电动汽车接入对电网运行的影响及经济效益综述

电动汽车的普及已成为一种趋势.电动汽车规模的不断增长,对电力系统提出了新的挑战,也提供了新的机遇.在介绍电动汽车充电负荷特征的基础上,分析了其对配电网电能质量、配电网规划及经济运行等方面的影响,总结了电动汽车接入电网在参与系统调频调压、提供旋转备用、提高系统对间歇性能源接纳能力等方面潜在的经济效益,并探讨了电动汽车接入电网的负面影响和潜在效益的评估方法.最后,讨论了存在的问题和可能的研究展望.     

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。     

电动汽车对电网影响的研究

介绍了电动汽车接入电网的概念和作用。采用PSD-BPA潮流及暂态稳定程序对电动汽车接入IEEE30标准系统进行仿真,分析电动汽车分别作为电源和负荷接入电网时对节点电压、系统损耗和系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,电动汽车作为电源接入电网时,可有效地提高电网节点电压,降低系统损耗;作为负荷接入电网,会使系统损耗明显增加,而且在电动汽车接入率为100%时,系统电压将进入不稳定状态。     

分布式电源与电动汽车接入的谐波特征研究

分布式电源和电动汽车的高渗透接入已成为我国未来电网的重要特征,同时也会对电网造成严重的谐波污染。对分布式电源和电动汽车接入后产生的谐波进行特性分析,是保证电网的供电可靠性和安全稳定性的前提。该文建立分布式电源和电动汽车的谐波分析模型,采用傅立叶变换方法,对分布式电源和电动汽车接入的电网进行谐波测量。重点研究和分析了分布式电源不同接入位置、接入容量和电动汽车不同并网方式时,电网中的谐波特性。结果表明,分布式电源接入电网首端或接入容量较大时,电网中谐波含量较高,电动汽车宜采用12脉波整流充电机。分布式电源和电动汽车并网时,其各次谐波含量均较高,须考虑谐波治理装置。     

基于有向图和序贯蒙特卡洛法的含电动汽车配电网可靠性评估

大规模电动汽车接入后将对配电网可靠性带来极大影响,快速有效的可靠性评估方法是亟待解决的关键问题之一。针对含电动汽车的配电网,提出了一种基于有向图和序贯蒙特卡洛算法的可靠性评估方法。首先基于有向图矩阵,利用前推和回推搜索辨识系统故障后的局部网络,并构建系统故障模式影响分析表;分析提出了考虑电动汽车接入后故障模式影响分析表的修正方法,并基于序贯蒙特卡洛算法定量分析了电动汽车接入后对配电网可靠性带来的影响,并从电动汽车接入位置和接入时段等角度对电动汽车接入电网提出了相应的建议。算例分析的结果表明所提方法能够快速修正电动汽车接入后的系统故障模式影响分析表,并能够适应不同场景下的含电动汽车配电网可靠性评估,为电动汽车合理接入电网提供理论依据。     

电动汽车接入电网的影响与利用

未来电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)的大规模接入,将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响。从电动汽车充电负荷建模与仿真计算、电动汽车接入对电力系统的影响、电动汽车的充放电控制与利用3大方面,讨论电动汽车接入电网的研究现状。指出电动汽车充电负荷分析应考虑的主要因素;总结电动汽车接入对电源发展、电网运行、充电设施与配电网规划方面的影响,并分析电动汽车有序充电及与电网互动(vehicle to grid,V2G)的研究现状和应用难点。最后,对今后的研究方向进行讨论。     

电动汽车接入微网研究

电动汽车的大规模接入会对电网的运行稳定性造成影响。电动汽车不直接接入电网,而是通过微网接入电网,这种接入方式可使电动汽车更好地为大电网及微网提供服务。讨论了电动汽车接入微网的目的,列举了电动汽车接入微网的研究现状,并提出了电动汽车接入微网所需解决的关键问题。     

规模化电动汽车与电网互动的方案设想

提出了规模化电动汽车与电网互动的方案设想,分析了规模化电动汽车与电网之间的互动方式及目标,设计了互动的市场机制以及协调控制策略。并基于控制策略,从功能以及与信．g-交互等方面提出了互动协调控制系统的建设方案设想．为今后电动汽车大规模接入后与电网之间能量和信息的双向互动提供了研究方法和思路。     

基于态势感知的高渗透率电动汽车接入电网后电压调整策略

随着电动汽车使用量增加,区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术,提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略,通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先,在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息;其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数;然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差,基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正,确认电网预测电压偏差;最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式,对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。     

2011年国际供电会议系列报道:电动汽车和智能电网的标准化工作

介绍了2011年国际供电会议技术讲座4———智能电网和电动汽车的标准化工作,包括德国智能电网的发展情况以及国际电工委员会(IEC)关于光伏发电、风电、智能电表和电动汽车充电设施方面的标准编制情况。介绍了会议第一专业组———电网设备组的主要专题和论文,涉及的方面包括资产管理,分布式电源和电动汽车接入方面的研究,新材料在变压器、电缆、架空线路上的应用,新型电力电子装置等新型电网设备。     

基于虚拟同步机的电动汽车双向变流器功率控制

在电动汽车储能充放电领域,对电动汽车双向变流器运用虚拟同步机(VSM)技术,可以实现与电网的友好交互与电能质量的显著提升.因此按照同步电动机的理论模型建立系统仿真模型,采用功率控制的控制策略对电动汽车双向变流器进行控制.研究了在电网电压暂升暂降故障以及网侧功率剧烈波动时,选用传统下垂控制策略与采用虚拟同步机技术的电动汽车充/放电器的动态行为.并对电网中电动汽车充电器在充/放电模式下经历此过程的耐受特性进行分析验证.仿真结果证明了研究方法的有效性与正确性.     

基于充放电裕度的电动汽车集群一次调频控制策略

针对未来电网一次调频资源不足的问题,提出一种基于充放电裕度的电动汽车集群虚拟储能参与电网一次调频的自适应控制策略。首先,分析电动汽车的调控运行范围。其次,研究电动汽车集群参与电网一次调频方法。考虑电动汽车充放电时间和电池荷电状态（SOC）裕度,设计电动汽车充放电裕度指标。接着,提出基于充放电裕度的自适应一次调频控制策略,优化电动汽车参与一次调频的下垂功率,从而兼顾电网一次调频和电动汽车充放电需求。然后,通过定时更新方式评估电动汽车集群虚拟储能的一次调频能力,并提出一次调频效果评价指标。最后通过区域电网仿真案例分析,验证了所提策略在减少系统频率偏差和优化电动汽车一次调频出力的有效性。     

电动汽车充电调度综述

电动汽车因节能环保的优点得到大力推广,然而由于充电行为的随机性、不确定性,大规模电动汽车无序充电将对电网的安全稳定带来挑战。随着V2G技术的发展,电动汽车作为分布式电源和储能装置成为可能,这使得对电动汽车进行充电调度成为电网中一种新的调控手段,帮助消除电动汽车充电对电网产生的不利影响,同时也是消纳新能源发电的一种有效方式。简述了V2G技术和电动汽车充放电对电网产生的有利与不利影响,介绍了电动汽车充电负荷计算方法和几类充电调度策略。     

适用于电动汽车充放电功能的虚拟同步机技术的研究

针对典型可控负荷电动汽车,提出一种基于虚拟同步机技术的充放电控制策略.采用两级式拓扑进行研究,前级AC/DC控制引入基于充放电模式的新型虚拟同步机技术,使电动汽车具备传统同步机相似的惯量、阻尼及频率、电压调节特性的同时,该控制中设置的充放电方式防止电池满充满放,提高使用寿命;将直流母线电压的双闭环控制应用于后级DC/DC控制,提高直流接口的电压稳定性.该控制的特点是虚拟同步机和充放电控制均由前级整流器实现,具有较好的协调性.在MATLAB/Simulink平台中通过典型算例证明,在不同初始电池状态、不同电网负荷和分布式电源接入情况下,所提控制策略使电动汽车不仅能向电网提供惯量、阻尼支撑,还可根据电网频率、电压变化情况自动调整有功、无功功率实现功率双向调节,满足用户需求的同时提高电网动态稳定性.     

电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施

未来,随着电动汽车在数量上的增加,电动汽车的充电将对电网产生很大的影响。从车辆并网系统和有序充放电运营管理系统2个方面介绍了省级电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施：在车辆并网系统方面,设计了双向智能充放电装置,探讨了基于峰谷电价的充放电控制系统和充换电监控系统;在运营管理方面,提出了电池梯次利用和全寿命周期管理方法,并阐述了有利于有序充放电的计量计费管理系统和电池快速更换系统的结构、原理和实现手段。     

基于RT-LAB的电动汽车车载充放电系统设计

基于RT-LAB设计了一种双向单相AC/DC+双向半桥DC/DC的车载充放电装置,能进行电动汽车充放电过程中的电压电流控制,实现电动汽车与电网的双向能量互动,并且在不接电网时可提供220 V/50 Hz车载电源。通过RT-LAB实时仿真,验证了控制策略的正确性。实时仿真平台可为V2G(Vehicle to Grid)技术的进一步研究提供借鉴意义。     

基于微网的电动汽车与电网互动技术

随着电动汽车的渗透率越来越高,其无序充放电行为会给电网的正常运行带来负面影响。电动汽车与电网互动(V2G)是一个很好的解决办法。基于微网的V2G模式被用于电动汽车与电网之间的能量交换,并建立了以微网负荷波动最小、可再生能源利用率最大及车主获得的收益最大为优化目标的多目标优化模型。针对该优化模型的求解,首先提出了变阈值优化算法,并在此基础上进行了改进,提出了充放电速率可调优化算法。优化结果证明了这两种算法能够通过合理的调度来提高可再生能源利用率,改善微网内部电量供应和需求不平衡问题以及增加电动汽车车主的收益。     

上海电动汽车家庭用户端充放电模式的研究

电动汽车的智能充放电管理是智能电网建设的重要内容之一。对智能电网下电动汽车家庭用户端的充放电模式进行研究,建立了电动汽车用户以最小化费用为目标的充放电模式的数学模型,以上海市电动汽车家庭为例,分析基于当前上海电网销售电价下的电动汽车家庭用户端的最优充放电模式,为电动汽车的充放电管理提供了理论依据。     

电动汽车参与电网调峰的关键技术研究综述

在“双碳”目标下,电动汽车凭借于其低碳、低污染的优势受到广泛关注。近些年,在国家政策的引导下,电动汽车的发展十分迅速,但大规模电动汽车的无序充电也将会对电网的安全稳定产生不利的影响,而合理的调度电动汽车的充放电行为参与电网调峰,不仅可以降低其对电网产生影响,还可以产生可观的效益。首先对电动汽车参与电网调峰的潜力和经济性进行分析;然后从电动汽车参与调峰辅助服务市场的交易方式、市场交易策略、可调节容量、充放电控制策略等方面展开分析,重点梳理了相关的最新研究成果,并针对研究中存在的问题结合新技术提出了可能的研究方向;最后结合实际情况,提出了大规模电动汽车参与调峰仍面临的一些问题。     

基于系统动力学和蒙特卡洛模拟的电动汽车日负荷远期预测

对电动汽车负荷进行预测,有助于电力系统规划管理与优化运行。首先从宏观、中观、微观角度,采用系统动力学模型构建电动私家汽车保有量预测模型,随后分析电动汽车充放电特性,采用蒙特卡洛方法模拟电动私家汽车充放电行为,最后利用实际数据,预测未来电动私家汽车大规模接入电网后电网负荷曲线的变化,发现在电动私家车无序充电的情景下,电动私家汽车体量越大,电网峰谷差越大,带来的不利影响也越大,通过进一步测算发现,电动私家汽车参与放电可以在一定程度上缓解电动汽车充电增加的电网负荷,具有一定削峰填谷效益。