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今年的中央一号文件明确鼓励有条件的地区开展新能源汽车和绿色智能家电下乡。相关部门多次部署加快建设新能源汽车充电基础设施，并印发《关于加快推进充电基础设施建设更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴若干举措》等文件。
国家发改委、国家能源局、国家乡村振兴局于7月14日印发《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见》（以下简称《意见》），强调统筹考虑乡村级充电网络建设和输配电网发展，作好农村电网规划与充电基础设施规划的衔接，加强充电基础设施配套电网建设改造和运营维护，因地制宜、适度超前、科学合理规划县域高压输电网容载比水平，适当提高中压配电网供电裕度，增强电网支撑保障能力。在东部地区配合开展充电基础设施示范县和示范乡镇创建，构建高质量充电基础设施体系，服务新能源汽车下乡。《意见》为我国今后农村电网的发展指明了方向。
与城市电网相比，农村电网的承载力比较薄弱，农村用电负荷相对较低，用电量比较分散。从地区发展程度看，东部地区相对较强，东北、中西部地区相对较弱。目前，我国县级以下地区的公共充电桩总数仅占全国公共充电桩总数的9.45%，农村居民家用交流充电桩数量也较少。随着新能源汽车下乡政策的施行，农村电网中电动汽车的充电负荷增加迅猛，并将呈现出不同的负荷特性。现有农村电网负荷具有典型的季节性及日负荷特点，若不加以引导，无序充电势必会导致配电网供需不平衡，农村电网的原有用电负荷和充电负荷矛盾将会显现，进而打破农村电网既有的平衡格局。这意味着，农村电网亟需提升改造，否则将难以适应新能源汽车下乡的需求。
■■ 承载能力亟待增强
总体看，经过多年对农村电网改造升级的投入，农村电网的承载力逐年提升，我国现有农村电网的承载力基本适应目前农村地区的用电负荷。但是，随着新能源汽车下乡政策的推行，农村电力负荷将有较大增长，电动汽车的充电功率将成为农村地区家庭用电中功率最大的负荷。家庭私人交流慢充电桩的充电功率一般为7千瓦左右，远高于冰箱、彩电、空调的负荷。公用直流快充电桩的单枪负荷一般为60千瓦左右。对此，《意见》提出，到2025年，东部地区农村电网户均配变容量不低于3.5千伏安，中西部和东北地区不低于2.3千伏安，要求各地结合实际，差异化制定本区域发展目标。
实际上，这一目标是最低标准。考虑到电动汽车在农村的渗透率有一个渐进过程，充电负荷也会有一个逐渐上升的阶段。因此，农村电网的巩固提升也要按照当地农村电网发展规划，有序增加投资、开展建设。比如，浙江省2022年农村户均配变容量达5.21千伏安，但同样存在局部地区配变容载比偏低、电动汽车充电桩安装困难等问题，需要增容布点，加强农村电网扩容建设。要确保电动汽车下乡后车主能够方便快捷充电，就必须适度超前、科学合理规划县域高压输电网容载比水平，适当提高中压配电网供电裕度，增强电网支撑保障能力。
■■ 电能质量不可忽视
大量新能源汽车下乡，增加了农村电网的负载，如果不加以重视，势必引起农村电网电能质量下降，主要表现为电压合格率、供电可靠性下降，电磁谐波的注入造成“污染”等。目前，我国中西部和东北地区的农村电网还大量存在配电网单线、长距离送电问题，导致电压偏低和供电可靠性较低等问题。《意见》提出，到2025年，东部地区的农村电网供电可靠率和电压合格率分别不低于99.94%、99.9% ，中西部和东北地区不低于99.85%、99.2%。
要提高电压合格率和供电可靠率，最根本的措施是进一步加大对农村电网的投资。具体措施包括适当提高中压配电网供电裕度，增加农村电网中变电、输电线路容量和每户居民户均配变容量，减少农村电网中单线、单变数量，增加配电变压器的布点，缩短配电线路的供电半径，增加环网供电，进一步增强电网支撑保障能力。
同时，要确保农村电网中电动汽车充电设施均衡接入，采用有序充电控制等手段，动态调节电网各相充电功率，平抑电网中随机充电负荷引发的三相不平衡等问题，稳定电网电压。
谐波问题，是大量充电桩运行后影响电能质量的重要因素。电动汽车蓄电池充电属非线性负荷，充电过程中会产生谐波。谐波传至公共电网中，会引起线路发热量增加、变压器损耗增大；在充电站内部，也会对其他用电器造成影响，比如导致计费系统不准确、电子设备工作不正常等。电动汽车充电装置主要包括直流充电机和交流充电机两种形式。根据现行的峰谷电价政策，居民家中自建交流充电桩，利用晚上低谷电充电已经成为一种普遍趋势。随着新能源汽车下乡规模的扩大、交流充电桩的广泛应用，车载充电机将成为新的谐波源，可能会影响农村电网的电能质量和稳定性。目前，对直流充电站已经有比较完善的谐波治理措施，但对交流车载充电机谐波治理的研究成果还比较少。当前，市面上出售的带有滤波补偿功能的车载单相充电机比较普遍，但由于车载单相充电机接入电网是随机的，大量此类充电桩接入农村电网后，势必会对农村电网的谐波注入更大风险，因此，必须予以高度关注和重视。电网企业对新能源汽车渗透率较高的地区，要加强电网谐波检测和溯源，产生谐波后及时采取措施，防范谐波“污染”传至电网造成电能质量下降。
■■ 数字化转型有待加快
与城市电网相比，我国农村电网在数字化转型和服务方面还有较大差距。农村电网的数字化转型和充电设施的智能化、便捷程度将决定电动汽车在农村地区的发展程度和农村电网的安全可靠运行。目前，在县级以下地区，农村电网的数字化转型现状与充电设施的感知控制、安全可靠通信、车-桩-网信息贯通等还不匹配；车企平台、运营商平台、电网公司信息系统之间，目前基本未实现互联互通，难以共享交互信息，影响了农村电网中充电设施的有序充电、V2G车网互动和充电设施的维护检测与方便快捷使用。
因此，建议加快县级以下的电网企业和农村电网数字化转型升级，加快完善农村电网中的数据采集、传输和自动控制装置；推动政府相关部门完善充电设施并网标准，明确通信规约、信息交互、运行控制等要求，建立配电台区侧终端与充电桩之间经济可行的本地通信通道。按照“一个终端、一次采集”原则，按需部署具备充电桩控制功能的台区侧采集终端、提升采集频次，支撑本地有序充电控制及市场交易类业务。电网企业的农村供电所要加快数字化转型，为农村用户提供网上数字化服务平台，为充电桩的安装接电、故障处理、费用结算等提供便捷的数字化服务。
■■ 商业模式仍需探索
农村地区是各类分布式可再生能源的集聚和发展区。建议积极推进分布式可再生能源与电动汽车充电设施建设的融合发展，积极探索绿色充电设施的技术和商业模式。
在分布式光伏、风电等可再生资源富集地区，可引导企业在乡镇政府、村集体办公服务区、旅游景区、民宿集聚区、村级能源站等公共场所建设光、风、储、充一体化的集中充电场站，提升充电设施管理企业的自治管理和主动支撑能力；在公路道路服务区，可根据大功率充电设施接入需求，合理预留供电裕度，并配置移动充电车“即插即用”接口，积极探索“路域光伏汇流升压+储能+充电站”建设模式，统筹满足日常充电需求和节假日短时充电高峰；在农村居民中，推动采用“户用光伏+户用充电桩”接入模式，努力提升绿色充电桩规模和水平；此外，还可以充分利用农村地区的分布式光伏、分布式风电、生物质发电以及小水电等可再生能源，试点开展微电站、微储能、微能网“三微”协同示范，建设一批V2G车网互动先行示范区，探索规模化充电设施聚合参与电力需求侧响应、电力辅助服务及现货市场。
（作者系中国电机工程学会农村电气化专委会副主任委员）
