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在总量上,电动汽车充电对深圳电网负荷冲击不大。
15万辆电动汽车的最大充电负荷的占深圳电网负荷峰值的0.02%,且电动汽车负荷峰值对应电网低谷时段。① 2016年深圳电网供电负荷峰值为1626万千瓦,峰值时刻发生在上午11时,预计2020年深圳电网负荷峰值超过2000万千瓦。② 根据深圳供电规划设计院谢莹华等“电动汽车充放电方式对深圳电网日负荷曲线的影响(2011)”,15万辆新能源汽车条件下,新能源汽车最高充电负荷为520MW,峰值时刻发生在晚间20时,15万辆电动汽车的最大充电负荷的占深圳电网负荷峰值的0.02%,且电动汽车负荷峰值时刻是电网低谷时段,即使深圳电动汽车总量在15万辆基础上增长5倍,随着电网容量不断扩大,电动汽车充电负荷占电网负荷的比例也在1%以下,因此电动汽车充电负荷在总量上对深圳电网负荷冲击不大。
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在局部地区,当500户的小区电动车渗透率大于40%时,小区电网负荷将过载。
虽然电动汽车充电负荷在总量上对深圳电网负荷冲击不大,但是充电负荷在局部高密度负荷地区聚集,会造成局部配电设施过载,因此我们对500户某小区的充电负荷研究发现(推导计算过程见附录),当小区电动车渗透率大于40%时,小区电网负荷将过载,此时需要进行配网扩容改造。
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深圳电网投资主要集中在110kV/220kV/550kV大型变电站的新建和改造。
变电站从规划到投产大约需要5-6年时间,变电站对工商业和居民片区的供电至关重要。深圳电网2016年全年供电量814亿千瓦时,最高负荷1626万千瓦,深圳电网2016年完成电网建设投资37.62亿元, 110千伏及以上变电站累计231座。
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电动汽车接入充电后,局部地区的10kV电网需要升级扩容。
当一定规模电动汽车在电网原有负荷高峰开始充电时,电动汽车负荷将与系统原有负荷叠加,造成区域配电网出现峰上加峰的情况,配电设施过载,此时需要对10kV配网工程进行扩容改造,以上海某10kV配网工程为例,电动汽车接入后配网升级改造工程造价约为43万元。
近年深圳市经济快速发展带动用电需求与用电负荷不断增长。
2016年深圳GDP达1.95万亿元,同比增长9%,深圳市“十三五”规划GDP总量年均增长率将超过8.2%。深圳用电负荷密度居全国之首,目前约为0.73万千瓦每平方公里,已接近世界负荷密度最大的纽约、香港、东京等城市。2016年深圳电网供电负荷超过1600万千瓦,预计2020年,深圳电网供电负荷将达到2000万千瓦。
2016年深圳新能源汽车总量超过8万辆,同比增长99%。
据深圳交警发布数据,2016年,深圳市新能源汽车保有量为80828辆,与2015年相比,增加40109辆,增长98.50%。其中,纯电动汽车保有量44099辆,占新能源汽车总量的54.55%,与2015年相比,增加21360辆,增长93.93%。
15万辆电动汽车的最大充电负荷的占深圳电网负荷峰值的0.02%,且电动汽车负荷峰值对应电网低谷时段。
① 2016年深圳电网供电负荷峰值为1626万千瓦,峰值时刻发生在上午11时,预计2020年深圳电网负荷峰值超过2000万千瓦。② 根据深圳供电规划设计院谢莹华等“电动汽车充放电方式对深圳电网日负荷曲线的影响(2011)”,15万辆新能源汽车条件下,新能源汽车最高充电负荷为520MW,峰值时刻发生在晚间20时,15万辆电动汽车的最大充电负荷的占深圳电网负荷峰值的0.02%,且电动汽车负荷峰值时刻是电网低谷时段,即使深圳电动汽车总量在15万辆基础上增长5倍,随着电网容量不断扩大,电动汽车充电负荷占电网负荷的比例也在1%以下,因此电动汽车充电负荷在总量上对深圳电网负荷冲击不大。
当小区电动车渗透率大于40%时,小区电网负荷将过载。
虽然电动汽车充电负荷在总量上对深圳电网负荷冲击不大,但是充电负荷在局部高密度负荷地区聚集,会造成局部配电设施过载,因此我们对500户某小区的充电负荷研究发现(推导计算过程见附录),当小区电动车渗透率大于40%时,小区电网负荷将过载,此时需要进行配网扩容改造。
深圳电网投资主要集中在110kV/220kV/550kV大型变电站的新建和改造。
变电站从规划到投产大约需要5-6年时间,变电站对工商业和居民片区的供电至关重要。深圳电网2016年全年供电量814亿千瓦时,最高负荷1626万千瓦,深圳电网2016年完成电网建设投资37.62亿元, 110千伏及以上变电站累计231座。
电动汽车接入充电后,局部地区的10kV电网需要升级扩容。
当一定规模的电动汽车在配电网系统原有负荷高峰开始充电时,电动汽车负荷将与系统原有负荷叠加,造成区域配电网出现峰上加峰的情况,配电设施过载,此时需要对10kV配网工程进行扩容改造,以上海某10kV配网工程为例,电动汽车接入后配网升级改造工程造价约为43万元。
4.1
计算小区住宅居民用电负荷
P
L
(未接入充电桩)
P
L
=p*n*β*k=10kW*500户*0.6*0.4=1200kW …(1)
其中,
P
L
是居民用电负荷(未接入充电桩),p是每户居民的计算负荷KW,n是小区户数,β是居民用电负荷需用系数,k是小区用电负荷同时率。
4.2
确定小区变压器额定容量S
根据上述居民住宅用电负荷W及功率因素和用电裕度等参数,可计算得到小区配电变压器的容量确定参考值:
S’=
P
L
/ k2 COS ϕ …(2)
其中,S’为变压器容量确定参考值(kVA);k2为用电负荷规划裕度;COS ϕ为居民用电负荷功率因数
S’=1200/0.65/0.85=2172 kVA
根据式(2)计算得到的变压器容量确定参考值可选择合适容量与型号的配电变压器S,其中S> S’ {S∈ SU} …(3)
式中:S为所选择的配电网变压器容量;Su为10kV变压器额定容量序列。
因此考虑小区用电负荷规划裕度,S应选择选择2*1250kvA额定容量变压器。
4.3
计算未接入充电桩的小区电网负载率λ
从而,未接入充电桩的情况下,
小区电网负载率
λ=
P
L
/S*COS ϕ …(4)
=1200KW / 2500kvA / 0.85=56%
4.4
计算500辆电动车的小区充电负荷Pev
电动汽车充电负荷曲线的"峰值"与电动汽车数量的关系可表示为: