电动汽车充电站仿真模型及其对电网谐波影响

电动汽车的普及与推广将引致对大功率充电设备的大量需求,采用现代电力电子技术的大功率充电机是高度非线性的用电设备,对电网产生的谐波影响不容忽视。其产生的谐波主要来自充电机的整流装置,基于此,论文从适应于大量电动汽车充电需求的合理充电技术和合理充电规模问题出发,分别建立单台充电机和充电站仿真模型,仿真分析单台和多台充电机工作时对电网电能质量的影响,重点研究各次谐波电流含有率、电流总谐波畸变率和功率因数随电动汽车充电功率的变化规律及其随充电机台数增加的变化规律。仿真结果表明:大功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波电流含有率呈减小的趋势,小功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波含有率变化较平缓;电流总谐波畸变率随充电功率的增大和充电机台数的增加呈减小趋势,而功率因数的变化则由充电功率与充电机数目的耦合机制决定。     

电动汽车高频充电机的谐波特性分析

电动汽车充电机作为非线性负荷大量接入电网会对电网提出很多新的挑战,将会对电网造成谐波污染。本文首先分析了高频充电机的功率需求,建立功率需求模型,在此基础上分析充电机功率特性和谐波电流的组成及其影响因素,搭建充电机接入电力系统的谐波分析模型。运用Matlab的Simulink和Sim Power Systems工具箱面向系统电气原理结构图的仿真方法,对系统进行了仿真分析,得到了单台高频充电机所产生的谐波的规律和特点。为预测充电站谐波污染情况,采取合理谐波抑制措施提供理论基础。     

电动汽车充电站的谐波特性及抵消问题研究

电动汽车的发展和普及离不开充电站的建设,而充电站中的充电机为非线性负荷,会对电网产生谐波污染。因此,开展充电站谐波问题的研究具有实际意义。建立了某一参数下的不控整流型充电机和充电站的模型,重点研究了各台充电机在同一功率及不同功率两种运行情况下,各次谐波电流含有率HRI、电流总谐波畸变率THD和电流总需求畸变率TDD随充电机台数增加的变化规律,最后分析并仿真验证了充电机之间的谐波抵消机理。仿真表明,当充电站内的各台充电机均运行在同一功率下时,各台充电机所产生的谐波电流完全相同,并不存在谐波抵消现象;在充电机台数相同的情况下,不同功率时的各次谐波电流幅值及总需量畸变率均比相同功率时减小,其中一方面原因是由于谐波抵消的发生。此外通过仿真发现,高次谐波的抵消程度相对较大。     

不同类型电动汽车充电机接入后电力系统的谐波分析

电动汽车充电站接入电力系统产生的谐波主要来自充电机的整流装置,因此有必要对由不同整流装置构成的充电机接入系统产生的谐波进行对比分析,为充电站的谐波治理和充电机选择提供依据。使用PSCAD软件设计了充电机谐波测量模型,建立了三相桥式不控整流充电机、12脉波整流充电机、脉宽调制整流充电机的仿真模型,使用快速傅里叶变换法测量了谐波,并对数据进行了对比分析。该模型能够为充电站选择充电机提供依据。该方法可用于集中式、采用常规充电方式的大型充电站接入系统的谐波分析。     

电动汽车充电站谐波特性分析与APF应用研究

为了抑制电动汽车充电站引起的谐波问题,在分析谐波产生的特性的基础上,选取APF对充电过程中产生的谐波进行治理。首先,指出电动汽车充电站中具有非线性特性的装置接入导致大量谐波注入到公共电网,危害电网的安全稳定运行;然后,搭建电动汽车充电机模型和含多台充电机的充电站模型,分析充电站内谐波电流的特性;提出采用APF装置对充电过程所产生的谐波进行抑制,并具体设计了指令电流运算电路和补偿电流生成电路。最后,通过Matlab仿真算例验证了所提治理措施的可行性和有效性。     

基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法

电能质量检测分析是研究电动汽车与电网互动的前提和基础。而现有工作大都没有采用真实的数据进行充电站电能质量评估研究,已有的实测数据研究中时间分析尺度多为分钟级,且缺乏对不同类型充电站进行差异特性对比分析。为此提出一种基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法。首先通过充电平台数据可视化,提取综合充电站和公交充电站的实际到站充电车辆的时序特性。其次通过仿真建模奠定充电机拓扑对谐波特性影响的理论基础,并给出了仿真与实测数据的对比。然后结合相关国家标准对两站实测电能质量指标进行定性和定量评估并比较其优劣。最后基于实测数据设计不同实验场景深入挖掘影响充电站谐波特性的关联因素。结果表明:综合充电站的谐波水平优于公交充电站;电动私家车相比电动巴士车对充电站造成的电流谐波更小。此外充电总功率大小、多台充电桩谐波源之间的谐波相消幅度、电动汽车的入断事件、不同负荷组合等因素都会对充电站电能质量产生影响。该方法为电动汽车充电站谐波监测与治理提供了一种新思路。     

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。     

电动汽车充电站对电网谐波影响分析

介绍了电动汽车充电站对电网电能质量的影响及充电站GTBC-500200直流充电机采用BMS(电池管理系统)充电方式.分析了充电站充电过程电压、电流谐波变化.提出了充电站治理谐波措施及通过采用APF-100有源滤波装置,可实现降低电压、电流谐波畸变率目的.     

电动汽车充电站谐波的工程计算方法

研究电动汽车充电站接入电力系统后对公共电网产生谐波的特点和计算方法。在建立充电站谐波计算仿真模型的基础上,通过对仿真数据及充电站谐波特点的分析,提出一种简化的充电站谐波工程算法,采用线性分段函数近似充电机等值非线性电阻,计算一个充电周期内的谐波变化特性和谐波最大值,最后验证了该算法在工程中的可用性。     

基于充电方式的充电站多源谐波特性分析

充电站中的大量非线性负荷所产生的谐波会对电网及其设备造成一定的影响,而只有明确了充电站谐波特性才能开展有效的措施。根据充电桩的结构和电动汽车充电方式,研究了单台不可控型充电机与PWM全控型充电机在不同充电阶段的谐波特性;并对多台充电机同时运行时谐波的变化规律进行了深入分析和仿真验证。研究了充电站谐波变化特性曲线及其规律,为谐波治理以及充电站的优化运行提供了理论依据。     

基于不同整流装置的电动汽车充电机比较

电动汽车充电站的主要设备之一是充电机,充电机是由整流器、直直变换器等装置组成的电力电子设备,接在城市电网和电动汽车之间会对城市电网产生谐波污染.为了消除和抑制谐波污染.有必要分析各种充电机的谐波大小和变化趋势.本文使用电力系统软件PSCAD,建立了不控整流充电机、十二脉波整流充电机和PWM整流充电机的模型,从接入系统产...     

电动汽车充电站滤波方案研究

环保性能好且能源效率高的电动汽车是未来汽车行业的发展趋势,而电动汽车充电站带来的谐波问题将影响配电网电能质量。首先分析了充电机的谐波产生机理及谐波特性,考虑到无源滤波方案成本低廉、易于推广,针对某充电机的实测谐波电流数据,详细分析了三种滤波方案,并开展仿真分析,为解决电动汽车充电站谐波抑制问题提供参考。     

不同充电模式下电动汽车充电站的仿真与谐波分析

当前越来越多的电动汽车充电设施接入电网,不同充电模式的充电设施接入电网产生的谐波污染将对电网造成不同的影响。对电动汽车充电站内不同充电模式充电机之间的相互影响进行Simulink仿真和谐波分析。首先,建立电动汽车动力电池的仿真模型。其次,建立电动汽车不同充电模式充电机的仿真模型。然后,将动力电池仿真得到的充电曲线直接等效成时变电阻,并作为连续信号直接输入充电机模型进行仿真。最后,在不同充电场景下对不同充电模式充电机进行仿真,分析了不同充电模式的充电机工作时相互影响的谐波规律。     

电动汽车充电机的谐波分析与治理

电动汽车充电机是非线性很强的负载,充电时会给电网带来较大的谐波污染,分析充电机谐波并进行谐波抑制对今后大规模充电站的建设具有重要意义。利用MATLAB/Simulink软件建立6脉波不控整流充电机模型,分析单台和多台充电机接入电网产生的谐波。最后,使用无源滤波器来抑制谐波,达到了预期效果,为今后大规模充电站建设提供一种理论参考。     

电动汽车充电站入网谐波分析

为了研究电动汽车充电站产生的谐波电流对电网的影响,建立了单台三相不可控整流充电机模型,分析了多台充电机的谐波特征。分析结果表明,谐波治理装置对电动汽车充电站产生的25次及以上的谐波的治理效果并不明显,这些谐波电流流入电网后会产生谐波放大现象。因此,通过建立配电网谐波潮流模型和输电线路谐波阻抗精确模型,给出谐波电流放大倍数计算公式。利用理论分析结果和谐波电流放大倍数计算公式,分析电动汽车充电站对系统各节点的电流和电压的影响。对IEEE 14节点系统进行算例分析,结果表明:节点与谐波源的电气距离越近,节点电压变化越大;电动汽车充电机产生的高次谐波流入电网后,存在明显的放大现象,应予以重视。     

电动汽车充电站谐波分析

在电力系统中电动汽车充电机为非线性负荷,大型充电站有很多这类充电机,所产生的谐波对电网造成极大的危害,为了抑制谐波以得到较好的电能质量必须对大型充电站产生的谐波进行预测。首先建立单个充电机谐波分析数学模型,利用商用电动汽车充电机收集的数据对谐波电流进行计算,再利用概率统计学大数定律和中心极限定理,建立多谐波源谐波分析数学模型,研究多个电动汽车充电机产生的谐波电流及其概率特性。研究表明,利用概率统计学理论可以预测多谐波源产生的谐波电流。该研究结果同样适用于其他多个非线性负载产生的谐波电流的分析。     

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。     

基于全生命周期分析的电动汽车充换电站成本收益评估

针对电动汽车充换电站的运营,考虑充换电设施建设、充电站运营、换电站运营、监控与智能调度运营等多个环节,对充换电站的成本收益结构进行系统建模,提出了基于全生命周期分析的电动汽车充换电站成本收益评估方法。以广州市充换电设施规划数据为例,对电动汽车充电站、换电站进行了成本效益对比分析,并进一步分析了充换电服务费、政府补贴和充电机造价等因素对于电动汽车充换电站盈亏水平的影响。     

基于排队论的充电站服务半径及规模两阶段优化方法

综合考虑配电网承受能力和用户充电的便利性,提出了充电站服务半径和规模两阶段优化方法。基于用户充电便利性初步确定充电站服务半径;在分析电动汽车充电行为的基础上,建立了充电服务系统的排队模型,用考虑土地成本及电网谐波治理费用等因素的综合成本最小目标函数来优化充电机数量;根据配电网允许的最大接入功率,最终确定目标充电站的服务半径和规模。对假设算例的分析求解,验证了该方法的有效性和准确性。     

电动汽车充电谐波水平评估及治理方案研究

电动汽车的快速发展势在必行,其接入电网会产生大量谐波,且多位于配网末端,给配网电能质量提出严峻挑战,因此有必要对电动汽车充电设施进行建模仿真,评估其谐波影响水平。本文利用Matlab/Simulink设计了充电机接入电网模型与无源滤波器模型,建立了三相桥式不控整流充电机及无源滤波器的仿真模型,使用快速傅里叶变换进行了滤波前后谐波电流仿真分析。采用无源滤波器后电网侧各次谐波电流显著减少,电流总谐波畸变率和各次谐波电流含有率都有降低。