考虑电能质量的典型小区电动汽车接入研究

随着在民用住宅区停车场建设的交流充电桩数量的增多,电动汽车充电对民用住宅区配电网的规划与建设的影响也在增大。讨论了不同电气特性的充电机在交流供电模式下的不同特性;对电动汽车充电机接入不同类型民用住宅小区进行仿真研究。通过对小区配电网谐波含量、三相不平衡度及电压偏差等电能质量指标的分析,对含电动汽车充电设备的民用小区供电方式进行了评价,并对电动汽车充电机的性能指标提出了要求。     

考虑充电负荷的住宅小区供电方式研究

随着含有电动汽车充电负荷的新型住宅小区不断涌现,住宅小区供配电系统的设计工作日渐增加。考虑到目前还缺失住宅小区充电负荷建设的规范标准,文章针对此类小区进行了负荷分类,研究了传统负荷和充电负荷的容量计算方法,并绘制了小区供电结构设计图。此外,计算了浙江省嘉兴市某住宅小区在含有充电负荷情况下所需的变压器容量,并根据计算结果绘制了该小区的供电线路图。     

规模化电动汽车三相负荷平衡充电选线装置与仿真分析

居民小区规模化电动汽车的单相慢速充电方式可造成小区电力系统出现严重的三相不平衡现象,进而会对配电网造成不可忽视的影响,针对此问题设计了一种自动平衡电动汽车三相充电负荷的充电机选线装置。该开关装置可自动地选择电压最高的一相作为电动汽车充电电源,同时断开与另外两相的连接。在此选线装置作用下,居民小区配电系统陆续接入需要充电的电动汽车时,充电负荷会自动地均匀分配给各相电源以达到三相负荷平衡的目的。对此选线装置参与的居民小区配电系统进行了仿真分析,分析结果表明,该装置具有实现充电负荷平衡、改善三相电压不平衡度及降低配网线损的效果。     

电动汽车充电站在线监测和分析评估系统

设计和开发了一套对电动汽车充电站进行监测、分析和评估的系统。该系统采用基于PCI总线的多DSP设计结构,硬件由多DSP采集终端、车载终端、嵌入式工控机和接口电路组成。实时采集充电站公共连接点和各充电机的电压、电流,以此计算出各项电能质量数据,通过PCI总线汇集各项监测数据后对变压器、充电机的运行特性进行分析。利用GPRS接收电动汽车运行状态和充电信息,采用雷达图法对电动汽车状态进行综合评估,并统计分析电动汽车起始充电时间、起始荷电状态和日行驶里程的概率分布。实际挂网运行结果表明,该系统稳定可靠,能为充电站的运行与规划提供大量可靠的实际运行评估数据。     

一种基于SOC的电动汽车充电过程等效电阻模型

电动汽车大规模接入配电网将对电力系统的运行产生显著影响,电动汽车不同充电阶段的充电负荷不同,建立电动汽车充电过程的准确等值模型将为分析其充电带来的影响提供理论依据。文章研究电动汽车充电,分析充电机基于充电功率的充电过程等效非线性电阻模型,进而建立基于电池荷电状态(state of charge,SOC)的等效数学模型,最后将电动汽车充电负荷接入典型低压配电网中,仿真分析了重载方式下电动汽车充电负荷与配电网感应电机负荷对配电网供电的影响,对比分析了充电过程的功率模型和SOC模型的准确性,验证其建模方法具有计算量小、原始参数易获取的特点。     

基于虚拟电池技术的电动汽车充电设备测试系统

结合可控直流负载和动力电池组的优点,基于虚拟电池技术开发了一套电动汽车充电设备测试系统。该系统由可控交流电源、充电负载模块、测量装置、保护控制装置和中央控制系统组成,能够完成针对电动汽车充电设备(主要是车载充电机、非车载充电机及其充电模块)的功能性测试、电气性能测试、接口与通信测试、电能质量特性测试和附加功能性测试。对多台非车载及车载充电机的测试结果表明,所开发的测试系统实现了全面自动化测试,测试效率高。     

变电站区域充电桩接入控制模式及策略

大量家用电动汽车集中时段充电,给区域配电网带来较大的压力。为了在满足充电负荷需求的情况下,减少对配电网的影响,需要开展有序充电。文中建立了变电站—小区充电桩接入控制模式,通过对小区电动汽车充电行为的分析,提出了两阶段优化调度策略。首先,在满足电动汽车充电负荷需求的约束条件下,提出以变电站侧负荷水平均衡为目标的区域充电桩接入控制策略,获得区域充电桩整体分时段接入量;而后以各传输线路负载均衡为目标,优化得到各小区分时段接入的电动汽车数量。针对某变电站供电区域内、不同渗透比例下的电动汽车充电进行了优化调度仿真,研究了不同运行方式下充电负荷对电网负荷峰谷差和运行参数的影响,结果表明所建模型正确,并通过分析给出了配电网改造的建议。     

基于高速窄带载波的双预测交流充电桩智能有序充电系统

在小区配电变压器旁安装智能有序管理终端(IOMU),引入短期基础负荷预测方法,基于交流桩供电线路采用高速窄带载波通信方式,实现区域内各充电桩动态组网和信息交互。结合各充电桩用户充电量预测,采用主从式控制结构实现对网内接入的每辆电动汽车有序充电规划,确保充电过程中既考虑用户经济性,又兼顾电网安全性,实现小区内电动汽车智能有序充电。同时,搭建实际系统进行安全经济功能验证,为将来电网消纳规模化的电动汽车接入提供方案参考和基础技术支持。     

电动汽车充电设施接入对配套电网建设的影响

电动汽车在减少化石燃料消耗和CO2排放方面有着重要的意义。越来越多的电动汽车接入电网,对电力系统配套电网及电能质量将产生不可忽视的影响。通过分析充电设施接入配电网的典型方式,预判充电设施用电需求、电力负荷总量并分析电网接纳能力,对比分析了居民区、公共停车场、公交专属场站、出租车专属场站等不同场景下充电负荷对原负荷的影响情况,进而提出配套电网建设改造规划的原则,为大规模电动汽车充电设施接入配套电网建设提供参考。     

电动汽车车载充电机接入住宅区配电网谐波研究

分析了车载充电机接入小区低压配电网产生的谐波特征。基于Simulink平台建立了含车载充电机的住宅区传统三相配电网和新型单相配电网仿真模型,结合对配电变压器阻抗特性的研究,对比分析了2种配电模式下不同数量电动汽车接入充电产生谐波的变化规律。结果表明:随着车载充电机接入数量增多,2种配电模式下的谐波电流变化平缓,但电压畸变率均明显增大;在相同数量充电机接入情况下,配电容量越大,系统电压畸变越小;单相配电的电压谐波畸变较三相配电可增幅70%以上,对谐波耐受力较差。     

住宅小区电动汽车有序充电潜力评估

电动汽车的充电管理方式影响充电设施配电容量的规划设计,对住宅小区电动汽车进行有序充电,可实现削峰填谷,提高配变利用率,增加充电设施接入容量。结合住宅小区住户充电行为习惯,建立住宅小区充电负荷概率模型,并提出充电负荷同时率和叠加率两个关键参数表征充电负荷变化特性。在此基础上,建立电动汽车充电负荷与居民用电负荷规划计算模型,并通过数学解析法得出配变负载率与住宅小区电动汽车最大渗透率之间的关系,对住宅小区电动汽车有序充电潜力进行定量评估。该研究可为住宅小区充电负荷精益管理、充电设施配电容量合理配置提供科学参考。     

德大电气化铁路接入对山东电网电能质量的影响

通过分析德大电气化铁路负荷特点,计算各牵引站注入供电系统公共连接点的谐波电流,应用ETAP软件仿真计算德大电气化铁路接入引起的公共连接点电压畸变及三相不平衡,对德大电气化铁路接入对山东电网电能质量的影响作出评估。     

基于谐波解析的电动汽车充电对配电变压器影响概率评估方法

为更加完善地评估电动汽车充电负荷对配电变压器的影响,在分析不同类型电动汽车的充电方式、运行特点的基础上,利用三相整流充电机的谐波耦合导纳矩阵,对电动汽车充电电流谐波进行解析,推导了单台和多台充电机接入电网的电流谐波算法;通过谐波损耗因子量化谐波电流对变压器寿命损失的影响,与多种类型电动汽车充电负荷概率模拟相结合,提出计及电动汽车充电电流谐波的配变顶层油温、热点温度、相对老化率和寿命损失的概率评估方法。根据某电动公交车充电站的配变、本地负荷和充电机数据,分析了不同电动汽车渗透率、充电方式组合下的配变运行特征参数变化规律。结果表明,不合理的不同充电方式的电动汽车比例安排,会对配电变压器的寿命损失造成严重的影响。     

住宅小区内电动汽车有序充电优化模式

规模化电动汽车无序充电会给电网的安全运行带来风险和负担。为此,提出两种电动汽车有序充电模式即自动开断充电模式和平滑调节充电模式,在现有住宅小区配电网的基础上,对应地建立以配电变压器、线路容量等为约束条件,以传输给电动汽车电能最大为目标的两种有序充电优化模型,并结合随机模拟和改进粒子群算法求解。以深圳某住宅小区内建立小区充电站为例,分别采用无序充电模式和两种有序充电模式对电动汽车进行充电模拟,比较三种模式下的电压分布和具有响应系数的有序充电模式,计算小区充电站盈利额和负荷波动性等指标,并提出节省成本概念,给予参与有序充电的用户费用补偿。仿真结果表明,两种有序充电模式均能提高电网和用户满意度。充电管理系统可根据需求自行选择其中一种模式运营。     

电动汽车非车载充电机谐波分析与仿真

谐波在供电系统中的广泛存在,对电网和电力设备产生了严重的危害.伴随着电动汽车充电站数量的迅速提高,非线性设备和负荷大量使用,使谐波将越来越多地产生.为了抑制谐波以得到较好的电能质量必须对非车载充电机产生的谐波进行评估.首先针对谐波进行理论分析,结合现场实测非车载充电机的运行数据,分别用2种方法对非车载充电机建立了仿真模...     

一种基于需求分析的电动汽车有序充电实施架构

公共电网如何消纳大量电动汽车充电负荷的接入,为电动汽车提供便捷可靠的能源补给,是电动汽车电能供给面临的重要问题之一。由于电动汽车充电负荷具有一定的积聚效应,对电网特别是供电终端配电网的运行会带来多方面的影响。引导电动汽车用户有序充电,对充电负荷进行有效管理是趋利避害的必要措施。对电动汽车充电需求的构成要素,以及影响电动汽车充电需求的关键因素进行了分析。提出了一种从充电负荷配置和充电需求引导两方面展开的电动汽车有序充电实施方案。结合电动汽车充电基础设施的不同设置模式,引入虚拟充电单元作为电网侧负荷配置的基本单位,建立了从电网优化运行到电动汽车充电终端的分层分布实施架构。     

含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估

针对当前无线充电式电动汽车的发展趋势以及电动汽车与电网友好互动技术的应用,对接入规模化电动汽车的配电系统可靠性进行评估研究。基于无线充电式与插电式电动汽车的不同负荷特性,在不同充电模式组合的基础上,建立了不同充电控制模式下电动汽车的规模化时变负荷模型,采用电动汽车的有序充放电恢复故障情况下的供电孤岛问题,考虑元件设备的老化周期,利用序贯蒙特卡罗法量化的评估电动汽车接入后配电系统的可靠性。最后采用所提出的模型对IEEE DRTS Bus 4测试系统分别从电动汽车负荷的渗透率、接入线路、充电模式进行了可靠性指标量化评估,结果表明,提高无线充电式电动汽车的比重能有效提高配电系统的供电可靠性。     

规模化电动汽车充电对配电网电压质量的影响及其对策

随着电动汽车的逐渐普及,利用安装在小区停车场、公共停车场、单位停车场等区域内的充电桩进行常规充电将成为电动汽车充电的主流模式,规模化的分布式充电势必对配电网的电压质量产生影响。该文概述了电动汽车充电机类型与充电模式,分析了规模化电动汽车充电引起的配电网电压质量问题,包括谐波污染、电压下降和三相电压不平衡问题。探讨了有序充电控制策略、电动汽车充电与分布式电源协调控制以及V2G模式对改善配电网电压质量的作用,并展望了相关领域的下一步研究工作。     

计及电气化铁路接入影响的电能质量预测评估方法

电能质量预测评估工作通过分析扰动源用户在公共连接点处对电能质量指标造成的影响,指导接入系统方案设计,为电能质量治理方案制定及无功补偿装置配置提供依据。提出一种针对电气化铁路接入影响的电能质量预测评估方法,结合典型工程案例分析该类污染源用户特征,获得公共连接点母线各次谐波含量、总谐波畸变率、三相电压不平衡度、电压偏差、电压波动等稳态指标,将仿真计算结果与系统供电变电站公共连接点母线处当前的电能质量背景测试叠加,得到计及电气化铁路用户接入影响的电能质量评估结果,为后续电气化铁路电能质量治理方案及无功补偿装置配置提供依据。     

电动汽车充电负荷预测系统研究

根据规划的电动汽车在未来规模化的应用将对电网产生重要影响,电动汽车充电负荷预测是分析电动汽车接入电网的基础,目前还没有比较成熟的方法。综述电动汽车接入对电网的影响和电动汽车负荷预测的研究现状,分析充电负荷预测的影响因素,并基于分布函数的蒙特卡洛计算模拟,开发一套区域电动汽车充电负荷预测系统,可实现对不同电动汽车种类、不同电池容量、不同充电方式、不同充电频率等情况下的综合预测,为电动汽车接入电网的影响分析和调控策略制订提供理论和技术支持。