靠性。

三、电动汽车充电对配电网的影响

3.1 对配电网负荷的影响

随着电动汽车数量的不断增多,其对配电网负荷的影响愈发显著。

3.1.1 高峰时段负荷过载

在高峰时段,大量电动汽车同时充电可能致使局部电网负荷过载。据公安部数据,截至 6 月底,全国新能源汽车保有量达 1620 万辆,纯电动汽车占比 77.8%。上半年新注册登记新能源汽车 312.8 万辆,同比增长 41.6%。如此庞大的电动汽车数量,在高峰时段集中充电,会给局部电网带来巨大压力。以北京为例,多数电动汽车车主在晚 6 点下班后充电,与居民生活用电高峰重合,拉高居住区峰值负荷,影响电网设备的经济性与安全性。大量电动汽车在高峰时段集中充电,可能使局部电网负荷超出承载能力,引发电网故障甚至停电。

3.1.2 负荷随机性与预测难度

电动汽车充电的随机性与不确定性给电网负荷预测与调度带来极大挑战。一方面,电动汽车充电行为受用户出行习惯、电池电量、充电设施可用性等多种因素影响,难以精确预测。用户可能在任意时间、地点充电,且充电时长不确定。另一方面,随着电动汽车数量快速增长,这种随机性与不确定性对电网的影响日益增大。如自然资源保护协会与国网能源研究院有限公司联合报告指出,到 2020 年与 2030 年,无序充电情形下国家电网公司经营区域峰值负荷将分别增加 1361 万千瓦和 1.53 亿千瓦。不同区域与设施类型占比不同,分散式专用充电桩占比较大。这种不确定性使电网负荷预测更为困难,难以精准安排发电与输电计划,影响电网稳定运行。为应对此挑战,需采用先进技术手段,如大数据分析、人工智能等,精准预测电动汽车充电负荷,同时结合智能充电技术与需求侧管理措施,提升电网的灵活性与适应性。

3.2 对配电网电压的影响

电动汽车充电过程中,电网电压可能因负荷快速变化而波动,这对配电网电压产生多方面影响。

3.2.1 电压波动与充电效率

电压波动会显著影响电动汽车的充电效率。当电网电压波动较大时,充电设备需不断调整输出功率以适应电压变化,可能导致充电时间延长。例如,极氪 001 使用超级充电桩充电时,因站点电压不足,充电过程漫长,未达预估值。若电网电压不稳定,充电设备可能无法以最佳功率输出,降低充电效率。此外,电压波动还可能影响电池寿命与性能。频繁的电压波动可能使电池内部化学反应不稳定,加速电池老化,降低电池容量与续航里程。

3.2.2 对其他设备的影响

电压波动对电网中其他用电设备也有较大危害。一方面,可能导致设备运行不稳定。一些精密电子设备对电压变化极为敏感,如计算机、医疗设备等。当电网电压波动时,这些设备可能出现故障、数据丢失或误操作。另一方面,可能缩短设备寿命。长期处于电压波动环境下的设备,其内部电子元件易受损,降低设备使用寿命。例如,一些家用电器在电压波动时可能出现噪音增大、发热异常等现象,长期使用可能提前损坏。此外,电压波动还可能引发谐波污染,影响电网电能质量,进一步对其他用电设备造成不良影响。例如,电动汽车充电产生的谐波可能与其他设备产生的谐波叠加,导致电网谐波含量超标,干扰电网正常运行。

3.3 对配电网稳定性的影响

3.3.1 频率下降与稳定性

大量电动汽车同时充电可能导致电网频率下降,影响电网稳定性。随着电动汽车保有量不断增加,其充电需求日益增长。当大量电动汽车在同一时段集中充电时,电网负荷骤增。据电力规划设计总院预计,到 2030 年全国电动汽车充换电的理论最大负荷或达 25 亿千瓦,与我国全社会最大用电负荷基本相当。如此大规模的充电需求,会使电网发电功率难以迅速响应,导致电网频率下降。

电网频率下降会对电网稳定性产生严重影响。一方面,可能影响发电机运行稳定性。发电机转速与电网频率密切相关,频率下降会导致发电机转速降低,可能使发电机进入不稳定运行区域,甚至引发发电机跳闸等故障。另一方面,可能影响电力系统继电保护装置。继电保护装置通常依据电网频率、电压等参数动作,频率下降可能导致继电保护装置误动作,干扰电网正常运行。

3.3.2 功率平衡挑战

电动汽车充电的不确定性给电网功率平衡带来巨大挑战。电动汽车充电行为具有随机性与不确定性,用户可能在任意时间、地点充电,且充电时长不确定。这种不确定性使电网负荷预测更为困难,难以精准安排发电与输电计划。

例如,在某些时段,大量电动汽车同时充电,可能导致电网负荷瞬间增大,打破功率平衡。而在其他时段,电动汽车充电需求较少,又可能导致电网发电功率过剩。为维持电网功率平衡,电网运营商需采取一系列措施。一方面,可通过调整发电机输出功率适应电网负荷变化。当电动汽车充电负荷增加时,提高发电机输出功率;当充电负荷减少时,降低发电机输出功率。另一方面,可采用需求侧管理措施,引导用户合理安排充电时间,避免在电网负荷高峰时段充电。例如,通过价格机制,鼓励用户在低谷时段充电,减轻电网压力。

此外,还可利用储能技术应对电动汽车充电带来的功率平衡挑战。储能设备可在电网负荷低谷时段充电,在负荷高峰时段放电,起到削峰填谷的作用,维持电网功率平衡。例如,南方电网深圳供电局的虚拟电厂管理中心,已接入 1.8 万支充电桩。充电桩等电力负荷侧资源经技术和算法聚合控制后,相当于一个云端电厂,可随时响应电网调度进行调峰,同时满足深圳海量电动汽车的充电需求。

四、电动汽车充电有序控制策略

4.1 协调充电时间策略

协调充电时间是一种有效的电动汽车充电有序控制策略,通过政策引导与智能软硬件支持,可协调不同类型电动汽车的充电时段,避免充电高峰与电网负荷高峰重合,改善配电网负荷特性。

4.1.1 政策引导与用户响应

政策引导在协调充电时间策略中起着关键作用。政府可制定一系列政策,鼓励电动汽车用户避开充电高峰期。例如,依据不同时段电价划分原则,实施峰谷电价政策,在用电低谷时段给予较低电价,引导用户在此时段充电。据统计,实行峰谷电价后,部分地区低谷电价可降至高峰时段的一半甚至更低,对用户具有较大吸引力。

此外,政府还可通过宣传教育等方式,提高用户对充电时间协调的认识与响应度。例如,利用媒体、网络等渠道,向用户普及电动汽车充电对电网的影响以及协调充电时间的重要性,鼓励用户积极配合政策引导,合理安排充电时间。

4.1.2 不同类型车辆调控

对于私家车和公交车等不同类型电动汽车,可采用不同的充电时段调控模式。

对于私家车,因其充电行为相对灵活,可通过政策引导与智能软硬件支持,鼓励用户在每日上午(充电低峰)进行快速充电,或在每日 15:00 之前利用公用充电设施慢充,确保在下午充电高峰到来前完成充电。例如,一些城市推出智能充电 APP,用户可通过 APP 查看附近充电桩使用情况与电价信息,选择合适的充电时段与地点。

对于公交车,由于其行驶里程与运营时间相对固定,可依据其运行规律采用不同调控模式加以引导。例如,可在公交车非运营时间集中充电,或在白天利用公交场站充电桩进行分散充电。同时,政府与公交公司可通过智能调度系统,合理安排公交车充电时间与地点,避免与电网负荷高峰重合。

总之,协调充电时间策略是一种有效的电动汽车充电有序控制策略,通过政策引导与智能软硬件支持,可协调不同类型电动汽车充电时段,避免充电高峰与电网负荷高峰重合,改善配电网负荷特性,保障电网安全稳定运行。

4.2 智能充电策略

智能充电策略在电动汽车充电有序控制中占据重要地位,能够有效解决充电时间、地点不确定给电网调度带来的问题,充分发挥电网集中调度优势。

4.2.1 集中式充电控制

集中式充电控制旨在减小充电负荷峰谷差,避免配电网负荷波动。在实际应用中,可通过建立集中式充电设施,对大量电动汽车进行统一管理与调度。例如,在一些大型停车场或充电站,安装多个大功率充电桩,并配备先进的充电管理系统。

集中式充电控制可依据电网实时负荷情况,动态调整充电功率与时间。当电网负荷较低时,提高充电功率,加快电动汽车充电速度;当电网负荷较高时,降低充电功率,甚至暂停充电,减轻电网负担。相关数据显示,采用集中式充电控制策略,可有效降低电网峰谷差,提升电网稳定性与可靠性。

此外,集中式充电控制可结合储能技术,进一步优化充电过程。储能设备可在电网负荷低谷时段充电,在负荷高峰时段放电,为电动汽车提供充电服务,实现削峰填谷效果。例如,一些集中式充电站配备大型储能电池,能存储大量电能,在需要时为电动汽车充电,有效缓解电网压力。

4.2.2 分布式充电控制

分布式充电控制是指管理者借助通信技术动态检测电动汽车充电时间、初始状态、充电功率等,并将动态更新信息与优化过程相结合,为电动汽车用户提供个性化充电方案。

分布式充电控制可根据每辆电动汽车具体情况,制定个性化充电计划。例如,对于电池容量较大、剩余电量较多的电动汽车,可适当延迟充电时间,避免在电网负荷高峰时段充电;对于急需充电的电动汽车,可优先安排充电,同时调整充电功率,减少对电网影响。

通过分布式充电控制,用户可更灵活地选择充电时间与地点,提高充电便利性与效率。同时,电网也能更好地管理充电负荷,降低运行风险。例如,一些智能充电桩可通过手机 APP 与用户交互,用户可随时查看充电桩使用情况与电价信息,选择最合适的充电方案。

总之,智能充电策略中的集中式和分布式充电控制策略各有优势,可相互补充,共同为电动汽车充电有序控制提供有力支持。通过合理应用这些策略,可有效减轻电动汽车充电对配电网的影响,保障电网安全稳定运行,促进电动汽车产业可持续发展。

五、安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

5.1 概述

AcrelCloud - 9000 安科瑞充电桩收费运营云平台系统运用物联网技术,对接入系统的电动自行车充电站及各个充电桩进行不间断数据采集与监控,实时监控充电桩运行状态,开展充电服务、支付管理、交易结算、资产管理、电能管理、明细查询等工作。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入 / 输出过压、欠压、绝缘低等各类故障进行预警;充电桩支持以太网、4G 或 WIFI 等方式接入互联网,用户可通过微信、支付宝、云闪付扫码充电。

5.2 应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、事业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

5.3 系统结构

配电网

系统分为四层:

1)即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2)数据采集层:包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数,并进行电能计量和保护。

3)网络传输层:通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4)数据层:包含应用服务器和数据服务器,应用服务器部署数据采集服务、WEB网站,数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5)应客户端层:系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能,同时为运维人员提供运维APP,充电用户提供充电小程序。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况,对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示,同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩,查看设备使用率,合理分配资源。

配电网

5.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况,主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流,充电桩告警信息等。

配电网

5.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户,对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作,可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

配电网

5.4.4故障管理

设备自动上报故障信息,平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理,同时运维人员可通过运维APP收取故障推送,运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

配电网

5.4.5统计分析

通过系统平台,从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度,查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

配电网

5.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户,运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施,维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动,同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

配电网

5.4.7运维APP

面向运维人员使用,可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电充值情况,进行远程参数设置,同时可接收故障推送

配电网配电网

5.4.8充电小程序

面向充电用户使用,可查看附近空闲设备,主要包含扫码充电、账户充值,充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

配电网配电网

5.5系统硬件配置

类型 型号 图片 功能
安科瑞充电桩收费运营云平台 AcrelCloud-9000 配电网 安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召,为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩,包含智能7kW交流充电桩,30kW壁挂式直流充电桩,智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求,提供电动汽车充电软件解决方案,可以随时随地享受便捷安全的充电服务,微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗,充电方式多样化,为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给,能计时,计电度、计金额作为市民购电终端,同时为提高公共充电桩的效率和实用性。
互联网版智能交流桩 AEV-AC007D 配电网 额定功率7kW,单相三线制,防护等级IP65,具备防雷
保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用。
通讯方:4G/wifi/蓝牙支持刷卡,扫码、免费充电可选配显示屏
互联网版智能直流桩 AEV-DC030D 配电网 额定功率30kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远
程升级,支持刷卡、扫码、即插即用
通讯方式:4G/以太网
支持刷卡,扫码、免费充电
互联网版智能直流桩 AEV-DC060S 配电网 额定功率60kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用
通讯方式:4G/以太网
支持刷卡,扫码、免费充电
互联网版智能直流桩 AEV-DC120S 配电网 额定功率120kW,三相五线制,防护等级IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用
通讯方式:4G/以太网
支持刷卡,扫码、免费充电
10路电瓶车智能充电桩 ACX10A系列 配电网 10路承载电流25A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。
ACX10A-TYHN:防护等级IP21,支持投币、刷卡,扫码、免费充电
ACX10A-TYN:防护等级IP21,支持投币、刷卡,免费充电
ACX10A-YHW:防护等级IP65,支持刷卡,扫码,免费充电
ACX10A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡,扫码,免费充电
ACX10A-YW:防护等级IP65,支持刷卡、免费充电
ACX10A-MW:防护等级IP65,仅支持免费充电
2路智能插座 ACX2A系列 配电网 2路承载电流20A,单路输出电流10A,单回路功率2200W,总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。
ACX2A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡、扫码充电
ACX2A-HN:防护等级IP21,支持扫码充电
ACX2A-YN:防护等级IP21,支持刷卡充电
20路电瓶车智能充电桩 ACX20A系列 配电网 20路承载电流50A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。
ACX20A-YHN:防护等级IP21,支持刷卡,扫码,免费充电
ACX20A-YN:防护等级IP21,支持刷卡,免费充电
落地式电瓶车智能充电桩 ACX10B系列 配电网 10路承载电流25A,单路输出电流3A,单回路功率1000W,总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。
ACX10B-YHW:户外使用,落地式安装,包含1台主机及5根立柱,支持刷卡、扫码充电,不带广告屏
ACX10B-YHW-LL:户外使用,落地式安装,包含1台主机及5根立柱,支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告
绝缘监测仪 AIM-D100-ES 配电网 AIM-D100-ES系列直流绝缘监测仪可以应用在15~1500V的直流系统中,用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻,当绝缘电阻低于设定值时,发出预警或报警信号。
绝缘监测仪 AIM-D100-T 配电网 AIM-D100-T系列直流绝缘监测仪可以应用在10~1000V的直流系统中,用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻,当绝缘电阻低于设定值时,发出预警或报警信号。
智能边缘计算网关 ANet-2E4SM 配电网 4路RS485串口,光耦隔离,2路以太网接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、从)、104(主、从)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模块)输入电源:DC12V~36V。支持4G扩展模块,485扩展模块。
扩展模块ANet-485 M485模块:4路光耦隔离RS485
扩展模块ANet-M4G M4G模块:支持4G全网通
导轨式单相电表 ADL200 配电网 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,输入电流:10(80)A;
电能精度:1级
支持Modbus和645协议
证书:MID/CE认证
导轨式电能计量表 ADL400 配电网 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,分相总有功电能,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级
证书:MID/CE认证
无线计量仪表 ADW300 配电网 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,有功电能计量(正、反向)、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量(2~31次);A、B、C、N四路测温;1路剩余电流测量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD显示;有功电能精度:0.5S级(改造项目)
证书:CPA/CE认证
导轨式直流电表 DJSF1352-RN 配电网 直流电压、电流、功率测量,正反向电能计量,复费率电能统计,SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V,电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级,1路485通讯,1路直流电能计量AC/DC85-265V供电
证书:MID/CE认证
面板直流电表 PZ72L-DE 配电网 直流电压、电流、功率测量,正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V,电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级
证书:CE认证
电气防火限流式保护器 ASCP200-63D 配电网 导轨式安装,可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯,1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A,额定电流菜单可设。
开口式电流互感器 AKH-0.66/K 配电网 AKH-0.66K系列开口式电流互感器安装方便,无须拆一次母线,亦可带电操作,不影响客户正常用电,可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
霍尔传感器 AHKC 配电网 霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换,通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受,响应时间快,电流测量范围宽精度高,过载能力强,线性好,抗干扰能力强。
智能剩余电流继电器 ASJ 配电网 该系列继电器可与低压断路器或低压接触器等组成组合式的剩余电流动作保护器,主要适用于交流50Hz,额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电线路,防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故,也可用于对人身触电危险提供间接接触保护。

六、结论与展望

在电动汽车蓬勃发展的当下,其充电活动对配电网的作用愈发突显。本研究深度剖析了电动汽车充电给配电网负荷、电压以及稳定性带来的种种影响,并针对性地拟定了有序控制策略。

经研究发现,电动汽车于高峰期间充电有致使局部配电网负荷超荷的可能,其充电负荷的随机与不确定特质,极大地加剧了电网负荷预测及调度工作的复杂性。并且,充电时的电压起伏不但会干扰电动汽车自身的充电成效,还会殃及其他用电设备。再者,大量电动汽车同步充电可能造成电网频率下滑,给电网的稳定状态带来冲击,而充电行为的不确定性也使得电网功率平衡面临严峻考验。

针对上述难题,本研究提出的有序控制策略成效显著。协调充电时间策略借助政策导向与用户配合,以及对不同类型车辆充电时段的调节,能够有效规避充电高峰与电网负荷高峰的重叠,优化配电网的负荷分布状况。智能充电策略里的集中式充电控制可缩减充电负荷的峰谷差值,融合储能技术后能进一步改良充电流程;分布式充电控制则能够为用户定制个性化充电方案,在提升充电便捷性与效率的同时,降低电网运行风险。

总体而言,本研究为妥善处理电动汽车充电对配电网的影响贡献了切实可行的方案,对于保障配电网安全、稳定运作以及推动电动汽车产业的可持续性进步有着极为关键的价值。展望未来,随着技术的持续演进以及电动汽车数量的进一步增长,仍需不断深化对电动汽车与配电网交互影响的认知,持续完善有序控制策略,积极探索诸如车网互动等新兴技术的应用,从而达成电动汽车与配电网的和谐共生、协同发展,为构建绿色、高效、智能的能源体系筑牢根基。

参考文献:

[1]刘磊.电动汽车充电对配电网负荷的影响及有序控制策略探究[J]

[2]胡泽春, 宋永华, 徐智威等.“电动汽车接入电网的影响与利用”[J]

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版

审核编辑 黄宇

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