一、电动汽车发展概况
汽车最早源于国外, 我国是这几年来石油资源紧缺的情况下, 根据环保的要求, 积极发展电动汽车。2012年3月制定了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》, 其中规划了具体的研发与应用年限。在2015年之前主推主要研发小型纯电动汽车。2015年之后的五年之间, 推广小型纯电动汽车和混合动力汽车。2020年以后, 逐步发展纯电动汽车, 积极推行环保汽车增加相应的汽车充电站。
二、电动汽车充电站分类及配置
类似于传统加油站模式, 电动汽车充电站是为汽车提供动力能源的场所。通常根据充电站包含的充电桩数量、类型、功能及相关配套设施的不同分为以下三类: (1) 大型充电站。充电站内配置充电设备最低10台, 其总容量大于500kVA, 能够满足环保用车及大型公交车的充电需求。 (2) 中型充电站。充电站内配置充电设备最低3台, 其总容量大于100kVA, 能够满足商务车及中型工程车辆的充电需求。 (3) 小型充电站。充电站内配置充电桩一般为1-3台, 其总容量低于100kVA, 仅满足私家车及出租车等小型车辆的充电需求。
三、电动汽车充电站结构
电动汽车充电站是由一系列结构复杂的相应设施搭配而成, 通过他们之间的相互合作, 共同运作, 使得电动汽车充电站有条不紊的工作, 满足广大电动汽车用户的充电需求, 其相应配套设施如下:充电设施、供配电系统、监控充电桩合理运行的监测系统及其他满足充电站合理运行的相关的配套设施。典型的充电站结构如图所示:
大、中型的充电站由于充电负荷较大, 宜单独设置配电变压器, 由双路电源供电, 站内设备运行规约必须遵守专业的技术标准规定, 设计符合法律规范。小型充电站可以采用单路电源供电, 不必设专用配电变压器。
四、充电站电源接入原则
(一) 电压选定原则
在进行充电站电源的选择上, 应结合本地区配电网建设及本地区最大负荷预测相结合考。如最大用电负荷、最大高峰负荷预测、用户报装容量、供电半径等。多方综合选出电源点:优先选用低电压等级。供电电压等级一般可参照下表确定。在一些特殊情况下, 若供电线路较长、线路接入负荷较多时, 处于线路未端设施电压可能会偏下, 满足不了当地的供电需求, 则应使用更高一级电压进行供电。
根据某市本地情况, 得出如下的电源并网电压等级参照表:
(二) 电源接入要求
1. 大功率充电机采用中压配电网接入
乘用车和轻型商用车充电机的功率不同, 因此必须按需求对导线进行适当筛选。而中型商业用车的充电功率较大, 低压电网不能满足其用电需求, 应接人中压配电网。
2. 大容量充电负荷需考虑采用高压配电网接入
快速充电站专线供电充电负荷超过4500kW, 考虑接入高压配电网。
3. 快速充电机选择大容量配电变压器接入
快速充电机接入, 对配变容量和负载率提出较高的要求:容量在500～800kVA的配电变压器, 当负载率不高于50%时, 允许接入1～2台快速充电机。若充电机连续工作较长时间, 其负载率将超过70%, 机器会更容易受到损坏, 降低机器使用的经济性能。
4. 快速充电机对导线的要求更大
由于快速充电的进户导线横截面偏小, 充电电流强度较大, 无法承受其冲击, 因此需要更大的横截面积的导线。
五、充电桩负荷接入对配电网影响及应对措施
(一) 负荷接入对配电网影响
1. 对电网负荷特性的影响
常规充电设备工作电流小, 对配电网影响较小, 只有当接入数量较多, 高峰时段工作时, 可能会占用系统资源, 引起配变及线路过载。快速充电负荷具有冲击性, 对配电网影响较大。
2. 对电气设备和经济运行的影响
电动汽车快速充电机功率大, 接入电网后, 线路的负荷电流水平上升, 电压偏差和线路损耗增大。大容量充电站接入已有10kV线路, 可能造成线路过载, 电压偏差和线损率超过允许值。快速充电机直接接入公用网中已有配电变压器380V侧, 充电时将大幅提高配电变压器负载率, 部分小容量配电变压器将直接过载。
(二) 相关应对措施
单台充电功率一般在150～450kW之间, 若接入380V低压配电网, 线路载流量在230～680A之间, 导线截面相应要在70～240平方毫米以上才能满足安全和经济载流要求, 并需从配电变压器低压侧引专线接入快速充电机。
充电站建设过程中对不满足需要的变压器进行改造。在电动汽车充换电设施建设过程中, 需增加换流装置的脉动数、采用无源型交流滤波器、有源滤波器进行谐波。
摘要：本文首先进行了电动汽车充电站概述, 包括电动汽车发展概况, 电动汽车充电站分类及配置, 电动汽车充电站结构。之后, 研究了充电站电源接入原则与充电桩负荷接入对配电网影响及应对, 包括充电站电源接入原则以及充电桩负荷接入对配电网影响及应对措施。本文所做的研究可以为规划充电站提供设计依据, 也可以为尚拟建的充电站规划设计提供一定的参考。
关键词：电动汽车,充电站,规划设计