克服不断增加的电动汽车对配电网的影响带来的挑战
这把我们带到了今天的挑战。随着电动汽车的经济负担能力接近临界点，并开始普及，我们必须迅速将快速充电站整合到电网中，为所有这些汽车供电。目前，无论是在电网边缘级别还是在大规模系统级别，都没有适当的控制措施可以最大限度地减少拥塞或抵消峰值需求。配电系统运营商(DSOs)必须跟上车队运营商的需求，以支持电动汽车所需的基础设施。这些电动汽车充电器是分布式能源(DERs)的一种，也可以用来将电力输出回电网。据估计，目前大约96%的电动汽车充电是在家里或工作场所进行的[1]，这凸显了当前的问题。
根据国家可再生能源实验室(NREL)电气化期货研究，全面分析了美国所有经济部门普遍电气化的影响，到2050年，电动汽车可能会导致电力需求高峰期间的能源使用量增加33%，这已经是一天中电力供应成本最高的时期。[２]此外，预计车队运营商将开始适应中型和重型车辆的充电负荷(公交车、送货车辆等)，这将超过现有的电网运营限制。
不断增加的der带来了配电网的两个主要挑战。首先，电压下降和变压器和电缆的热过载，也会对故障电流水平和网络产生影响。[3]其次，在使用der的配电系统上区分故障电流和过载电流增加了一个全新的复杂性维度。{4]
配电馈线一般采用径向设计配置，故障电流单向流动时设置过流保护方案。另一方面，der引入了双向功率流，可以导致两个方向的故障电流。当配电系统注入DER功率时，针对单向流设计的保护方案不能提供足够的保护协调。[3]
为了解决这一问题，可以采用一些经典的和新颖的方法来利用产生具体保护方案的保护和协调研究。这些方法通常用于实现配电网的自适应或静态保护方案，包括主继电保护和备份继电保护。自适应技术涉及动态设置(微处理器继电器上的组设置)并将进行调整，而静态设置是固定的(机电设置)，并且不会根据由于添加der而改变的故障电流限制进行调整。通常，自适应保护方案包括将故障限流器与der串联在一起，以在故障状态下阻塞故障电流。
从车队运营商的角度来看，国家可再生能源实验室(NREL)与其他行业领导者合作，参与开发基于宽带隙半导体等先进材料的新型功率转换硬件，以及非常适合在线调度和实时控制的新型控制器和算法。[3]在电网容量市场中，对于车队运营商来说，利用在线调度功能并引入改进的充电方案是有价值的，其主要目标是避免能量不平衡。通常，更准确的数据提供给车队运营商来完成这一任务。也有越来越多的机器学习算法已经开发出来，以支持优化车队充电调度，允许车队运营商判断是否需要根据效用和风险分析重新安排充电计划。[3]这在很大程度上是由于车队运营商使用线性规划算法技术确定了电动汽车的聚合充电曲线。至于实时控制，我们可以假设电动汽车会按照计划充电;然而，如果电网的正常技术运行受到影响，则DSO操作可以覆盖车队运营商管理，例如使用减负荷方案[3]船队运营商与DSO之间的协调至关重要。
为了满足未来电动汽车对配电网的需求，需要进行大量的准备、规划和妥协。这将涉及所有在车网集成中发挥作用的利益相关者的参与，包括dso、DER运营商和具备车网功能的电动汽车的所有者。不这样做的代价将意味着配电网内的不稳定，导致不正确的运行保护方案，从电网隔离der，并最终中断商业和住宅用户。我们可以走在前面，避开电动汽车的危险区。答案很简单:实施新的保护和控制方案，并在电网层面完善现有方案。我们可以帮忙!
1电动汽车充电基础设施的技术和设计指南- #清洁技术报告，《清洁技术》，2019年2月16日出版，https://cleantechnica.com/2019/02/16/technical-design-guidelines-for-ev-charging-infrastructure-cleantechnica-report/
2“电网协调为电动汽车的灵活性开辟了道路”，国家可再生能源实验室，于2020年8月4日发布
3.Hu, Junjie, You, Shi, Lind, Morten， Østergaard, Jacob，“配电网中预防拥堵的电动汽车协调充电”，IEEE期刊和杂志2014年3月
马库斯Bewayo
电力分配专家，智能电网和资产管理
Marcus是一位经验丰富的电力公用事业分配专家，拥有超过15年的电气工程经验，专门为电气设计，现场工程和电气分配部门的系统调试市场提供服务。项目角色涉及SCADA、继电系统、保护和控制，并在PPL、PEPCO、PSE&G和NJ Transit的牵引电力系统项目期间熟悉许多配电和变电站设备的原始设备制造商。他的经验还包括OSI/PI数据收集系统，通信基础设施和NERC-PRC和NERC-CIP v6合合性审查。作为Hatch智能电网和资产管理业务部门的一部分，Marcus专注于扩展电网现代化，资产管理功能，并为客户成功交付此类项目。