电动汽车接入的电力电子变压器低压直流侧拓扑

为方便电动汽车接入电网实现电动汽车充放电功能,提出一种电动汽车接入的具有交直流切换技术的电力电子变压器低压直流侧拓扑。通过对电动汽车充电负荷曲线与基础交流负荷曲线两者的关系及峰值时刻的功率进行分析,提出一种容量配置方案,结合实例说明了所提拓扑具有节省变压器容量、提高容量利用率的特色。在PSCAD仿真环境下搭建了仿真模型,通过仿真验证了所提拓扑及采用控制策略的可行性。     

基于负荷预测的地区电动汽车充电设施容量配置

为了精确配置某一区域内的电动汽车充电设施,提出一种基于蒙特卡洛仿真的充电负荷建模方法,在此基础上研究快充及慢充桩的精确配置。首先根据电动汽车的电池特性建立单台电动汽车充电负荷模型,通过蒙特卡洛仿真方法模拟区域内电动汽车的行驶及充电活动,从而得出区域内的总充电负荷,研究充电设施的配置方法。最后以北方某省会城市为例,运用该配置方案计算该城市公共充电网络的具体配置,进一步研究用户充电习惯的差异及车型差异对配置结果的影响,结果证明所提出的容量配置方法有效可行。     

面向居民区电动汽车充电负荷预测与容量配置研究

居民区负荷的特性及其发展趋势预测有助于科学地建设电动汽车充电设施,同时确保居民区供电设施安全可靠运行。本文在电动汽车充电特性研究的基础上,构建了接入电网的电动汽车充电负荷需求数学模型,并深入了分析充电设施的接入对居民区负荷特性的影响,然后给出一种充电设施负荷预测与容量配置方法。最后选取两种典型台区,仿真分析了电动汽车接入前后的台区负载情况,验证了所提方法的有效性。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。     

基于充电功率等级的电动汽车充电方式优化配置研究

针对电动汽车无序充电对电网的影响,文章提出了一种基于充电功率等级的电动汽车充电方式优化配置方 案,分析了电动汽车充电行为,阐述了电动汽车无序充电对电网的影响.该方案以电动汽车总设备投资成本最低和充 电负荷的峰谷差最小为目标,得到了既能满足用户需求,也能减少设备投资,降低电动汽车无序充电负荷峰谷差的不 同充电功率等级的比例。     

电动汽车充电站储能优化配置研究综述

针对电动汽车充电站负荷利用率低,给配电网和变压器造成巨大压力等问题,研究了储能系统的优化配置。从电动汽车无序充电和有序充电两个方面分析了充电站的负荷特性,对充电站的储能容量配置进行了简单的分析探讨,包括储能电池、容量配置以及功率配置并总结了储能配置的优化运行问题。分析可知,在电动汽车充电站合理配置储能系统可以较好地平抑负荷波动,缓解对电网的冲击。     

副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计

在电动汽车无线充电的过程中,恒流模式需要快速、稳定地切换到恒压模式以保障电池和电动汽车的安全,这往往需要原、副边之间的通信及原边复杂控制方法的介入。文中提出了一种免去原、副边之间的通信,且不需要原边提供控制手段,仅在副边自动切换谐振补偿网络即可完成恒流充电模式向恒压充电模式的快速切换的方法,同时提出了副边谐振补偿网络参数的设计方法,保证了切换过程中电池充电电压的稳定性。以LCC-LCC向LCC-S谐振补偿网络切换为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证。实验表明,应用所提出的方法,输出的电流和电压随着电池等效负载的改变而保持恒定,且切换过程平滑稳定,结果满足电动汽车充电的要求。     

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。     

不同模式下电动汽车充电负荷及充电设施需求数量计算

电动汽车充电设施技术路线的选择可从多种角度出发。基于现有充电设施特性和用户需求分析,对常规充电、快速充电、电池更换3种模式下的充电负荷进行了建模。应用蒙特卡罗仿真方法计算了3种模式下一定规模电动汽车在一日内的充电负荷曲线。根据一日中最大在线充电汽车数量得出快速充电设施的数量需求,根据换电站内充满电和正在充电电池数量的计算,得出换电站电池配置数量需求。计算结果表明,由于充电相对集中,一定规模电动汽车采用慢速充电时其电力需求最大。相比于慢速充电,快速充电和电池更换模式一定程度上提高了设施的利用率,但为了保证换电服务,换电站需配置足够数量的电池。     

基于二层规划并计及负荷预测的电动汽车充电桩选址定容方法

针对城区内电动汽车充电桩选址定容问题,计及充电负荷需求预测并采用二层规划理论建立选址定容模型。针对充电负荷需求预测,采用自回归模型建立其负荷预测模型。以充电桩规划节点与容量为控制变量,以系统综合规划成本最小为目标函数,基于网络拓扑结构和充电负荷预测,计及设备容量配置约束等必要约束条件建立上层模型;以电动汽车用户充电方案为控制变量,最小化用户综合充电成本建立下层模型。下层模型基于上层模型的选址定容方案制定充电计划,同时向上层模型反馈综合充电成本。上层模型制定方案需要计及下层模型的策略。采用萤火虫算法设计模型的求解流程,最后通过一个算例针对河北某地城区内某新区内电动汽车充电站选址定容方案进行了优化,验证了文中模型的有效性和正确性。     

电动汽车快速充电站的储能缓冲系统控制策略

利用储能缓冲系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率,能够减小快速充电站接入对配电网的不利影响。研究含储能缓冲系统的快速充电站结构、不同类型蓄电池的快速充电功率特性,提出计及配电网有功变化率限值的储能缓冲系统运行方式和电流控制策略。结合快速充电站配置,推导储能缓冲系统的运行参数,进而设计储能系统元件参数。利用Matlab/Simulink搭建含储能缓冲系统的快速充电站模型,分析不同电动汽车脉冲充电功率下储能缓冲系统动态特性,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于混合控制式交错并联LLC谐振变换器的充电模块研制

为了解决当前电动汽车充电模块效率低、功率小的缺点,提出了一种基于混合控制式交错并联LLC谐振技术的非车载式电动汽车充电模块整体设计方案。所述方案输入侧为VIENNA电路,输出侧为交错并联LLC谐振DC/DC变换器。采用交错并联技术减小输出电流纹波,提高充电模块输出功率的同时,采用移相变频混合控制策略,使得谐振变换器工作在较窄的频率范围之内,因此降低了磁性元器件设计难度,提高了充电模块的转换效率以及功率密度。给出了充电模块整体电路拓扑设计、各模块工作原理以及控制策略,研制了20kW原理样机,与纯变频式交错并联LLC谐振变换器充电模块的对比分析验证了所述方法的可行性。     

考虑负荷优化的电动汽车光伏充电站储能容量配置

为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-II算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。     

计及源-储-荷功率特性的飞轮储能系统容量配置方法

在电动汽车直流快充站的应用场景下,以限制电网功率爬坡率并补偿母线电压跌落为目标,提出计及源-储-荷功率特性的飞轮储能系统容量配置方法。首先,根据源-储-荷的功率关系得到飞轮机械角速度增量与母线电压跌落幅值之比近似为时间的函数;根据快充站内电网侧变流器的功率特性,推导得到电网最大功率爬坡率与母线电压最大跌落幅度之间近似呈正比关系。然后,针对额定功率不同的快速充电负荷,在满足直流母线电压等级与永磁同步电机电磁约束条件的基础上,重点探讨飞轮转子转动惯量与初始机械角速度的设定,并且分析了飞轮侧储能变流器的容量约束条件。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统的仿真模型,验证所提飞轮储能系统容量配置方法的正确性。     

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。     

基于紧迫性需求的电动汽车协调充电优化策略

电动汽车(electric vehicles,EV)的随机充电会导致峰值负荷突变,进而增加了电网运行波动的风险。为此,提出了一 种基于微电网的电动汽车协调充电调度策略,算例表明该策略可以降低负荷的峰值,减弱了随机充电行为对于电网波动的风 险。首先,考虑充电紧急性指标(charging urgency index,CUI)来反映不同的充电需求,以及利用蒙特卡洛法模拟电动汽车充 电时间行为的随机性,进一步保证电动汽车的协调充电。其次,以整体峰谷负荷差最小为目标,建立协调充电调度的优化模 型,考虑了电动汽车慢速和快速充电以及微电网运行各种限制。仿真结果表明,在两种充电模式下,该方法较不协调充电方 法在500辆电动汽车的情况下能够将峰值负荷分别降低54.71%、46.38%,能有效地解决电动汽车车主的充电选择模式以及 降低微电网运行的风险,为微电网削峰填谷提供策略。     

基于FPGA改进型串联混合有源电力滤波器的研究

为了解决电力电子等非线性变流装置和大容量动态负载所带来的电网日益严重的谐波问题,本文分析了能有效抑制谐波的带基波电流旁路通道的串联混合有源电力滤波器的结构特点、工作原理及双dq变换控制方法,提出基于FPGA的脉宽调制PWM硬件实现方法,设计了混合有源电力滤波器数字控制电路结构.基于Modelsim的仿真实验验证了FPGA模块的可行性,同时对其补偿特性进行了MATLAB仿真研究,仿真结果表明在负载不平衡情况下该方法能很好地进行谐波补偿并很大程度地降低有源部分的容量.     

充电桩直流计量模块现场检测装置及其溯源

为顺应电动汽车充电桩直流计量模块的现场检测要求,研制了一种表源一体化现场检测装置.该装置的源输出反馈调节模块和标准功率计量模块共用一套传感器.电压环节采用精密电阻分压测量方案;电流环节采用零磁通测量方案,零磁通电流互感器的反馈调节部分以二次谐波分量为敏感值,通过二阶滤波和两级放大实现提取.设计了分部式同步溯源方案校准该装置,对误差校准结果进行了不确定度评定.结果表明该装置在典型充电工况下准确度最佳,其他工况下的计量性能也满足溯源要求.     

电动汽车充电站谐波影响分析和控制

针对电动汽车充电站接入电网带来的电压和电流谐波问题,根据充电站设备典型配置和参数,采用电力系统谐波计算程序计算分析充电站在无滤波无补偿、滤波加电容补偿、动态滤波补偿和采用带功率因数校正(power factor correction,PFC)的新型充电机等不同方式和设备情况下的谐波水平,判断其是否符合国家标准限制值的要...