一种在配电网中正确放置 EV 充电站的新方法

世界正在为完全电气化做准备，尤其是交通部门。电动汽车的数量有所增加，挪威等国家的电动汽车市场份额超过 64%。这是公众对电动汽车的看法不断变化以及世界各国政府制定的严格政策变化的结果。然而，有一些因素阻碍了它们的进一步普及，充电基础设施的缺乏就是其中之一。强大的充电网络可以减少消费者的焦虑，并鼓励他们转向电动汽车。充电网络的稳健性取决于两个因素：充电器放置的物理位置和它们在电网上的位置。

充电器必须很好地集中在电动汽车部署率较高的区域，并且必须以较短的间隔放置，以限度地为电动汽车车主提供便利。由于电动汽车的充电时间也是一个问题，因此对快速充电器的需求巨大。这有可能导致非常高密度的EV 充电器，特别是在城市地区，其中很大一部分是快速充电器，这对电网构成了严重威胁。这些充电器将谐波注入电源，引入电压波动，并引起其他问题。因此，计划外的 EV 充电器放置对当地客户的电网的电能质量和可靠性有严重影响，这需要努力确定 EV 充电器位置的标准。

直到近，该领域的研究还考虑了电动汽车充电站的影响仅基于电网运行的一个参数——电压稳定性——考虑到对电网性能影响不可忽视的无数其他参数，他们无法给出全面的描述。的努力是通过检查添加 EV 充电器后多个参数的变化来克服这一关键缺陷。对 EV 充电站模型进行数学分析表明，充电系统对电网的电力需求取决于 EV 的电力需求，而该负载本质上是非线性的；即，它们消耗的电流与电源电压不成正比。如前所述，此类负载容易将谐波引入电源，而这些谐波在被消费电器吸收后会导致故障。

因此，决定电网性能的主要参数是电压稳定性、系统可靠性和电能质量。这些参数严重影响性能和客户对网格的整体满意度，尽管程度不同，因此根据其严重程度分配权重，然后将其纳入终定位指数，用于确定网格的适用性充电器放置。降低电压稳定性（或增加电压波动）会导致消耗比所需更多的有功功率，这可能导致能源和经济损失。降低系统可靠性会增加停电频率，从而增加客户的挫败感，并可能导致许多与电源不可用相关的问题。

另一个称为总线可靠性指数 (BRI) 的指数表示特定供电总线对系统崩溃的敏感程度。基于其 BRI 的弱总线容易发生电压崩溃，而强大的总线可以承受更多的波动而不会崩溃。该 BRI 也是确定 EV 充电站定位的重要因素，因为它有助于预先确定配电系统中的强母线和弱母线。在分析近关于 EV 充电器放置的研究结果时，这种区别的重要性变得显而易见。尽管将快速充电器引入配电总线会带来问题，但其严重程度取决于充电器的类型和总线的 BRI。强大的公共汽车可以更好地处理快速充电器，因为它们的运行参数与正常功能的偏差完全在允许的范围内，而弱母线会导致电压崩溃。然而，弱总线可以处理慢速充电器，而不会像快速充电器那样增加电压崩溃的倾向。

为车辆启用车辆到电网 (V2G) 技术有助于更轻松地决定充电器的放置位置。V2G是智能电网概念下即将出现的一项技术，其中对电网每个点的能源消耗进行广泛监控，并结合电力资源的智能分配和分配基于所有发电和消费点的供需状况. 除了既定标准外，如果充电机为搭载V2G技术的车辆供电，则充电系统的整体电力需求降低，连接到充电机的车辆可以作为充电机微电网系统中的独立储能设备。这可以帮助在需求过剩期间供电，而不会使电网进一步紧张，并且可以在低需求期间充当负载，这提高了整个电网的利用率，使其更经济，也更不容易发生电压崩溃。在进行的研究中，将 V2G 车辆连接到充电站可减少不稳定问题，并进一步提高放置指数。虽然这是一项尚未完全部署的技术，但正如所证明的那样，它的影响是广泛的。

上面讨论的指数以及智能城市规划和技术进步可以帮助所有人了解电动汽车普及率的预期增长。正确放置充电器的重要性怎么强调都不为过，因为它们是电网向现有消费者和新 EV 车主平稳可靠运行的关键。