电动汽车充电负荷计算方法

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1、第３５卷第１４期Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．１４２０１１年７月２５日Ｊｕｌｙ２５，２０１１电动汽车充电负荷计算方法罗卓伟１，胡泽春１，宋永华１，杨霞１，占恺峤１，吴俊阳２（１．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京市１０００８４；２．南方电网科学研究院有限责任公司，广东省广州市５１０６２３）摘要：在研究中国电动汽车相关政策、发展趋势的基础上，基于调研结果，分析了不同类型电动汽车不同充电行为对应的充电方式及充电时段。根据不同类型电动汽车不同充电行为的充电功率，提出采用蒙特卡洛模拟抽取起始荷电状态、起始充电时间的电动汽车充电负荷计算方法。该方法将不

2、同车辆的不同充电行为按充电需求进行分类，根据充电方式、起始荷电状态、充电需求、起始充电时间计算充电时间，获得充电负荷曲线。对中国未来电动汽车充电负荷水平进行了计算和分析。分析结果表明：随着中国电动汽车的发展，充电负荷将对电网的运行和规划带来较大的影响；充电负荷具有明显的峰谷差，负荷调控的潜力大。关键词：电动汽车；蒙特卡洛模拟；充电负荷计算；峰荷０引言负荷。目前已发表的文献未对不同类型车辆对应的充在能源短缺、环境污染严重、全球气候变化的背电时间、充电方式、起始ＳＯＣ进行划分；在分析充电［１－２］景下，电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解需求时

3、，假设所有车辆均充满或充至给定容量，未考能源危机、促进人类与环境的和谐发展等方面具有虑车辆的不同充电需求。传统汽车不可比拟的优势，目前已成为各国政府、汽本文对中国电动汽车的发展现状及趋势进行了［３］车制造商、能源企业关注的焦点。电动汽车充电分析，结合实地调研讨论了未来主要类型电动汽车负荷计算作为分析电动汽车对电网影响的基础，对对应的充电方式和充电时间，提出了电动汽车充电电力系统规划以及运行具有重要意义。负荷计算模型以及基于蒙特卡洛模拟的电动汽车充影响电动汽车充电负荷的主要因素包括电动汽电负荷计算方法，并对中国未来电动汽车充电负荷车规模、起始

4、荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）、充电进行了计算分析。功率、充电时间、动力电池容量等。对电动汽车规模以及起始ＳＯＣ这２个因素，在文献［４－７］的研究中１中国电动汽车充电模式分析均是给定的，文献［８］的研究考虑了在不同的情景集中国政府出台了一系列电动汽车相关政策以扶下电动汽车的规模和不同驾驶行为的起始ＳＯＣ。持电动汽车的发展。自２００９年开展了“十城千辆”对于电动汽车充电功率，文献［４，６－７］假设充电功率计划，推广的车辆主要在城市的公交、出租、公务、市单一，而文献［５，８］考虑了电动汽车有多种可能的充［１０］政等领域，目前试点

5、城市已达２５个。电功率。对于电动汽车充电时间，文献［４］假设电动通过分析中国电动汽车发展现状，结合国家以汽车在固定时间段内随机充电；文献［５］假设电动汽及部分省市发布的电动汽车发展规划，总结出中国车起始充电时间固定；文献［６，８］基于驾驶行为数据电动汽车未来发展趋势大体为：２０１０—２０１５年，电分析了电动汽车充电时间分布；文献［７］研究了在不动汽车主要在公交车、公务车、出租车中示范运营；同电价、电网控制与不控制等多个情景集电动汽车２０１６—２０２０年在公共交通系统、公务车中实现电动的不同充电时间。文献［４－８］在研究电动汽车充电汽车规模化

6、运营，私家车较少；２０２１—２０３０年电动负荷时都仅考虑单一类型的可插入式混合动力电动私家车加速发展，其比例逐年上升。汽车，且电动汽车电池容量也是固定的。文献［９］分可见中国电动汽车的主要类型为公交车、出租析了多种类型电动汽车（紧凑型居民汽车、中型居民车、公务车、私家车等。根据中国于２０１０年４月通汽车、中型运动型多功能车（ＳＵＶ）、大型ＳＵＶ），在过的《电动汽车传导式接口》，充电模式分为慢速充不同电池容量以及不同充电功率下的电动汽车充电电（充电模式Ｌ１），常规充电（充电模式Ｌ２），快速充电（充电模式Ｌ３），如表１所示。收稿日期：２０１１－

7、０１－１０；修回日期：２０１１－０５－１８。—３６—·电动汽车与电网互动及其相关研究·罗卓伟，等电动汽车充电负荷计算方法表１中国电动汽车不同充电模式比较于额定行驶里程），一次充电难以满足一天的行驶需Ｔａｂ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇｍｏｄｅｓｏｆ要。假设电动出租车在一天的运营过程中进行２次ｐｌｕｇ－ｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｉｎＣｈｉｎａ充电，起始ＳＯＣ满足正态分布Ｎ（０．３，０．１２）。充电额定额定适用场所模式电压／Ｖ电流／Ａ１．３公务车充电模式Ｌ１单相２２０１６家用公务车未执行公务时，即可进行

8、充电，因此在大２－１单相２２０３２多数情况下有充足的充电时间，其充电模式多采用Ｌ２２－２三相３８０３２商场、停车场等慢速或常规充电。目前大部分公务车实行夜间停在２－３三相３８０６