哥伦比亚配电网容纳电动汽车的能力

哥伦比亚配电网络容纳电动汽车的能力授权公开披露 底线。如果要履行气候承诺，运输必须脱碳。哥伦比亚是拉丁美洲采用电动汽车的领导者。然而，电动汽车市场的增长可能会给电网带来运营和规划方面的挑战。幸运的是，最近的分析表明，哥伦比亚的配电网有能力在短期和中期内适应电动汽车增加的电力需求，为实现气候目标铺平了道路。模拟结果表明，网络运营商可以通过考虑电动汽车在新电网设计中的渗透率不断增长来有效地规划未来。 该国配电网络的容量，以满足与电动交通相关的不断增长的需求。由此产生的报告于2022年底完成（世界银行2022）。 哥伦比亚的配电网络能否满足电动汽车日益增长的需求？ 该国国家计划部门要求世界银行提供支持，以查明 在评估的第一阶段，定义了四个情景来预测该国电动汽车的增长以及电网对电力的相关需求。在第二部分中,在四个代表性的电力网络运营商(NO)的支持下,开发了空间和时间模型以识别与不断增长的EV渗透率相关联的特定电路的需求增加。基于这些预测，进行了影响评估，以衡量电动汽车充电系统需求对选定电网的影响。最后，提出了满足未来电力基础设施需求的建议。 世界银行一直在提供技术咨询和专业知识，以帮助哥伦比亚及其国家计划部推进该国的能源转型。技术援助的目标包括支持数字化和分散电力需求，同时提高需求效率。在这一努力的背景下，国家计划部评估了 下面描述并在图1中示出了四种EV渗透情况。 克劳迪娅·瓦斯克斯·苏亚雷斯是世界银行能源和提取股的首席能源专家。 罗伯托·埃斯特维斯是同一单位的能源专家。 Arcenio Torres是哥伦比亚波哥大能源咨询公司USAENE的总经理。 对于这些场景,基于使用习惯、充电模式和在哥伦比亚销售的电动汽车规格,构建电动汽车充电的负载曲线。使用习惯考虑了旅行的开始和结束时间;电动汽车在家庭、工作地点、停车场和空间的到达时间(取决于电动汽车段);以及每天行驶的距离。利用该数据,可以通过使用每个EV区段的规格来估计能量消耗。基于EV功率容量、充电位置和根据其规格对EV充电所需的估计时间来确定充电模式。以此为基础，生成了能源和电力需求曲线。 情景266该项目基于COP21减排协议(到2030年为2.66亿吨)以及哥伦比亚国家经济和社会政策委员会绿色增长计划中概述的目标，该计划预计到2030年该国将有60万辆电动汽车。 TheNewStakesScenario(NS)基于《2020-50国家能源计划》，该计划设定了更高的电动汽车普及率，到2030年仅电动汽车就达到60万辆。这些政策旨在减少温室气体排放和大气污染物，并实现《巴黎协定》的有条件目标，到2030年将温室气体排放量减少30％。 例如，在2030年情景266下，波哥大电动汽车的能源需求曲线将类似于图2所示。 一切照旧情景(BaU)与情景266类似，但考虑到2020年由于COVID-19大流行而导致的电动汽车销量下降，随后到2023年增长率缓慢恢复，届时情景恢复，情景266预计的增长率。 对电力的需求在晚上8点达到峰值。轻型汽车，但是如果考虑到电动公共汽车，高峰时间将转移到晚上10点（22:00）。 参考国家（智利）情景基于智利2018年电动汽车研究中建立的tar -gets，该研究预计到2050年，该国所有行业的20％的车队将是电动的。 通过将负载曲线与电动汽车预测相结合，可以确定哥伦比亚电动汽车峰值功率和能源消耗的总体预测方案（图3）。 为了估计这些NO中的空间和时间需求,与NO合作选择了电路的代表性样本,包括各种EV负载组合。对每个电路进行了以下分析：（i）四种渗透情况：266，NS，BaU，智利；（ii）三个时间段：2030、2040、2050；（iii）三种类型的日子：工作日，星期六，节假日；（iv）一天中的24小时，每个电路总计近860例。 2030年的额外电力需求从500到4,000兆瓦的峰值不等，具体取决于渗透率。就能源而言，该范围从100GWh/年到10,000GWh/年不等（分别为2030年预计需求的0.11％至9.6％）。 对于在所考虑的情景中预测的电动汽车渗透率水平，本 对确定的三种类型的元素测量了EV渗透对网络的影响:中压(MV)线路段、链路(MV电路和配电电路之间的连接)和配电电路变压器。 研究 得出结论，预计在短期和中期内不会对配电网络产生广泛的影响。但是，网络中可能会出现特定的问题，运营商必须解决这些问题。 模拟对配电规划有什么建议？ 不需要采取紧急行动，但计划将有助于预测未来可能的网络约束 对于在所考虑的情景中预测的电动汽车渗透率水平，本研究得出结论，预计到2050年不会对配电网络产生广泛影响。在此期间，不需要对分销网络进行重大的额外投资，而不是支持传统需求的自然增长所需的投资。由于VE方案导致的MV电路平均负载的变化范围不到容量的0.5％，而在配电中心变压器中，平均负载增加了1.5％。 如何测试电力系统上的EV负载？ 使用空间需求模型生成需求模拟 空间需求由以下因素决定：（i）用户的类型，例如轻型车辆，出租车，卡车和公共交通；（ii）运输路线；（iii）停车位置；（iv）充电要求。 实际上,在一些情况下,发现电网的部件(诸如变电站)具有高负载水平,这可能需要额外的投资或实施主动动作(诸如可变速率)以限制充电功率和抑制快速充电。 哥伦比亚有29个分销网络运营商（NO），负责本地分销和区域传输系统的规划，投资，运营和维护。1其中，波哥大、安蒂奥基亚和考卡山谷与国家系统连接的用户数量最多，因此是被选中进行分析的国家之一。2 对极端情况的额外分析使得有可能根据每个分配系统的特征来识别最敏感的网络组件，因此，设计出相应的潜在替代方案来加强网络。面对特定的限制，需要采取不同的行动。 通过对极端场景的分析，可以根据每个分布的特征来识别 变电站供电线路饱和。这种情况表明，对网络的影响可能是显著的，因为随着时间的推移，它将需要加强馈电电路，从而影响整个区域，甚至影响MV变电站本身，如果其他电路离开变电站以类似的方式运行。 最敏感的网络组件 系统，因此，设计潜在的替代方案来改善网络。 MV线部分的饱和度。这种情况可能使得有必要随着需求的增加而安排对网络的时间特定的替换。 为充电功率和部署速度变化的影响做好准备。这种准备包括评估安装越来越强大的充电器对电网的影响，并可能调整新住宅建筑的规格，以改善对最具成本效益的电动汽车充电系统的访问。 配送中心级别的饱和度。这种类型的饱和将需要更换受影响的变压器(或通过增加并联变压器来增加功率)。 针对EV法规的建议 建议监管机构通过采取以下措施优化电力基础设施的使用： 配电网规划建议基于上述分析，NOs可以采取各种行动来计划提高电动汽车渗透率： 利用基于时间的可变电费（日，周，年）。当电网饱和发生在一天，一周或一年中的某些时间时，不同类型的可变费率（使用时间费率）是有用的（IRENA 2019）。一般的概念是在预计电网饱和的时候应用高价格，以便在那些时候抑制消费。它可以应用于电动汽车充电的消费和传统需求，根据消费者的类型进行区分。 将电动汽车渗透方案纳入规划练习，尤其是在对新需求具有最大潜力的地区，以便分析分销网络中的临界点约束。这将允许NO对网络进行必要的调整，以响应来自更大电动汽车渗透率的需求增加。 进行连续监测和分析传统需求的自然增长和电动汽车单位消费需求的变化，反映了进入市场的车辆和充电系统的类型。这应该包括监控为电动汽车服务的新充电点的增加，以便及时了解其网络中需求增长的集中度和速度。 启用和刺激电动汽车负荷不同测量的研究选项。关于住宅充电,用于测量EV充电的特定仪表将是必要的。这将代表NO或用户的额外成本，应分析该成本的分配。关于公共区域的电动汽车电力需求，哥伦比亚2021年CREG171号决议提出了两种不同的替代方案，用于常规服务站或公交车充电场的电动汽车充电电力的差异化计量（如果需要，可以应用1994年第143号法律规定的折扣，并允许NOs评估其对电网的影响）。 集成更新的通信协议和管理系统that make it possible to controlEVcharging and discharge in support of grid operations.Although this would require a significant investment, via - blebusiness models are available. The use of night targets couldhelp reduce or delay investments. 总而言之，尽管哥伦比亚的电动汽车市场是拉丁美洲的领导者，其增长将给电网带来运营和规划方面的挑战，但该国的配电网具有适应短期和中期不断增长的电力需求的整体能力。通过适当的规划和监管，国家可以有效地为电动汽车渗透率不断提高的未来做好准备。 启用车辆到电网(V2G)业务模型。这些模型允许通过对存储在EV电池中的能量进行放电来将能量注入到电网中。在追求这种选择的地方，“智能电网”至关重要，因为它们可以正确管理基于双向转换器的V2G系统。由于V2G需要对基础设施进行更大的投资，因此应根据需求进行。目前没有商业模式会导致电动汽车车主对这种技术感兴趣。因为车辆电池是具有确定数量的循环的消耗品,所以将能量注入电网减少了电池使用寿命内的驱动时间。此外，如果电动汽车配备车载双向转换器，其购买价格会更高。 作者感谢USAENE（www.usaene.com）和Tecnalia（www.tecnalia.com）对本简报中描述的技术援助的贡献。 参考文献和来源 Andemos.Informesectorautomotor-vehículosBEVPHEVHEV.https://andemos.org/wp-content/uplos/2020/07/Informe-H%C3%ADbridos-y-Electricos-2020-6.pdf. UPME.2019.PlanEnergeticoNacional(PEN)2020-2050-Escenation266.Bogotá.https://www1.upme.gov.co/DemandaEnergetica/PEN_documento_para_consultation.pdf. DANE.2020.Proyeccionesdepoblación.https://www.dane.gov.co/files/investicaciones/poblacion/proyepobla06_20 WorldBank.2022.“Evaluacióndelacapacidaddehospedajedevehículoseleléctricos(Ves)delasredesdedistribuciónpara atenderlasdemandasgeneradasporlaelectronovilidadenColombia”.USAEMES.2022. IEA。2020。2020年全球电动汽车展望：进入电力驱动十年？巴黎国际能源署。https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020。 XM.2021.IndadordedemandaporregionesyporOR.https://informeanual.xm.com.co/informe/pages/xm/20-de-manda-de-energia-por-regiones.html. IRENA。2019。“创新景观简介：使用时间关税。”国际可再生能源机构，阿布扎比。 进行进一步的连接 LiveWire2023/128。“OfftheBooks：理解和减轻电力部门的财政风险”，作者：MatíasHerreraDappe，VivienFoster，AldoMusacchio，Ter