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2013年08月16日—镇江中国电源学会第三届电能质量学术研讨会主要内容三、电动汽车与有源智能配电网四、结束语一、电动汽车及充电基础设施发展动态二、电动汽车对电网的影响及电能质量问题新能源电网研究所杰里米·里夫金（JeremyRifkin）是美国著名经济学家，也是享誉全球的未来学大师。从世界工业发展的内在规律认识能源革命，提出未来将建设（可再生）新能源互联网；从工业革命的发展历程中总结交通运输工具的时代变革，预测未来将实现电动化绿色交通；从“第三次工业革命”的话题谈起新能源电网研究所第一次通讯革命——报纸印刷和新闻传播第二次通讯革命——电报，电话，电视无线信息传播第一次能源革命——蒸汽火车化石能源第二次能源革命——燃油汽车化石能源世界工业革命遵循了一条发展规律：重大经济革命都是在新的通信技术和新能源系统结合之际发生的环境污染环境污染新能源电网研究所第三次通讯革命——互联网第三次交通革命——电驱动汽车第三次能源革命——分散式，合作化可再生能源互联网集中式垂直一体化？分散式合作平面化？固有改良型电网？互联网式能源网？世界工业革命遵循了一条发展规律：重大经济革命都是在新的通信技术和新能源系统结合之际发生的新能源电网研究所一、使用绿色能源—可再生能源：包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等。；二、每一座建筑都将成为绿色发电厂—分散到无数个微电厂—能源采集器；在这方面，首先考虑的是光伏发电和不旋转的风力发电技术；三、使用氢等先进的技术储存电力—普遍具有间歇性生产电力的麻烦事，因此必须从方法、技术和工艺，以及经济性解决电力储能问题；而就发展趋势来讲，很可能是制氢储能等方式。四、重构新能源互联网—模仿互联网建设“智能电网”，像分享互联网信息一样分享绿色电力；这一电力互联网将不再是原有电网的改良型，而是符合历史发展的持续性、创新型新能源互联网。五、实现交通绿色电动化—能源互联网基础设施可以为插电式纯电动车和氢燃料电池车提供动力。第三次工业革命的基础设施有五大支柱：新能源电网研究所《节能与新能源汽车产业发展规划》概要2012年6月发布，在技术路线和目标方面，以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动和插电式混合动力汽车；2020年生产能力达到200万辆。在主要任务中指出，积极推进充电设施建设，探索新能源汽车作为移动式储能单元与电网实现能量和信息互动机制。。。一、电动汽车及充电基础设施发展动态新能源电网研究所目前，汽车类型包括：（可外接插电式）混合动力汽车，纯电动汽车，氢燃料电池汽车；通常，它包括3个基础系统：动力总成控制系统，电机驱动及其控制系统，电力电池及其管理系统；因此，现代交通工具也越来越向着电气化方向发展；电力能源是我们愈加关心的能源形式；然而，目前面临的最大问题是电力电池问题。纯电动汽车的推广和商业化运营仍存在着购置成本和电力能源补给便捷性两大问题；新能源汽车的研究领域新能源电网研究所可实时显示电动汽车位置、分散式充电桩和充电停车位的数量；巴黎共有1400多辆运营车辆；欧洲—法国、德国在电动汽车研发和应用上走在前列德国宝马、奔驰等公司已经开展研究20余年法国电力公司电科院针对世界各国动力电池开展测试实验新能源电网研究所2013年，预计二季度北美地区交付车辆超过4500辆，2013年全球交付量从20000辆上调至21000辆。采用7000个松下小体积柱形锂离子电池构成底盘安装式电池组。重量为590千克。ModelS型电池容量85kWh，续航里程426公里，最高时速210公里，加速时间（0-97公里/小时）为4.4秒。电动汽车—国外有代表性的发展动向电动汽车高技术水平发展动向——美国高端豪华电动跑车（TESLA—Roadster)已推出换电方式，换电不到2分钟。新能源电网研究所电动汽车方向发展之一——低端小型化SMART电动汽车—国外有代表性的发展动向如同出租自行车一样方便，马德里和柏林都有专业商店出租电动小汽车行驶在大街上；小型电动汽车体积小，停车位占地少，行驶灵活，适合于大都市使用。新能源电网研究所电动汽车—国外有代表性的发展动向大众公司最新亮相的世界首款“1升节能车”——XL1可插电式油电混合轿车动力性能：一台800CC双缸柴油发动机（35kW），一台电动机（20kW）和一套5.5千瓦时的锂离子电池组；百公里油耗0.92升；纯电动模式下，续航里程50公里；加满10升燃油后续航里程可达近500公里。时速160公里。可承载2人，车重为795公斤。2013年2月已经核准量产1000辆/每年。预计3-5万欧元/辆；新能源电网研究所电动汽车—国外有代表性的发展动向新能源（太阳能、风能、氢能）作为电动汽车动力电池的主要电力供应。电动汽车的里程焦虑—剩余电量与预估续航里程的不确定性；产生了——在线电动车系统（OLEV），即利用无线电力传输技术新能源电网研究所世界建设规模最大的电动汽车充换电站—北京高安屯站安装有充电机1044台，充电机容量10080千瓦，安装太阳能电池组件，年均发电量26.72万千瓦时；还将利用垃圾焚烧发电；主要针对电动环卫车、公交车、出租车和其他乘用车；综合换电时间为6~8分钟；天津海泰电动汽车充换电站—同时为4辆大型纯电动大巴提供服务，每天可为120辆电动汽车充换电。采用光伏发电与电网之间无缝连接，实现机器人全自动换电模式，换电时间仅需8-12分钟；充电采用快充方式，充电过程耗时1.5小时；续驶能力约120公里。我国25个新能源汽车示范城市多是混合动力和纯电动大巴与出租车，以充换电站为主新能源电网研究所我国电动汽车在小区域运营出租车方面的发展迅速，在私家车方面基本没有进展，在铅酸电池代步车上的发展受到限制商用纯电动公交车、出租车成为新能源汽车发展的排头兵全国纯电动出租车走在前列的有深圳、杭州、北京（每个城市约有400-600辆）。国产车型有：比亚迪E6，杭州众泰，北京福田迷笛运营受到肯定的深圳比亚迪纯电动出租车，一次充电量为60千瓦时，每度电0.8元计算，成本为48元，可以行驶200公里；而燃油车按93号油价7.58元/升，每百公里9升计算，则需140元；但是，充电基础设施不配套，致使充电次数2-4次，充电60度需要1.30小时，每天为此耗时5小时；尽管出台多项补贴政策，纯电动私家车仍处在观望等待状态。二、电动汽车对电网的影响及电能质量问题充放电对电网的影响和作用商业模式与加电方式相互影响经营动力电池的租赁与更换业务，提出了换电为主，充换结合，流动供应服务的商业模式；由此影响到充换电与电网的协同合作模式，提出了动力电池及其接口要实现统一标准的难题；运行和充电时间特性与群聚效应电动汽车使用、运行的基本规律—群聚效应—负荷峰谷曲线恶化；电动汽车充电时间特性—集聚性大负荷与随机性充电并存充电站的布局与充电方式为适应新能源汽车规模化接入电网（V2G）后的电力供应问题，充换电站布局将以城市居住小区（V2H)、办公楼宇（V2B)、大型停车场（V2P）等为基本点采取大小充电功率结合、快充慢充结合的方式；从（集中、随机的）无序充电走向有序充电（车主与电力调度的信息互动和流通，坚强的管理与控制能力）可以做到在大规模充电设施接入时对电源备用需求有限；可实现调频、热备用快速响应和削峰填谷，平抑功率波动等对电网的辅助服务价值日负荷曲线实现从随机充电的峰上加峰到采取有序充电的削峰填谷1.采取有序充电（动态时段充电，智能充电等）可以减缓对电网装机容量的需求，可充分利用系统备用容量。2.储备适当的电池数量和换电方式，可以将电动大巴在白天高峰时的加电需求转移到夜间低谷段，可以有效实现削峰填谷。新能源和新型负荷接入将引起电网的变革配电网将从原本不适应大规模接入发电单元的放射状网架结构（两节点之间只有一条电力通道），转变为分布式新能源接入、双向潮流、主动参与（能量交互调控）的、能应对时空不确定特性的（阵列式）电力互联网；规划建设智能配电网时需要跳出“现状改良”的理念；充放电对电网的影响和作用充电设备的标准化与管理模式谐波污染，电压稳定，三相平衡（杜绝先污染，后治理）充电基础设施的合理部署要考虑规模化接入电网、不同车型和充电方式，以及电网经济（网损，运行成本，利用效率等）优化协调；规模化动力电池利用与后电池时代动力电池类型和充电特性（充电方式“先恒流，后恒压”，往往视其为恒功率负荷；充电次数、充电容量与使用寿命等；）影响和左右着动力电池的使用，影响着充电基础设施的配置；电池的梯次利用和后电池时代的处理工作并未开展；线路末端电压平均保持在7%左右；影响面显著减少；EV渗透率%越限点比例%最大越限电压pu000.9481000.931201.110.922304.440.9125018.890.89410056.670.844（16%）随机充电对节点电压的影响渗透率%充电方式越限点比例%最大越限电压pu随机充电18.890.89450时段充电00.945智能充电00.948随机充电56.670.844100时段充电4.890.901智能充电3.330.919不同充电方式下的电压越限统计与比较以多时段总损耗及电压越限之和最小为最优目标，动态调节各时段充电功率，实现智能化有序充电。各种电动汽车渗透率下充电对电压质量的影响引自2011第11期《电力系统自动化》电动汽车充电对配电网的影响及对策李惠玲，白晓民新能源电网研究所AC/DCConverterAC~220VPFCCircuitDC/DCConverterDCOutput+－DC/DCConverterDCOutput+－12-pulsedioderectifierAC380VABCAC/DCDiodeRectifierPFCCircuitDC/DCConverter+－AC/DCDiodeRectifierPFCCircuitDC/DCConverterAC/DCDiodeRectifierPFCCircuitDC/DCConverterMODULE1MODULE2MODULE3AC380VABCDCOutputTHDI=3.7％HRI3=3.156％THDI=34.6％HRI5=20.8％THDI=3.39％HRI5=2.94％电动汽车充电站电能质量监测结果1、常用充电机典型结构与谐波电流发射水平北京·出租车慢充站广东·出租车快充站新能源电网研究所2、谐波电流注入情况谐波次数23456789CP950.3926.40.2620.70.1211.50.156.73谐波次数1011121314151617CP950.144.840.074.230.101.740.061.37谐波次数1819202122232425CP950.070.960.070.540.060.950.051.02谐波次数23456789CP950.5846.4210.64744.210.21323.340.4292.032谐波次数1011121314151617CP950.45310.400.20810.050.0747.7110.0548.368谐波次数1819202122232425CP950.0278.7890.0403.0050.0515.3680.0602.974谐波次数23456789CP951.3143.260.6721.680.6070.8090.7550.824谐波次数1011121314151617CP950.5110.7770.7320.5820.5290.5310.5450.497谐波次数1819202122232425CP950.6910.5990.7320.5170.4470.4460.4440.407深圳某充电站380V母线注入谐波电流有效值（A）（全站最大充电功率320kW）（全站最大充电功率3500kW）（全站最大充电功率120kW）其他充电站注入谐波电流有效值（A）电动汽车充电站电能质量监测结果无PFC的12脉动不控整流充电机，注入系统的谐波电流含量较大。HRI5和HRI7的最大值分别达到24.1％和13.2％。带PFC电路的充电机，谐波电流注入不会成