电动汽车的充电模式及充电站对电网电能质量的影响分析概要.docx
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电动汽车的充电模式及充电站对电网电能质量的影响分析概要
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电动汽车的充电模式及充电站对电网电能质量的影响分析
刘 清
（广东电网公司深圳供电局，广东深圳518020）
摘要：
电动汽车充电站是发展电动汽车所必需的重要配套基础设施。
文章针对电动汽车的充电模式及充电站
对电网电能质量的影响展开分析和讨论，并对电动汽车充电站的单台电动汽车充电桩充电过程进行电能质量监测。
在监测的数据中，筛选具有典型特征的电能质量参数与国家公布的电能质量相关标准进行比较。
关键词：
电动汽车；充电模式；充电站；电能质量中图分类号：
U469 文献标识码：
A 文章编号：
1009-2374（2011）27-0043-04
电动汽车是新能源汽车发展的重点方向之一，对于节能环保、减少碳排放污染具有重要意义。
近年来，在国家产业政策、财政补贴政策的刺激下，电动汽车产业在我国出现了前所未有的“大干快上”局面：
电动汽车的保有量逐年增加，北京、上海、深圳、西安、石家庄、兰州等多个城市相继建立了汽车充电站。
电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展以及充电设施对于电网电能质量的影响。
也有一定的影响。
大型充电站（机）多采用这种充电方式。
由于采用快速充电，充电电流大，因此这种充电方式对充电的技术方法和安全性都有较高的要求。
（三）更换电池
更换电池组的方式，即在蓄电池电量耗尽时，用
充满电的电池组更换已经耗尽的电池组。
由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。
对于更换下来的未充电蓄电池，可以在服务站充电，也可以集中收集起来以后再充电。
更换电池组的方式同时具备常规充电和快速充电的优点，也就是说可以用低谷电给蓄电池充电，同时又能在很短的时间内完成更换电池的过程（通常只需10min左右）。
在蓄电池维护方面，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。
在更换电池的过程中可以及时发现电池组中单电池的问题，对于电池的维护工作将具有积极意义。
但是这种电池更换系统的初始成本很高，其中包括昂贵的机械装置、大量的蓄电池和存放蓄电池所需要的仓储空间。
（四）无线充电
无线充电方式是近几年国外的研究成果，其原理
一、电动汽车的充电模式简介
纯电动汽车没有传统的内燃机，动力源于储能电池组。
储能电池依靠外界电源充电，汽车行驶时电池向电机供电，由电机向驱动轴输出扭矩，驱动车辆行驶。
目前国内外提出了多种电动汽车充电站模式，主要有以下几种：
（一）常规充电
常规充电方式主要采用恒压、恒流的传统充电方
式，以较低的充电电流对电动车进行充电。
一般充电时间为5～8h，甚至长达10～20h。
由于常规充电的充电器安装成本比较低，电动汽车家用充电设施（车载充电机）和汽车充电站多采用这种充电方式。
充电时段可以充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，提高充电效率，并延长电池的使用寿命。
常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，有紧急运行需求时难以满足。
（二）快速充电
快速充电方式以较高的充电电流在短时间内为蓄电
是将电能转换成一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或微波束，通过在汽车顶上安装一个专用天线进行接收，再转换成电能供蓄电池充电。
有了无线充电技术，公路上行驶的电动汽车或双能源汽车可通过安装在电线杆或其它高层建筑上的发射器快速补充电能。
电费将从汽车上安装的预付卡中扣除。
（五）移动式充电
移动式充电（MAC）是在汽车行驶过程中进行的
池充电，其典型的充电时间是：
10～30min，充电电流一般为150～400A。
与常规充电方式相比，快速充电的充电器安装成本相对较高，充电效率较低，对电池寿命
充电方式。
MAC系统埋设在一段路面之下，即充电区，不需要额外的空间。
通过接触式或感应式的MAC
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系统，对行驶过充电区的充电汽车进行充电。
目前的研究主要集中在感应式MAC充电方式，它不需要机械接触，也不会产生大的位置误差。
但这种充电方式的投资巨大，现在仍处于实验阶段。
测试采用某公司PQM-3电能质量监测仪进行监测。
测试仪的采样周期为200ms（连续10周波）、无间隙方式；采样数据记录间隔为3s。
考虑到充电桩正常工作后，数据变化不大的特点，主要截取充电桩正常充电后的数据进行分析和比较。
由于BYD充电车充电时采用A相单相进行，电能质量测试仪电压信号取三相调压器输出端A相电压，电流信号取三相调压器A相电流，因此电能质量测试指标中的三相电压允许不平衡度无法经由本次测试取得。
（二）测试点
测试点选择在电动汽车充电桩的电源进线侧，测
二、汽车充电站（机）对电力系统的影响
（一）削峰填谷
在传统的电力系统中，实际用电负荷的波动性与
发电机组额定工况下所要求的用电负荷稳定性之间存在固有矛盾，如何处理电力系统的峰谷差一直是电网企业头疼的问题。
由于大多数电动汽车主要在白天行驶，晚上利用低谷的低价电为电动汽车充电，这样就对电力系统起到了削峰填谷的作用。
（二）谐波污染
电动汽车蓄电池充电属非线性负荷，充电过程中
试接线图如图1所示：
会产生谐波。
谐波会对电网造成危害，引起线路或变压器附加损耗增加和发热，造成电网中局部的电感、电容发生谐振，使谐波进一步放大。
谐波对充电站（机）设备也存在威胁：
对电费计量系统来说，若将谐波电流计为有功电流，可能造成用户多支出电费；对计算机和一些其他电子设备来说，较高的谐波可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断；对开关和继电保护设备来说，谐波可能导致电子保护式低压断路器之固态跳脱装置不正常跳闸，可能对由序分量滤过器组成启动元件的保护及自动装置产生干扰。
（三）负荷不均匀
当充电站的电动汽车采用大电流快速充电时，
图1测试接线图
（三）测试结果
1．电压有效值、电流有效值。
充电车在进入正
常充电后，测得的电压为220V，电流为7.68A。
2．功率、功率因数。
充电车在进入正常充电后，测得测试点无功倒送，说明负荷为容性。
且功率因数位于0.95以上，符合国家相关标准的要求。
3．最大电压偏差。
充电车在进入正常充电后，被测电压维持在220V左右。
根据《电能质量供电电压允许偏差》（GB/12325-2008），220V单相供电电压偏差为标称电压的+7％，-10％，所以电压偏差符合国家相关标准的要求。
4．最大电网频率偏差。
测得电网频率为50.0Hz。
根据《电力系统频率允许偏差》（GB/T15945-1995），电力系统正常频率偏差允许值±0.2Hz，所以电网频率符合国家相关标准的要求。
5．电压波形总畸变率。
在充电车稳定充电的过程中，电压总畸变率也比较稳定。
所以选取稳定充电过程中的一个时刻观察其电压畸变情况。
测试点的电压总畸变率为0.61%。
查询测试点稳定充电期间的电能质量报表，可知电压总畸变率95%概率值为0.664%。
根据《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549一1993），0.38kV的电压总畸变率限值是5%，测试点的电压总畸变率都远远小于限值，因此符合国家相关标准的要求。
6．谐波电压。
会形成150～600A的大电流，这可能会造成电网不稳定，并且过分密集的集中充电可能导致充电站瞬时负荷过大，对电网的负荷调节能力、载荷能力以及电源容量均造成考验。
（四）充电站其他电能质量指标
电动汽车充电站为电动汽车运行提供能量补给，
是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。
充电站中用电设备中不含大型冲击性设备，对公用电网产生的电压偏差、频率偏差、电压闪变、三项不平衡度基本满足国标要求。
由于电动汽车蓄电池充电属非线性负荷，充电过程中主要对电网产生谐波污染。
通常汽车充电站（机）会考虑在相关配电系统中配有补偿装置和滤波装置，以达到降低谐波污染的目的。
三、单台汽车充电桩充电过程的电能质量监测
（一）测试说明
本次测试随机抽取了深圳一汽车充电站的国产充
电桩。
采用了额定电流为8A的比亚迪的BYD-F3电动汽车进行充电过程的电能质量测试。
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表3注入公共连接点的谐波电流允许值
标称电压/kV
基准短路容量/MVA
谐波次数谐波电流允许值/A
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0.3810
10100
7826
6220
3913
6220
268.5
4415
196.4
216.8
165.1
289.3
134.3
247.9
标称电压/kV
基准短路容量/MVA
谐波次数谐波电流允许值/A
14113.7
15124.1
169.73.2
17186.0
188.62.8
19165.4
207.82.6
218.92.9
227.12.3
23144.5
246.52.1
25124.1
0.3810
10100
由于测试点0.4kV母线处的最小短路电流为
图2谐波电压、谐波电流、允许谐波电流分布图
国家标准规定负荷接入系统前必须满足谐波标准《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549一1993）。
按照该国标，公用电网谐波电压（相电压）限值见表1：
表1公共电网谐波电压（相电压）限值
电网标称电压/kV
0.3810
电压总谐波畸变率/%
5.04.0
各次谐波电压含有率/%奇次4.03.2
偶次2.01.6
10kA，故变压器低压侧最小短路容量为：
（MVA）
（2）
该充电站充电机（桩）组数n=14，充电机（桩）最小短路容量hT=6.928/14MVA，公用连接点基准短路容量Ih=10MVA，实际最小短路容量ST=6.928MVA计算单机组注入公用点谐波有限值，得到表4。
表4测量得到谐波电流有限值
谐波次数n谐波电流/A
34.03
55.06
75.14
115.27
134.93
174.00
193.56
实际测得充电过程中谐波电压、谐波电流、允许谐波电流的95%概率值如图2所示。
由图2可知，充电桩充电过程中主要产生奇次谐波，并且随着谐波次数的增加，谐波含有量降低。
测得各次谐波电压均小于0.45%，因此谐波电压符合国家相关标准的要求。
7．谐波电流。
单台充电机（桩）向连接点注入谐波，谐波电流有限值计算方法如下：
对于0.38kV电力公用网，当电网系统短路容量（基准短路容量）为10MVA时，各次谐波电流允许值见表2：
表2IEC1000-3-4电流谐波允许值
谐波次数n允许谐波电流（In/I1）/%
59.5
76.5
113.1
132.0
171.2
191.1
由图2可知，各次谐波电流均小于0.65A，因此谐波电流符合国家相关标准的要求。
经证实，该汽车充电站的配电系统中配有补偿装置和滤波装置，从而使电流谐波远小于规定限值。
四、结论
通过对电动汽车充电站的单台电动汽车充电桩充电过程进行电能质量监测，从测试结果可以得到以下结论：
1．电动汽车蓄电池为容性负荷，充电过程中会向电网倒送无功。
2．被测充电桩在充电过程中的电压偏差、频率偏差、功率因数、电压畸变率等指标均合格。
在配电侧加装了补偿装置和滤波装置后的谐波也符合国家相关标准。
3．充电桩在充电过程中主要产生奇次谐波，并且随着谐波次数的增加，谐波含有量降低。
4．实际设备产生谐波的过程中，谐波主要体现在电流上，电压只是很小的畸变。
事实上也充分说明，在实际电网运行中，为确保电网的电能质量达标，汽车充电站（机）会考虑在相关配电系统中配有补偿装置和滤波装置。
参考文献
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北电力，2011，
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卫振林，程丹明，徐凡．电动汽车充电模式与充电[2] 康继光，
当系统短路容量不为10MVA时，各次谐波电流允许值则按照实际最小短路容量的大小允许值换算。
（1）
其中，表示折算后允许各次谐波有效值；h表示在公用网中得到的各次谐波电流允许值；hT单机组设备最小短路容量；hI表示公用连接点设备基准短路容量；∂表示相位叠加系数，其中5次谐波取1.2，7次取1.4，11次取1.8，13次取1.9，大于13次的谐波都取2.0。
当0.38kV电力公用网，电网系统短路容量为10MVA（基准短路容量）时，按照《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-1993）的规定，采用专用线路供电的充电站向公用电网注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过表3（注入公共连接点的谐波电流允许值）中规定的允许值。
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远程教育毕业论文管理系统的构架研究
黄丽娟
（浙江大学继续教育学院，浙江杭州310029）
摘要：
毕业论文是远程教育教学中一个重要的环节，文章针对远程教育毕业论文管理系统的管理模式、应用
对象、论文设计流程等系统构造进行了阐述，分析了构建该系统在远程教育教学中的现实意义，这对加强毕业论文过程中的控制，规范论文的设计管理有着积极的作用。
关键词：
远程教育；毕业论文；论文管理系统中图分类号：
TP393 文献标识码：
A 文章编号：
1009-2374（2011）27-0046-02
一、概述
远程教育是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式，它突破了时空的界线，有别于传统的，需要安坐于课室的教学模式，使学员不需要到特定的地点上课，透过电视广播、互联网、辅导专线、课研社、面授（函授）等多种不同渠道就可以随时随地地进行在线学习。
现代远程教育主要利用计算机网络通信技术和多媒体技术，以及运用这些技术所建立的具有双向交互功能的教学平台进行教学。
它的发展在构建终身教育体系和学习型社会中发挥着不可替代的作用。
在远程教育的教学中，毕业论文是完成专业培养目标非常重要的教学环节，也是培养学生综合运用所学基本理论知识提高分析问题和解决问题能力的重要有效手段。
高校想要更好的完成毕业环节的教学设计，把好毕业论文的质量关，需要规范毕业论文的基本管理制度以及选题、指导和答辩等相应环节的关键内容，同时应着力建设毕业论文网络管理系统，学生可以依托系统进行论文写作，指导教师能够基于系统进行远程指导，教学管理人员也能应用该系统对毕业论文进行全面的管理。
这样的管理平台，既能规范毕业论文的流程，强化毕业论文指导工作的过程性管理和监控，也能够充分利用各种网络通信工具，促进师生之间基于网络的交互，为学生远程学习提供丰富
的支持和帮助。
本文围绕毕业论文管理系统的管理模式、应用对象和管理流程，对基于网络的远程教育毕业论文管理系统的功能构架进行了阐述，这对引导远程教育实践机构充分利用网络和现代教育技术促进毕业论文的质量提升有较好的现实意义。
二、毕业论文管理系统的管理模式
远程教育毕业论文管理系统应以网络为支撑，由远程教育实践机构统筹规划、控制，学习中心、函授站组织实施。
其中，实践机构全面负责毕业论文的组织与管理工作，包括制定毕业论文时间安排、确定毕业环节、安排指导教师、及最终的审查、评估成绩；各学习中心、函授站负责本教学点的毕业论文的组织与运行，督促学生及时做好毕业论文的各环节。
三、毕业论文管理系统应用对象
管理系统应以用户为导向的原则进行针对性的设计，主要设计包括管理员、学生、教师、教学站在内的四个用户。
（一）教学教务管理员和系统管理员
教学教务管理员对有资格参加毕业论文设计的学
生进行审核，查看学生学分是否达到要求、是否缴费
站建设研究[J]．电力需求侧管理，2009，（5）．周荣，乔维高．电动汽车充电技术研究[J]．农业装[3] 王刚，
备与车辆工程，2008，（6）．
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（GB/12325-2008）[S].[5] 电能质量供电电压允许偏差
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北京：
中国电力出版社，2009.
（责任编辑：
周加转）
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