由國(guó)務(wù)院頒布的那個(gè)充電的基礎(chǔ)設(shè)施綱要開始,近日讀了幾篇文章,后面懂得和不懂的人都開始評(píng)論這個(gè)事情,我們還是仔細(xì)審視一下實(shí)際的情況。
中國(guó)目前有3萬根充電樁,分布在整個(gè)國(guó)家來看,還是杯水車薪。
電動(dòng)汽車歸根到底,還是國(guó)家想將個(gè)人交通、公共交通很大一些依賴石油的能源路徑往電網(wǎng)上轉(zhuǎn)移,可是轉(zhuǎn)移數(shù)量小的話沒啥用,轉(zhuǎn)移大了對(duì)國(guó)家的配電網(wǎng)影響很大。
國(guó)內(nèi)其實(shí)做了不少的Study,主要是模擬研究較多的電動(dòng)汽車充電對(duì)配電網(wǎng)、電網(wǎng)本身的影響。國(guó)內(nèi)有些文章做了一些學(xué)習(xí)的:
1. 田立亭 電動(dòng)汽車充電功率需求的統(tǒng)計(jì)學(xué)建模方法
2. 黃潤(rùn) 電動(dòng)汽車入網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷影響的研究
3. 王帆 電動(dòng)汽車接入對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究與分析
4. 馬玲玲 電動(dòng)汽車充放電對(duì)電網(wǎng)影響研究綜述
5. 楊冰 大規(guī)模電動(dòng)汽車充電需求及影響因素
這個(gè)比較有意思的地方在于,我們可以通過我們自己的評(píng)估來分析城市和農(nóng)村的充電問題。在《上海浦東核心區(qū)創(chuàng)建“世界一流”配電網(wǎng)的初步構(gòu)想》中我們把示范區(qū)的情況摘出來,然后考慮在里面建充電設(shè)施是否可行。
整個(gè)系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)如下:核心區(qū)內(nèi)35kV高壓用戶22戶,10kV高壓用戶155戶,低壓非居民用戶5014戶,低壓居民用戶45272戶。核心區(qū)整體最高負(fù)荷約為376MW。
· 220kV 北部電源基本來自220kV東昌站;南部來自220kV浦東、連云站。2013年平均最高負(fù)載率為58.2%(容載比為1.72)。
· 110kV 110(35)kV變電站14座,區(qū)內(nèi)11座,區(qū)外3座;2013年平均最高負(fù)載率為43.6%(容載比為2.29)
· 10kV間隔利用率81.9%,間隔合用率達(dá)到15.1%。尤其北部6座嚴(yán)重
有趣的是,如果我們將來考慮在這個(gè)世博示范區(qū),興建大量充電樁,包括居民的停車場(chǎng)、商用設(shè)施如里面的購(gòu)物廣場(chǎng),地鐵沿線的停車站,再把公交的系統(tǒng)完全從燃油切換到充電系統(tǒng),你考慮一下這個(gè)問題。
1)舊有小區(qū)的配電改造
上海宣布了一個(gè)工程叫做《老舊住宅小區(qū)電能計(jì)量表前供電設(shè)施(表前設(shè)施)維護(hù)和更新改造工程》,這個(gè)事情是:從進(jìn)戶線與接戶線的連接處,至住宅樓內(nèi)居民電表開關(guān)出線10公分處的供配電設(shè)施,包括進(jìn)戶線、低壓分支箱、總?cè)劢z箱、垂直母線、進(jìn)層線、母線槽、保護(hù)管、電能計(jì)量表箱、電表、表前(后)保護(hù)開關(guān)等。我們?nèi)绻丫用竦挠秒娏?xí)慣,通過這篇文章做個(gè)歸一化考慮,其特點(diǎn)是明顯的用電高峰實(shí)在晚上回家之后。
2)電動(dòng)汽車充電
想要滿足多數(shù)人擁有充電新能源車的夢(mèng)想,還是很困難的,主要的原因是,我國(guó)的配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)是較為保守的。假定在如圖5所示的小區(qū)地下停車庫內(nèi)為所有的電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)配電電路,這也是一個(gè)較為困難的事情,特別是地下車庫也具有人防工事的屬性。地下車庫內(nèi)電力負(fù)荷主要有風(fēng)機(jī)、水泵及消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備等,照明負(fù)荷主要有正常照明和應(yīng)急照明負(fù)荷等,所有用電設(shè)備均為220/380V低壓用電負(fù)荷。其中消防水泵、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火、排煙設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志等消防用電屬一級(jí)負(fù)荷,地下車庫平時(shí)的用電負(fù)荷為1100KW。
1. 由于消防的要求,本身的停車位都是按照防火區(qū)的要求進(jìn)行間隔的,當(dāng)某個(gè)位置需要將連接線束連接的時(shí)候,需要根據(jù)法規(guī)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2. 由于本身配電系統(tǒng)不考慮用戶在地下車庫停電,充電的負(fù)荷只能從備用的負(fù)荷中取點(diǎn),在各個(gè)配電柜里面連接是有限的。
3. 由于非預(yù)裝的系統(tǒng),就面臨先后次序干涉的問題,當(dāng)電動(dòng)汽車在小區(qū)內(nèi)普及之時(shí),公共區(qū)域的設(shè)計(jì)系統(tǒng)升級(jí)是個(gè)很復(fù)雜的問題。
我們?cè)倏紤]一下,目前普通的電動(dòng)汽車一般是3.3KW、某些車是6.6KW,還有些可以達(dá)到10KW,最大是某雙充20kW,按照設(shè)計(jì)考慮的負(fù)荷分10%出來(注意,本身的設(shè)計(jì)負(fù)荷需要考慮諸多問題),只能滿足15~30輛車的需求,甚至更少。由上敘述,由于中國(guó)當(dāng)前的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),從電氣標(biāo)準(zhǔn)上就沒有考慮電動(dòng)汽車,而且配電系統(tǒng)的更新成本耗費(fèi)巨大,所以采用固定負(fù)荷疊加的辦法是行不通的。
3)潛在的供電可靠性影響
如果考慮以上的升級(jí)因素,負(fù)載的升級(jí)對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性是有一定影響的,很多時(shí)候,民店、商電工業(yè)電都合在一起,要是為了強(qiáng)行給電動(dòng)汽車充電,設(shè)備沒跟上會(huì)引起很大的問題,特別是原有的10kV的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。根據(jù)材料顯示,浦東2010-2012年供電可靠性為99.9820%。在國(guó)內(nèi)處于較高水平,但略低于上海整體城區(qū),與新加坡、東京、香港、巴黎等國(guó)際先進(jìn)城市電網(wǎng)相比差距較大。
在城市內(nèi):
1. 在沒有受到任何激勵(lì)的條件下,電動(dòng)汽車停泊時(shí)接入電網(wǎng)即開始充電。用戶接入電網(wǎng)的時(shí)間主要集中在 8:30 和 19:30 左右,所以這兩個(gè)時(shí)刻的充電負(fù)荷急劇增加,負(fù)荷曲線出現(xiàn)了尖峰。從理論上來看,小區(qū)停車場(chǎng)、小區(qū)配電、社區(qū)配電以及更往上的系統(tǒng),受到的負(fù)荷是肯定的。鑒于當(dāng)前小區(qū)的建筑遵循的設(shè)計(jì)要求也不同,這種影響是不確定的。
2. 引入峰谷電價(jià),用戶均在谷期凌晨 0 點(diǎn)開始充電。在凌晨 0 點(diǎn)時(shí),電網(wǎng)負(fù)荷急劇增長(zhǎng),說明電動(dòng)汽車的集中充電行為給電網(wǎng)造成了較大的沖擊,尤其是在谷期時(shí)段開始的時(shí)候。電力價(jià)格機(jī)制,對(duì)于目前略帶昂貴的 電動(dòng)汽車影響是不大的,以后相對(duì)于汽車的費(fèi)用,電費(fèi)也是個(gè)小頭。但是我相信這個(gè)機(jī)制發(fā)揮得好,也是有價(jià)值的。
3. 電網(wǎng)公司能直接控制所有電動(dòng)汽車的充電行為,則其將根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷狀況來優(yōu)化充電時(shí)間,此時(shí)能得到比較理想的電網(wǎng)負(fù)荷曲線。在IEC61851.1一開始,電動(dòng)汽車充電遵循的PWM控制導(dǎo)引電路,就是為了有效控制電力負(fù)荷。中國(guó)的電力行業(yè),如果能夠積極參與智能充電的研究和投入,積極導(dǎo)引ISO15118整個(gè)車網(wǎng)未來通信的主導(dǎo),電動(dòng)汽車充電負(fù)荷對(duì)于電網(wǎng)而言,應(yīng)該不是那么大的問題。
所以目前電網(wǎng)在做的大數(shù)據(jù)調(diào)研分析,倒是一個(gè)很有趣的優(yōu)化方向,當(dāng)然這個(gè)階段目前只能在某些地方使用。
小結(jié):
1)限于篇幅,農(nóng)村的問題,單獨(dú)拿出來說,有時(shí)候可能某些農(nóng)村的配電網(wǎng)由于缺乏資金投入,比東南亞稍好一些。
2)電網(wǎng)有著很大的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),你要把它說的一無是處,占著優(yōu)勢(shì)不做充電設(shè)施是不對(duì)的,在原有配電網(wǎng)體系下,表面上建的充電樁,其實(shí)也是消耗它自身的負(fù)荷率資源。
這塊領(lǐng)域,其實(shí)美國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及日本的情況都有差異,后面陸續(xù)整理一些參考資料。電動(dòng)汽車是汽車行業(yè)、電力電子、IT行業(yè)進(jìn)行碰撞和交叉,僅僅依靠中國(guó)的電動(dòng)汽車企業(yè)去彎道超車,而不在系統(tǒng)層面去考慮和度量問題,有些事情不好干啊。
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