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新能源汽车下乡,如何走稳走远?

日期:2023-11-22    来源:能源评论•首席能源观  作者:孔繁钢

国际充换电网

2023
11/22
10:58
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关键词: 新能源汽车 充电基础设施 充电桩

今年以来,多项鼓励农村地区充电基础设施建设运营的政策陆续出台。国家发展改革委联合相关部门相继印发《关于加快推进充电设施建设更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴的实施意见》《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见》(以下简称“《指导意见》”)。近期,四川、浙江、山东等省区也推出与新能源汽车基础设施完善相关的政策。

今年7月,国家电网公司深入实施调查摸底和政府对接行动、农村电网巩固提升行动、充电基础设施建设引领行动、供电优质服务行动、车联网平台服务提升行动、新技术新模式创新示范行动等六项行动,有力服务新能源汽车下乡和乡村振兴。

10月21日,江苏连云港,市民在新能源汽车下乡活动现场参观。

形势:农村电网承载能力须进一步增强

从目前情况来看,我国农村居民家用交流充电桩总体数量较少,县级以下公共充电桩数量占全国公共充电桩数量的9.45%。随着新能源汽车下乡活动逐渐深入,农村电网的新能源汽车充电负荷将迅速增加。以浙江为例,到2025年,全省乡村地区累计建成充电桩不少于90万个,其中公共充电桩不少于2万个。

未来,新能源汽车将成为农村地区家庭用电功率最大的负荷。家用交流慢充桩的充电功率一般为7千瓦左右,公用直流快充桩的单枪负荷一般为60千瓦左右,远远高于普通家电的负荷。若不加以引导,无序充电势必会引起配电网供需不平衡的问题,农村电网的原有用电负荷和充电负荷的矛盾也将显现。

面对农村用电负荷将逐渐快速增长的趋势,《指导意见》提出的目标是,到2025年,东部地区农村电网户均配电变压器容量不低于3.5千伏安,中西部和东北地区不低于2.3千伏安,要求各地结合实际差异化制定本区域发展目标。

考虑到新能源汽车在农村的渗透率有一个渐进的过程,充电负荷上升也会逐渐提高,农村电网需要适度超前、科学合理地规划县域输电网容载比水平,适当提高中压配电网供电裕度,增强电网支撑保障能力,也要注意有序增加投资,分批次分地区开展建设。

压力:高度重视电能质量尤其是谐波污染

目前,我国中西部和东北地区农村电网还大量存在农村配电网单线、长距离送电以及低电压和供电可靠性低等问题。大量新能源汽车下乡,将增加农村电网的负荷,甚至带来电能质量方面的风险,比如电压合格率降低、供电可靠性下降、电磁谐波的注入造成“污染”等。

《指导意见》提出到2025年,农村电网供电可靠率和电压合格率东部地区分别不低于99.94%、99.9% ,中西部和东北地区分别不低于99.85%、99.2%。要提高电压合格率和供电可靠率,最根本的措施就是进一步加大农村电网的投资。具体措施是适当提高中压配电网供电裕度,增加农村电网中变电、输电线路容量和每户居民户均配变容量,减少农村电网中单线、单变数量,增加配电变压器的布点,缩短配电线路的供电半径,增加环网供电,进一步增强电网支撑保障能力。

同时,要确保农村电网中新能源汽车充电设施均衡接入,采用有序充电控制等手段,动态调节电网各相充电功率,平抑随机充电负荷引发的三相不平衡、低谷电价起始时段集中充电对电网产生的冲击,如此才能保证供电质量。

谐波污染是充电基础设施规模化运行以后需要关注的重点问题。新能源汽车属于非线性负荷,在充电过程中产生的谐波传导至电网,会引起线路发热量增加、变压器损耗增大;在充电站内部,也会对其他电器造成影响,比如计费系统不准确、电子设备工作不正常等。

随着新能源汽车渗透率的不断提升,大量随机接入的家用交流车载充电机将成为新的谐波源,或将影响农村电网的电能质量和稳定性。目前,供电企业对直流充电桩已经有了比较完善的谐波治理措施,但是对交流车载充电机谐波治理的研究还比较少。对此,供电企业要予以高度关注,对新能源汽车渗透率高的地区,要加强电网谐波的检测和溯源,发现谐波超标要及时采取措施,防范谐波污染传导造成电能质量下降的风险。

动力:“数字化+融合”促进农村电网转型升级

随着新能源汽车逐渐步入广大农村地区,农村电网的数字化水平和充电设施的智能化、便捷程度将决定农村新能源汽车用户的体验感和农村电网的安全可靠运行。目前,在县以下地区,农村电网的数字化水平与充电设施感知控制、安全可靠通信、车—桩—网信息贯通等方面还存在不适应;车企平台、运营商平台、供电企业信息系统之间,目前尚未实现互联互通,难以共享交互信息。这些都影响农村电网中充电设施的有序充电、车网互动(V2G)和充电设施的维护监测,也给农村用户方便快捷使用新能源汽车带来不便。

要树立数字化理念,建立跨专业协同机制,加快农村电网数字化转型升级:加快农村电网中的数据采集、传输和自动控制装置的完善;推动相关部门完善充电设施并网标准,明确通信规约、信息交互、运行控制等要求,建立配电台区侧终端与充电桩之间经济可行的本地通信通道;按照“一个终端、一次采集”原则,按需部署具备充电桩控制功能的台区侧采集终端,提升采集频次,支撑本地有序充电控制及市场交易类业务。

可再生能源与充电设施融合发展,也将带来新的机遇。在农村地区,要积极推进分布式可再生能源与新能源汽车充电设施建设的融合发展,积极探索尝试新型充电技术和商业模式。在分布式光伏、风电等可再生资源富集地区,可在乡镇政府、村集体办公服务区、旅游景区、民宿集聚区、村级能源站等公共场所建设光风储充一体化的集中式充电场站。在农村居民中,可以推动采用“户用光伏+户用充电桩”接入模式,努力提升绿色充电桩的规模和水平。

此外,还可以充分利用当地的分布式光伏、分布式风电、生物质发电以及小水电等可再生能源,试点开展微电站、微储能、微能网“三微”协同示范,建设一批V2G车网互动先行示范区,探索聚合规模化充电设施参与需求响应、辅助服务市场及电力现货市场。


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