供配电系统基本结构 电动汽车充电技术与基础设施建设

（1）充电站的供电模式

①单一电网供电模式：充电站的供电电源为单一来源，可以是公共电网（如10kV、0.4kV等级的供电网），或者是整流站的直流供电网（如城市无轨电车供电网）。

②多能源供电模式：在单一电网供电模式的基础上，集成了光伏发电、风力发电、电池储能系统、常规负荷、充电站和能量管理系统等模块，具备微网系统变流器控制、能量管理以及微网运行状态切换等功能。其结构如图6-6所示，是一个开放的微网平台，支持各种电源和负载的接入，具有独立运行和并网运行两种工作模式。

图6-6 多能源供电模式的结构

（2）充电站配电系统的配电模式

①交流母线配电模式：采用交流母线配电模式时，充电机接入交流母线，实现交流电到直流电的变换（见图6-7），如北京奥运充电站和上海世博充电站都采用此供电模式。

②直流母线配电模式：采用直流母线配电模式时，充电站首先通过整流器获得直流母线电压，为一至多台充电机提供直流输入（见图6-8），依托城市无轨电车供电网络的充电站即为直流母线配电模式，如北京121公交线路充电站。此外，上海漕溪充电站采用PWM整流器获得直流母线电压，在实现直流母线配电模式的同时，解决了充电站谐波治理问题。

图6-7 交流母线配电模式

图6-8 直流母线配电模式(www.xing528.com)

（3）充电站供配电系统可靠性分析

针对充电站的多种供电模式、配电模式，通过建立充电站供配电系统的可靠性数学模型，分析影响充电站供配电系统整体可靠性、经济性的关键因素，比较不同供配电系统结构的可靠性和经济性。分析结果表明，直流母线配电模式的经济性较好，而交流母线配电模式的可靠性较好。基于以上分析，为了提高直流母线配电模式的可靠性，有学者提出了带有旁路的N+1冷备份冗余分布式供电系统，如图6-9所示。

图6-9 优化供电充电站可靠性模型

1—整流器 2—DC/DC变换器 3—旁路切换开关

若R₁为整流器可靠度，R₂为DC/DC变换器可靠度，λ₁为整流器故障率，λ₂为DC/DC变换器故障率，则可得到可靠度R_m和无故障运行时间MTBF为

其中，并联支路m的数值对充电站可靠性的影响尤为重要，具体关系如图6-10所示。m必须达到一定数值才能有效地保证充电站的可靠性。

图6-10 并联支路m对充电站可靠性的影响