电源接入变压器的电压及损耗分析

针对电源接入变压器中压侧和低压侧2种方案,并配合调节变压器分接头分析了各母线电压及损耗情况。分析后得出:调节分接头档位会直接影响变压器的损耗;电源接入中压侧时,各母线电压越靠近电源越高,将分接头调整至最优档位,电压仍偏高;而电源接入变压器低压侧时,母线电压过高的情况可得到明显缓解。以某风电场接入变压器为例,采用PSASP潮流计算软件对其母线电压和网损进行分析,证实了风电场接入变压器低压侧时,总损耗虽有所增加,但其电压水平明显低于接入变压器中压侧时的电压水平,成为风电场接入变压器的最优方案。该方案对于输电距离较长、容性无功过多导致电压水平偏高的地区电网有一定的借鉴意义。     

电动汽车充电谐波电流对配电网损耗影响的研究

电动汽车在充电时会在配电网中引入谐波电流,而谐波电流损耗将导致供电质量的下降.为了研究电动汽车充电谐波电流对配电网损耗的影响,利用相关的理论模型从输电线路与配电变压器二个维度分析了电动汽车充电谐波电流对谐波损耗、谐波畸变比以及损耗比的影响,研究了电动汽车充电谐波电流、充电桩台数与配电变压器损耗之间的关联规律.结果 表明:谐波损耗随着谐波含量的增加而增加,在渗透率不变的情况下,充电负荷越多,损耗越小;谐波含量随着充电桩接入台数的增加而下降,当充电桩台数不变时,低频奇次谐波电流占有更多比例,其中以5次谐波较为显著,对变压器损耗贡献较大.     

电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响

针对电动汽车接入充电增加了发电、输电和配电等方面的压力问题,提出电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响。从交流充电桩、充电站、电池充换站几方面分析当前常见电动汽车接入充电设施,并指出电动汽车接入充电设施运行原理。以三相平衡负荷、单相负荷2种充电方式为主,分析汽车接入充电对电压波动产生的影响。采用增强配电网的供电能力、静止无功补偿器和有源滤波器改善电压波动。实验结果表明:不可控整流状态下,电动汽车接入充电对配电网电压产生的影响较大,不可直接接入电网,但在PWM整流状态下,接入充电对配电网电压产生的影响较小,电压波动在标准范围内。     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

电动汽车充电设施接入配电网的最优布点规划

目前电动汽车(electric vehicle,EV)有序充电技术尚未成熟,在未来较长一段时期里,EV仍处于随机充电状态。由于EV充电行为的密集性和随机性,必然会对配电网产生较为显著的影响。为了研究EV无序充电对配电网的影响,首先通过统计EV历史出行数据拟合得到日行驶里程及起始充电时间概率模型,建立EV充电负荷模型,利用蒙特卡洛模拟法进行负荷预测;然后根据得到的EV充电负荷,以IEEE33节点系统为基础,对充电设施不同布点位置对电网的节点电压、网络损耗等的影响进行仿真分析;最后提出有利于配电网运行的充电设施规划建议。     

电动汽车充电对配电网的影响及对策

电动汽车的大规模使用将会对配电网产生直接影响。以某市一条10kV生活线路为对象,考虑了多种渗透率场景,从负荷、电网损耗和电压等几个方面分析了电动汽车充电对配电网的影响。分析结果表明当电动汽车渗透率较高时,车主的无控制充电行为将会对电网造成巨大的压力,而合理的电动汽车接入电网充电将有助于电网的经济运行。提出了电动汽车智能充电方法,该方法可在满足电动汽车充电需求的情况下,根据短期负荷趋势,对各时段可充电功率进行优化,达到平稳负荷、降低电能损耗和提高电压质量的目标。     

特高压变压器中压侧无功补偿运行电压特性分析

特高压变压器无功补偿配置有中压侧补偿和低压侧补偿两类,我国常用的低压侧无功补偿方案与国际相关标准采用的中压侧无功补偿方案不相符,在补偿效果与设备投资方面存在一些差异。文中针对国内研发的1 000 kV特高压自耦变压器,从理论上分析了其运行时产生的无功损耗情况以及中/低压侧补偿对运行电压的影响。然后采用PSCAD/EMTDC软件仿真,分析了特高压变压器不同侧无功补偿时各侧母线电压的波动水平和补偿效果。结果表明:在主变中压侧无功补偿产生的电压波动较在低压侧补偿更低,对运行安全更有利,且可补偿的容量更高,补偿效果更好。     

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。     

基于涡流驱动的变压器限流装置研究

为有效解决中低压侧短路电流冲击损毁主变压器的问题,研究了基于涡流驱动的变压器限流装置。该装置将限流电抗器和快速开关并联后接入变压器高压侧母线,通过限流特性和接入系统前后短路电流计算可以看出该装置降低了短路电流,解决了主变压器中低压侧出现短路引起的故障,避免了传统限流技术引发的电压降低,损耗大等问题,抑制了短路电流对其他设备的冲击。     

基于SVM预测电动汽车并网局部电压稳定的研究

以IEEE14节点系统作为电动汽车随机并网充电的模型,通过基于MATLAB仿真环境的PSAT软件分别计算出电动汽车随机并网充电时充电母线和相邻母线的电压和相角参数,从而得出相应的局部电压稳定性指标(L指标)。运用支持向量机(SVM)算法对电压L指标进行训练和预测,结果表明,支持向量机算法简单高效,有助于预测电动汽车随机接入并网充电对电网电压稳定L指标的影响。通过仿真算例得出电动汽车随机接入电网不仅对自身母线产生电压稳定的影响,而且对相邻的母线电压稳定也产生较大的影响,其中对于电动汽车并网充电的中部母线产生的电压稳定影响最大,最容易导致电压稳定事故。     

配电网对电动汽车可接纳能力分析

随着新能源汽车保有量持续上涨,大规模电动汽车接入对城市配电网的安全稳定运行带来了一定影响,研究配电网对电动汽车可接纳能力十分迫切。该研究基于不同类型电动汽车性能参数和驾驶者行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型,分析了一定规模电动汽车接入对配电网日负荷曲线的影响。设置了含电动汽车V2G和DG并网发电4种不同场景,从电压偏差和静态电压稳定极限两个方面定量分析了配电网对电动汽车的接纳能力,以IEEE33节点配电系统为例,对比了4种不同场景下配电网对电动汽车的接纳能力。     

含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量特性研究

规模化电动汽车作为间歇性、冲击性负荷接入配电网,会对含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量产生直接影响。论文主要对规模化电动汽车接入配电网产生的电压暂降、电磁暂态等暂态电能质量问题进行分析。首先对含电动汽车快速充电站的配电网进行建模,其次建立了基于变压器模型的电压暂降模型和基于分布参数等效模型的电磁暂态分析模型。理论分析了快速充电站接入配电网产生暂态电能质量问题,模型能够提高暂态仿真速度及准确性。通过仿真分析验证了快速充电站在正常投切和发生故障时产生的暂态电能质量问题。     

电动汽车充电对配电网电压质量的影响研究

大规模电动汽车接入居民小区配电网可能会引起电压质量问题,有必要建立有效的充电负荷模型,研究电动汽车充电对配电网电压质量的影响,为配电网的升级改造、充电桩的合理建设提供理论依据。本文提出了一种计及周末充电高峰效应的私家车充电负荷计算方法,该方法能够反映电动汽车用户的充电习惯,体现不同日期间充电负荷的差别。然后,利用MATLAB软件搭建了配电网模型,仿真分析了不同规模电动汽车接入配电网后对节点电压偏移、电压不平衡的影响,仿真设计了不同的场景,综合考虑了快速充电与慢速充电、纯电式与插入式电动汽车充电对配电网的不同影响,同时考虑了慢速充电在三相均衡充电与不均衡充电模式下对三相电压不平衡的影响。     

基于多绕组变压器的高压无线充电自由定位系统

针对电动车辆无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统存在的半导体性能有限和定位困难的问题,提出了一种多对一高压无线充电自由定位系统。该系统采用逆变器串联输入的设计来适应高压应用场景,同时利用多绕组变压器实现逆变器的等效并联输出和向多路发射回路传输电能的功能,并采用了多对一的设计以扩大电动车的定位范围以实现无线充电的自由定位功能。为分析多绕组变压器的工作机理和研究多对一拓扑的能量传输特性,进行了等效电路分析和MATLAB仿真,并制作实验室原型样机进行了实验验证。基于实验和仿真结果,提出了一种基于多对一WPT拓扑的混合工作模式,可以有效地扩大电动车辆无线充电时的定位范围。研究和分析表明,文中所提出的拓扑结构可以有效地提高系统的输入电压以应用于高压场景,并能有效扩大电动车辆无线充电时的定位范围以实现自由定位。     

电动汽车无线充电混合补偿拓扑电路分析

无线电能传输补偿方式直接影响输出电流、电压的增益特性,提出一种混合补偿拓扑电路,解决负载动态变化时输出电流、电压不稳定的问题,可应用于电动汽车恒流恒压无线充电电路。对拓扑电路原副边线圈建立等效松耦合变压器T模型,分析得出等效负载动态变化时可以实现恒流恒压输出的特性。构建仿真模型和试验台架,仿真验证电路分析的正确性。实验验证了在串/并补偿拓扑下副边稳流输出且原边逆变电流滞后电压,在串/串并补偿拓扑下副边稳压输出且原边逆变电流与电压同相。     

具有电动汽车快速充电接口的电力电子变压器低压直流侧设计

围绕具有电动汽车快速充电接口的一种交直流容量可切换的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑,提出了一种容量配置方案和滤波器设计方法。首先,基于蒙特卡洛法对电动汽车快速充电进行负荷预测,通过分析电动汽车快速充电负荷曲线对PET可切换功率模块容量进行配置。其次,为减小逆变模块视在功率、减少PET投资与运行损耗,提出了PET低压侧滤波器采用公用电感并考虑利用滤波电容对负载无功功率进行补偿的设计方法。最后,对所提容量配置方案和滤波器设计方法给出了实例分析和仿真验证。     

SVPWM矢量合成方式对直流母线充电站漏电流的影响

针对采用直流母线拓扑的电动汽车充电站,为降低成本和损耗而不增加变压器结构时存在漏电流的问题,对无变压器隔离的直流母线充电站漏电流产生的原因进行了理论分析,在此基础上提出了一种无变压器结构直流母线充电站共模漏电流模型。根据提出的建模方法和SVPWM整流器理论,最终给出了共模电压和漏电流的数学描述,并进一步分析了整流器采用SVPWM控制时不同空间矢量合成方式对充电站系统共模电压和漏电流的影响,得到了不同空间矢量合成方式对应的共模电压和电流。最后,通过仿真和实验验证了该模型和矢量合成方式理论分析的正确性。     

电动汽车充电对区域电网电能质量的影响

随着全球变暖、臭氧层破坏、酸雨以及能源危机所带来的影响日益显著,能源和环境问题已经逐步成为全球关注的焦点,低碳节能已经成为共识。在交通运输方面,汽车尾气排放成为了越来越需要解决的问题,从而推动了新能源汽车的发展,特别是电动汽车的发展。大量电动汽车从电网充电,必然会对电网产生影响。研究大规模电动汽车充电对区域电网电能质量的影响,主要包括谐波影响和电网电压影响。     

分布式光伏和电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响的分析研究

研究了分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移的影响。首先建立了分布式光伏的出力模型与电动汽车的充电模型。基于该模型,研究了分布式光伏与电动汽车接入配电网产生网损和电压偏移的原理。然后,分析了不同接入方式、不同并网位置、不同并网容量以及不同时间段下分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响。结果表明,光伏渗透率为20%时,分布式光伏与电动汽车适宜集中接入线路中前端。典型日24 h中,配电网网损呈波浪型变化趋势,节点电压呈先升高后下降的趋势。     

一种基于有界不确定性和扰动估计器的大功率充电桩控制策略

大功率充电桩接入电网是实现多电压等级电动汽车充放电的关键设备,但因电动汽车的即插即用需求和充电功率冲击特性,大功率充电桩接入将对电网运行稳定性带来挑战。提出基于不确定性和扰动估计器（uncertainty and disturbance estimator, UDE）的大功率充电桩控制策略。首先,在大功率充电桩双主动全桥换流器（dual active bridge, DAB）模块采用虚拟直流电机控制策略,实现对直流电压的基本控制。然后,考虑电动汽车投切对电网稳定运行的影响,基于LC滤波器建立UDE补偿控制环节,对滤波单元动态误差进行反馈,将其输出量作为补偿分量,实现对直流母线电压的补偿控制,从而有效提升直流电压稳定性。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建充电桩系统仿真模型,其仿真结果验证了所提控制策略的可行性。