向電動出行(E-Mobility)的轉型對電力系統構成了復雜且多方面的挑戰,需要采取多種解決方案和方法來應對。大多數相關文獻主要從高收入國家的角度進行探討。本報告則從發展中國家的角度出發,探討技術層面的挑戰,旨在為電動出行領域的從業者和政策制定者提供關于電力系統影響及潛在緩解策略的信息。具體而言,本報告的研究為解答以下相關問題提供了機會。
1.為什么向電動出行的轉型對電力系統構成重大技術挑戰?
未來十年,電動汽車(EV)數量的顯著增長將形成一種獨特的電力負荷。從絕對值來看,電動汽車充電帶來的額外需求可能對總電力需求的影響不大。然而,電動汽車充電可能會顯著影響電力系統的負荷曲線,因為它會疊加在基礎小時電力消耗之上,從而重塑負荷曲線。這些負荷曲線的形狀和規模高度依賴于最終用戶的充電模式,而這些模式受到多種社會、技術和經濟因素的影響。此外,與傳統電力需求不同,電動汽車充電具有空間移動性:同一輛車可以根據基礎設施可用性、充電時間偏好或經濟因素,在不同時間和地點從不同的充電點獲取電力。空間因素至關重要,因為充電活動很可能集中在相對較小的區域,如充電中心和工業園區。
如果沒有協調的充電機制,電動汽車的充電可能會進一步加劇現有的需求高峰,給電力系統帶來額外的壓力,并對電力公司產生重大影響。盡管這些挑戰可能涉及運營、財務或社會經濟等多個方面,但它們都深深植根于電力系統的特性之中。如果沒有將電動汽車充電轉移到非高峰時段的機制,大多數充電活動通常發生在人們上下班或回家的時間,這與電力系統中已有的關鍵需求高峰重合。這實際上改變了負荷高峰的高度和持續時間,而這些參數對于設計和運行可靠、安全的電力系統及其在發電、輸電和配電層面的各個組成部分至關重要。編譯 陳講運
即使在電動汽車部署的早期階段,高滲透率的本地集群也可能會出現,給電力系統基礎設施帶來壓力。同時,在低壓住宅區進行不協調的電動汽車充電活動,會導致線路和變電站,尤其是變壓器接收的當地電力負荷發生顯著變化。如果沒有智能充電策略,這些挑戰將需要基礎設施投資,例如升級和修復輸電及配電線路,以及更換老舊變電站。隨著電動汽車份額的增長,這些投資需求可能會增加,并擴展到發電和輸電部門。
電力公司、系統運營商、監管機構和政策制定者需要采取全面措施,應對廣泛的技術挑戰,并為即將到來的電動汽車普及做好準備。為了在最大化潛在利益的同時減少電動汽車部署的影響,各相關方需要進行細致的綜合規劃與合作。特別是電力公司,需要在基礎設施成本、電動汽車用戶期望、充電時間和電網壓力之間找到平衡。另一方面,監管機構和政策制定者則需營造一個支持性和可持續的監管環境,激勵對電力系統和充電基礎設施的戰略投資。
2.為什么它對發展中國家特別重要?
在一些發展中國家,電力系統仍然無法提供足夠的服務,并且對外部沖擊的抵抗力較弱。輸電和配電網絡以及發電設施可能無法始終如一地滿足人們對電力服務可靠性和質量的期望。這主要是由于多種因素,包括容量有限、維護不足和升級不及時,以及各種運營挑戰。配電網絡通常被認為是電力系統中特別脆弱的部分,主要因為設計不當、設備老化和缺乏足夠的維護。此外,發展中國家的輸電網往往既在國內也跨國界都存在不可靠和欠發達的問題。隨著這些國家能源需求的增長,這些問題可能會進一步加劇……
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