电力流动和电力系统：发展中国家的影响和缓解策略（英）

技术报告 电迁移与电力系统 发展中国家的影响和缓解战略 技术报告 电迁移与电力系统 发展中国家的影响和缓解战略 关于ESMAP 能源部门管理援助计划（ESMAP）是世界银行与24个合作伙伴之间的伙伴关系，旨在帮助低收入和中等收入国家通过可持续能源解决方案减少贫困和促进增长。ESMAP的分析和咨询服务完全融入世界银行的国家能源部门的融资和政策对话。通过世界银行集团（WBG），ESMAP致力于加快实现可持续发展目标7（SDG7）所需的能源转型，以确保所有人都能获得负担得起的、可靠的、可持续的现代能源。它有助于制定世行集团的战略和计划，以实现世行集团气候变化行动计划的目标。了解更多信息：https://esmap.org ©2023三月|国际复兴开发银行/世界银行1818HStreetNW，Washington，DC20433 电话：202-473-1000;互联网：www.worldbank.org 一些版权。 权利和权限 本作品中的材料受版权保护。因为世界银行鼓励传播据其所知，如果完全归属于本作品，则可以出于非商业目的全部或部分复制本作品。任何关于权利和许可（包括附属权利）的查询都应 致世界银行出版物，世界银行集团，1818HStreetNW，华盛顿特区20433，美国;传真：+1-202-522-2625;电子邮件：pubrights@worldbank.org。此外，ESMAP项目经理希望收到使用该出版物作为其来源的出版物的副本，以照顾上面的地址,或发送到esmap@worldbank.org。 本作品可在知识共享署名3.0政府间组织许可（CCBY3.0IGO）http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/igo下获得。根据知识共享署名许可，您可以在以下条件下自由复制、分发、传输和改编本作品，包括用于商业目的： 归因,能源部门管理援助计划（ESMAP）。2023.电动交通与电力 系统：发展中国家的影响和缓解战略。ESMAP技术报告22/23。华盛顿特区：世界银行 翻译此翻译不是由世界银行创建的，不应被视为世界银行官方翻译。世界银行不对本文中的任何内容或错误负责翻 译。 适应这是对世界银行原创作品的改编。改编作品中表达的观点和意见由改编作品的作者全权负责，并未经世界 银行认可。 第三方内容世界银行不一定拥有作品中包含的内容的每个组成部分，也不保证使用任何第三方拥有的作品中包含的单 个组成部分或部分不会侵犯这些第三方的权利。如果您希望重复使用 作为作品的一个组成部分，您有责任确定该重复使用是否需要许可并获得版权所有者的许可。组件的示例可以包括但不限于表格、图形或图像。 演职人员 制作编辑|希瑟·奥斯汀设计师|圆形图形公司 封面图片|©Koiguo/时间/盖蒂图片社 所有图像仍然是其来源的唯一财产，未经来源书面许可，不得用于任何目的。 内容 缩写 六世 确认 七世 关键信息 第九 1.电动汽车与电力系统的交叉点 1 2。对电力系统的影响 7 2.1。电力系统在发展中国家 7 2.2。对电力需求的影响和负载概要文件 9 2.3。对配电系统的影响 18 2.4。对传动系统的影响 29 2.5。影响发电 30 3所示。缓解策略 39 3.1。用户行为的方法 41 3.2。技术解决方案 45 3.3.发展中国家的挑战和机遇 49 4所示。公用事业和系统规划 53 4.1。关键利益相关者参与 53 4.2.公用事业在准备电网中的作用和良好实践 55 4.3.将电动汽车负载纳入电力系统规划 58 4.4。整个行业规划关系 61 5。结论和建议 65 参考书目 69 数据列表、表格、和盒子 数据列表 图1：长期嵌入额外EV负载的示例 产能扩张计划过程十四图1.1：电动汽车对 电力系统3 图2.1..分配馈线的聚合负载形状11 图2.2：NREL在洛杉矶-长滩-阿纳海姆地区的电动汽车基础设施投影精简版近似的负载， 支持500，000辆插电式电动汽车11 图2.3：影响电动汽车负荷的因素13 图2.4..各种模式的标准化充电曲线14 图2.5：在长期容量中嵌入额外EV负载的示例 扩张计划过程19 图2.6：不协调和协调收费对分配的影响变压器负载20 图2.7：人均本地生产总值与电力供应质量指标23 图2.8：输配电损耗24 图2.9：平均电力系统发射强度36 图3.1：电动汽车充电背景下的ToU关税示例42 图3.2：智能充电扩展的监管障碍47 图4.1：需要明确监管方向的领域55 图4.2：部分电力的交叉补贴水平和全部成本回收 公用事业在发展中国家57 图4.3：在 长期的产能扩张计划过程59 名单表 表1：发展背景下的电动汽车负载电力系统技术影响国家十二 表1.1：本研究考虑的电动汽车技术4 表2.1：发展中国家对电动汽车负载电力系统的影响8 表2.2：对选定国家电力需求的影响12 表2.3：选定研究中配电系统升级回顾21 表2.4：评估电动汽车负载发电影响的研究综述32 表3.1：车辆电网一体化的需求侧灵活性优势划分41 表3.2：发展中国家的智能充电试点项目50 表3.3：发展中国家的智能充电战略研究51 列表框 框注2.1：大规模电力综合影响评估实例 配电系统中的车辆集成—印度案例研究28 框注2.2：小岛屿发展中国家大规模电力系统规划 电动汽车舰队33 箱3.1:uYilo电动汽车项目40 框注4.1：长期电力系统规划，包括电动汽车负荷— 马尔代夫的案例研究60 缩写 贝福电池电动汽车 DSO配电系统运营商 e2w电动摩托 E3W电动三轮车电动交通电动交通 按照世界银行的电力规划模型ESMAP能源部门管理援助计划欧盟欧盟电动汽车电动汽车 国际金融公司国际金融公司 fcev燃料电池电动汽车 国内生产总值占国内生产总值(gdp)温室气体温室气体 井斜重型电动汽车 戊肝病毒混合动力电动汽车 暖通空调车辆加热和空调LCV轻型商用车插电式混合动力电动汽车PLDV乘用轻型车太阳能光伏 石头的时候使用tso输电系统运营商我们美国 V1G车辆到电网单向充电V2B车辆到建筑v2g汽车电网 v2hvehicle-to-homev2lvehicle-to-loadv2vvehicle-to-vehicle v2xvehicle-to-everythingvgivehicle-grid-integration世界银行世界银行 世行集团世界银行集团 除非另有说明，否则所有货币均以美元（美元或美元）为单位。 确认 本报告是世界银行能源部门管理援助计划（ESMAP）的一项活动，由能源专家塔雷克·凯斯基斯领导，由高级能源专家亨里克·里特·詹森、能源专家李彦超和能源顾问亚当·克日什托夫·苏斯基组成的工作组编写。该团队得到了实践经理GabrielaElizondoAzuela的宝贵指导。 基于ESMAP对“电动汽车经济学”报告的贡献客运“，本报告得益于与世界银行交通运输全球实践局的富有成效的合作，特别是与塞西莉亚·费雯·福斯特、尼古拉斯·佩尔蒂埃-蒂伯格、乔文新和宾亚姆·雷贾。 该团队感谢同行评审员LaurenClaireCulver和ClaireNicolas的宝贵反馈和评论。该团队还希望感谢ESMAP沟通团队，特别是MarjorieK.Araya，HeatherHAustin和LucieCecile，感谢他们在整个过程中的宝贵支持。 关键信息 向电动汽车（E-Mobility）的过渡对电力系统来说是一个复杂而多方面的挑战，需要一系列解决方案和方法来应对。涉及这一主题的许多文献都从高收入国家的角度出发。本报告探讨了发展中国家背景下挑战的技术层面，旨在向电动汽车从业者和政策制定者通报其影响关于电力系统和潜在的缓解策略。具体来说，对此的研究报告提供了澄清相关问题的机会，例如以下问题。 1.为什么向电动汽车的过渡是电力系统的主要技术挑战？ 未来十年电动汽车（EV）数量的急剧增加将导致形成一种独特的电力负荷类型。从绝对值来看，电动汽车充电的额外需求很可能对总电力的影响很小需求。然而，电动汽车充电可能会对电力系统负载曲线产生重大影响，因为它将被添加到基本每小时用电量之上，从而有效地重塑负载曲线。这些负载曲线的形状和规模高度依赖于最终用户的充电模式，这些模式受到各种社会、技术和经济因素。此外，与传统的电力需求不同，它在空间上是可移动的：同一辆车可以在不同的时间从不同的充电位置获取电力，取决于许多因素，例如基础设施可用性 、充电时间偏好或经济性。空间因素至关重要，因为充电事件很可能集中在相对较小的区域，例如充电中心和工业园区。 如果没有协调充电，电动汽车的负载可能会进一步放大现有的需求峰值，给电力系统带来额外的压力，并对电力公司造成重大影响。虽然这些挑战可能涉及各种运营、财务、还是社会经济性质，它们都深深植根于技术特征电力系统。如果没有将电动汽车充电转移到非高峰期的机制，大多数充电事件发生在人们到达工作或家中时 ，与已经相吻合电力系统中现有的临界峰值。这有效地改变了负载峰值的高度和持续时间，这是设计和运行可靠和安全的电力系统及其发电、输电和配电层面元件的最关键参数。 即使在电动汽车部署的早期阶段，也很可能会出现渗透率高的本地集群，给电力系统基础设施带来压力。同时低压住宅区不协调的电动汽车充电事件可能导致重大线路和变电站（特别是变压器）接收的本地电力负荷的变化 。如果没有智能充电战略，这些挑战将需要基础设施投资，例如升级和修复输配电线路以及更换 过时的变电站。随着电动汽车份额的增长，这些投资需求可能会增加并蔓延到发电和输电行业。 电力公司、系统运营商、监管机构和政策制定者将需要采取全面措施应对广泛的技术挑战，并为即将到来的电动汽车采用做好准备。尽量减少与电动汽车部署相关的影响，同时最大限度地提高潜在的好处，仔细的综合规划和各行动者之间的合作将是必需的。特别是电力公司，需要在基础设施成本、电动汽车车主期望、充电时间和电网压力之间取得平衡。另一方面，监管机构和政策制定者将负责创造一个支持性和可持续的监管环境，激励对电力系统和充电基础设施的战略投资。 2.为什么它与发展中国家特别相关？ 在一些发展中国家，电力系统仍然不能提供足够的服务，仍然容易受到外部冲击。输电和配电网以及发电设施在可靠性和电力服务质量方面可能无法始终如一地满足预期。这可以归因于多种因素，例如容量有限、维护和升级不足以及各种运营挑战。配电网通常被认为是电力系统主要是由于设计不当、设备老化和未能提供足够的维护。此外，发展中国家的输电网往往是不可靠和不发达，无论是在国界内还是跨国界。随着发展中国家能源需求的预计增长，这些挑战可能会加剧。 电动汽车的普及可能会加剧发展中国家电力系统面临的技术挑战。电动汽车充电对负载、电压和电能质量的综合影响，再加上基础设施质量差，可能会带来巨大的压力。在已经不堪重负的电网上。因此，这些国家的电网可能需要重大升级和加固，以应对电动汽车引起的需求增加。这些升级需要紧急实施，以确保可靠和高效这些系统的操作。 发展中国家需要准备其电力系统，全面了解当前状况，并以整体方式评估电动汽车的挑战和机遇。在成熟市场看到和评估的电动汽车转型对电力系统的影响可能会因发展中国家的具体特征而加剧系统，导致电动汽车的吸收面临额外的障碍，因此，如果不加以管理，就会阻碍脱碳目标的进展。因此，必须制定全面的电动汽车电网整合计划，同时考虑到电网和电动汽车的详细技术方面。在技术转型时期，有必要提供可靠和可持续的供应。由于已经很高的加固需求和预计基本需求的增长，有机会利用智能充电策略和长期规划，实现显著的经济、技术和社会效益。 3.电动汽车对电力系统有哪些技术影响？ 大规模部署电动汽车对电力系统的影响范围从短期运营问题到长期能源系统规划影响。在采用的早期阶段，这些影响将主要涉及设备利用率的提高，这可能会加剧损失、维护要求或诱导老化。但是，作为收养增加，这些影响可能会升级为过载和设备故障，导致