电动汽车参与主动配电网电压调控的策略研究

未来,电动汽车将成为城市交通中的主导。为了降低大量电动汽车接入配电网的运行风险,提出一种利用电动汽车在充电过程中提供无功补偿的策略。该策略充分考虑车主的充电需求、分布式电源出力、电动汽车充电机的无功补偿潜力,并配合传统电容器组的投切,对主动配电网电压进行优化调控。建立以各时刻接入充电机的电动汽车向电网提供无功功率的绝对值作为优化变量,以减小节点电压偏差和充电时间内电动汽车尽可能地补充更多的电能为优化目标的电压调控模型,并采用淘汰与纵横交叉混合机制的改进粒子群算法求解该模型。通过清远10 kV配电线路验证了所提模型对缓解节点电压偏差、无功不足等问题的有效性。     

考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略

电动汽车在节能减排、推动“双碳”进程等方面有着传统汽车无法比拟的优势。然而，大规模出行电动汽车无序充电可能会加重配电网负荷波动甚至引起节点电压过低等安全问题。为此，提出了考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略。首先，基于配电网原始负荷及节点电压情况，建立了分区域分时电价定价模型，建立电价与负荷情况之间的相关性；其次，以所制定的电价为基础，在各个充电站分别制定电动汽车充电行为预备调度方案，调度的原则是电动汽车的充电费用最低，从而引导电动汽车在负荷低谷进行充电，参与配电网的负荷优化；再次，建立以充电费用、出行总时间以及行程距离三者权值之和最小为目标的电动汽车充电站选择函数，为电动汽车推荐充电站并规划最优行驶路径，同时提升用户经济性和配电网运行的安全性；最后，以修改的IEEE33节点配电网为例，验证了该策略可以有效提升电动汽车用户出行满意度并兼顾配电网的运行安全。     

考虑电动汽车充放电支撑的配用电系统综合无功优化

电动汽车充放电对配电网具有重要的无功支撑能力,为此提出一种考虑电动汽车充放电的无功优化方法.首先,分析充电机无功调节原理,建立充电机状态约束模型,通过修正充电机状态来满足电池容量和用户目标电量对功率因数角的约束;其次,提出用户无功优化补贴的量化方法,分别建立网侧和用户侧需求指标,综合双方利益提出配用电系统综合无功优化目...     

交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略

规模化电动汽车接入电网在各时段均存在一定可调控潜力,可通过充放电优化运行的方式调控电动汽车集群参与电网需求响应,提升配电网充裕水平。提出了一种交通–配电网耦合模式下的电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略,利用挖掘出的灵活性对配电网可靠性进行提升。首先建立交通–配电网耦合系统,模拟用户状态参数变化得到日内电动汽车用户初始充电负荷时空分布。以电量–时间响应裕度指标为依据将各节点入网电动汽车聚类为充电集群,可延迟充电集群和放电能力集群。之后根据交通–配电网耦合关系分析得到各配电网节点的动态可调控裕度,进而实现对各节点电动汽车集群参与响应的协同优化调控。仿真结果表明,基于交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度所提的优化运行策略可在兼顾用户出行的同时提升电网可靠性。     

基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电行为优化

大规模电动汽车入网,不仅会增加有序充电控制的复杂度,还会引发负荷节点电压越限等配电网安全问题。在考虑负荷节点电压等配电网安全约束的情况下,提出基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电优化策略。在建立电动汽车充电优化模型的基础上,通过设计合理的贪心策略,克服了贪心算法容易陷入局部最优的缺陷,实现电动汽车的最优充电控制。利用贪心算法的灵活性,提出对节点电压和线路容量分时段控制的配电网安全控制策略,迭代求解满足约束的充电站容量上限,降低了问题求解的难度。最后,以包含3个本地代理商的IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析。结果表明:改进贪心算法具有较高的计算效率和较好的寻优特性,适用于大规模电动汽车的充电优化;配电网安全控制策略能够确保负荷节点电压在安全约束之内,减少充电负荷对本地配电网电能质量的影响。     

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。     

基于二阶锥规划的含分布式电源配电网动态无功分区与优化方法

分布式电源大规模接入所造成配电网电压质量问题一直受到极大关注。针对分布式电源大规模接入所产生的局部区域电压严重偏高问题,提出配电网动态无功分区的方法,构建了配电网无功优化模型。利用锥规划对原优化问题进行了简化并转化为二阶锥规划模型。为解决求解难度大的问题,提出了考虑动态无功分区的求解方法。考虑不同无功分区的分布式电源接入特点和运行特性,构建电压灵敏度矩阵,计算确定配电网节点电压变化量,提出电容器组、静止式无功发生器(statle var generator,SVG)等无功补偿装置的运行策略并优化其在各种运行条件下的无功功率值。分别以IEEE33节点和东莞地区某53节点的配电网为实例进行了计算,验证了无功优化的二阶锥规划方法的适用性和可行性,分析了动态分区对配电网无功优化以及电容器组和SVG等无功补偿装置运行策略的影响。     

静止无功发生器在电动汽车充电站中的应用研究

电动汽车（EV）充电机为非线性负荷,它的接入对电力系统的电能质量会造成一定影响,有必要对由其构成的充电站采取一定的措施。本文给出了电动汽车充电机和静止无功发生器（SVG）的数学模型,并在DIgSILENT/PowerFactory上搭建了含SVG的汽车充电站仿真模型。然后通过一个算例来验证SVG对电网具有无功补偿和抑制电压波动的作用。结果表明充电机工作于充电过程时,SVG可以对无功进行有效的补偿,对电网的功率因素、电压波动具有有效的治理作用。     

电动汽车三相不控整流充电机频域谐波模型

电动汽车充电站的谐波污染主要来自充电机前级的不控或相控整流电路,针对采用无源功率因数校正的三相不控整流充电机,分析其在充电电流连续和断续模式的工作原理,根据充电过程中电压和电流平衡方程,推导充电机的频域谐波耦合导纳矩阵,并由充电等效电路得到不同模式下的谐波导纳矩阵参数,由此建立电动汽车充电机频域谐波解析模型。该模型将充电机时域非线性特征转换成频域线性导纳矩阵,以表征其各次谐波电流与机端各次谐波电压的耦合关系。最后,通过仿真和实验分析验证了该模型的正确性。     

含风电抽油机的油田配电网区域无功优化技术研究

风电在抽油机上的投入使用节约了大量能源,却给电网的运行方式造成较大的影响。基于PQ潮流算法和混沌遗传算法对配电网进行无功优化,考虑系统的经济性和安全性,并以系统的实时潮流约束、节点电压、功率因数和补偿容量为约束条件,建立配电网区域无功优化数学模型。在模型中,系统的安全性和经济性互为约束,使无功优化模型更实用,更好地保证电网经济稳定运行。     

Bi-directional electric vehicle fast charging station with novel reactive power compensation for voltage regulation

Excessive carbon emissions from the current transportation sector has encouraged the growth of electric vehicles. Despite the environmental and economical benefits electric vehicles charging will introduce negative impacts on the existing network operation. This paper examines the voltage impact due to electric vehicle fast charging in low voltage distribution network during the peak load condition. Simulation results show that fast charging of only six electric vehicles have driven the network to go beyond the safe operational voltage level. Therefore, a bi-directional DC fast charging station with novel control topology is proposed to solve the voltage drop problem. The switching of power converter modules of DC fast charging station are controlled to fast charge the electric vehicles with new constant current/reduced constant current approach. The control topology maintains the DC-link voltage at 800 V and provides reactive power compensation to regulate the network bus voltage at the steady-state voltage or rated voltage (one per unit). The reactive power compensation is realized by simple direct-voltage control, which is capable of supplying sufficient reactive power to grid in situations where the electric vehicle is charging or electric vehicle is not receiving charges.     

Voltage Regulation Utilizing Electric Vehicle Rapid Chargers in a Distribution System

From growing interests in the environment issues, promotion of photovoltaic power generation (PV) is accelerated in the world. Meanwhile, rapid chargers (RCs) for popularized electric vehicles are being installed in urban areas. These two trends in distribution system might cause severer voltage fluctuation problems. On the other hand, a RC can provide the reactive power support, which is capable of voltage regulation. Based on this viewpoint, this paper proposes a new framework of voltage regulation, in which the reactive power compensation by RCs is actively utilized. The proposed voltage regulation method combines two different control functions with consideration for over‐compensation avoidance. This paper ascertains the validity of proposed voltage regulation method through numerical simulations.     

基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法

针对电网的无功/电压水平考核问题,提出了一种综合应用灵敏度分析和最优潮流的实用化考核方法.当供电公司所辖电网内有节点电压越限时,通过计算各负荷节点的注入无功功率对节点电压变化的灵敏度,可以直接根据考核点的电压偏差求得相应的无功功率偏差;当所有节点电压都在规定范围内时,以全网有功网损最小为目标函数进行最优潮流计算,求得各节点的最优无功补偿量.该方法考虑了电网运行的安全性和经济性,考核结果可以为供电公司实施关于无功/电压水平考核的奖惩提供科学的决策依据,同时也可以对供电公司合理进行无功补偿起到指导作用.     

采用改进温湿度变量策略的夏季短期负荷预测方法

为了充分考虑温度和湿度变量对夏季电力负荷的综合影响,提出一种改进的基于温湿度多形式变量的夏季短期负荷预测方法。首先通过分析夏季气象因素对负荷变化的影响,构造了三种不同形式的温湿度变量作为模型输入变量。然后根据周特性变化对负荷进行分层,对各层负荷建立基于LASSO回归的预测模型,并通过枚举搜索求解算法对输入变量进行选择,优化预测模型。最后通过计算剩余变量对应的系数从而进一步估计出各时段负荷的分布。算例结果表明该方法能有效提高模型的预测精度及鲁棒性。     

电动汽车充电机谐波抑制工作机理的研究

电动汽车充电机作为非线性负荷,在充电过程中会产生大量不规则谐波,影响电网电能质量。根据其产生的谐波特点,研究利用有源电力滤波器(APF)抑制相应谐波的工作机理,采用空间矢量与滞环相结合的控制策略,建立了充电机谐波抑制系统的Matlab仿真模型,分别对单台充电机和多台充电机运行时的谐波抑制进行了仿真研究。仿真结果表明,充电机系统在单台或多台、稳态或暂态情况下,APF都能有效抑制谐波。     

基于改进遗传算法的配电网无功规划优化

以配电网电能损耗、无功补偿设备投资以及节点电压质量等经济技术综合效益最大为目标函数,在最大负荷运行方式下建立了配电网无功规划优化的数学模型。针对配电网分支和待补偿节点多的特点,提出一种无功电流损耗最小的算法,用以优化补偿电容器的个数和位置,并在此基础上,结合改进的遗传算法进一步提高无功规划优化的精度和效率。该方法既可以减小初始种群的无效解,克服了"维数灾",又可以避免遗传算法的早熟和欺骗问题。仿真算例验证了该方法的有效性和实用性。     

基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化研究

随着间歇性分布式电源接入配电网的比例日益增高,配电网局部电压越限、网损增加的情况时有发生,降低了配电网对分布式能源的利用率,制约了配电网的经济运行水平.提出将有功调节措施(储能)考虑到无功动态优化模型中,旨在制定合理的储能充放电策略以平滑风光出力波动,减少无功补偿装置的动作次数,并在此基础之上,以节点电压偏移和网损为最...     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

考虑不确定性的含DG与EV配电网无功电压协调优化方法

利用双馈风电机组和光伏发电系统等能够提供无功功率的分布式电源作为一种电压调节手段与传统的电压调节方式结合,在计及电动汽车入网充电作为一种随机负荷的情况下,建立了考虑不确定性的含分布式电源与电动汽车的配电网无功电压协调优化模型。以节点电压期望值平均偏差最小为目标函数,同时加入有功网损期望值和节点电压期望值最大偏差值为罚函数,使用本文提出的一种改进果蝇优化算法对优化模型进行求解。最后利用IEEE 33节点系统进行仿真计算并与粒子群算法进行比较,证明了本文所提出的优化模型和算法的有效性。