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。     

规模化电动汽车有序充电对居民区配电网的影响

大量电动汽车接入配电网,必然会对配电网产生极大的影响。基于蒙特卡罗模拟方法计算了充电负荷,并根据北京市某地区的实际配电网搭建典型配电网结构。首先分析了不同渗透率下电动汽车无序充电对电网的影响,然后给出了基于电网侧与用户侧双向充电目标的有序充电方法,并与无序充电时的情况进行对比。结果显示有序充电能起到很好的削峰填谷作用。     

电动汽车充电模式对主动配电网的影响

主动配电网建设依托于大规模间歇式可再生能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的发展。随着电动汽车的推广普及,用户充电时间和空间上的随机性将增加电网运行的不确定影响因素。文章重点研究电动汽车充电模式对配电网负荷曲线波动特性的影响,通过研究电动汽车充电的功率需求和能量需求特性,依据电动汽车用户行驶习惯的概率分布特性,建立规模化电动汽车充电负荷模型,进而分析电动汽车在无序充电和有序充电模式对区域配电网日负荷曲线的影响。结合实际充电站运行数据仿真验证配电网中电动汽车有序充电的主动控制作用。     

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。     

配电网电动汽车协调有序充电调度策略研究

针对在非协调无序充电方式下,电动汽车充电会给配电网带来一些功率损耗和电压偏移、增大负荷峰谷差等问题,构建了一种协调性有序充电调度策略。首先分析了电动汽车充电方式对配电网的影响,揭示了配电网中协调有序充电的必要性;然后,从安全性和经济性两方面出发,同时以最小化配电网功率损耗和减小电网等效负荷峰谷差为目标,建立了各个节点上电动汽车的最优充电调度策略。最后,采用遗传算法进行仿真求解,验证了该协调性有效充电策略的合理性和有效性。     

考虑谐波的电动汽车充电策略及对配电网电缆载流能力和热寿命的影响

为避免电动汽车充电引起配网电缆过载,合理确定配电网电缆载流量,建立数学模型定量分析了两种充电功率模式在高峰和避峰充电时对配电网电缆温度和热寿命的影响。该模型考虑了电动汽车充电的时间特性和谐波特性,以渗透率和谐波含量为参数构建了电动汽车充电功率和配电网电缆电流的数学方程,基于IEC 60287定量分析了谐波电流含量对电缆交流电阻、钢带屏蔽层磁滞和涡流损耗导致的电缆温升影响,最后基于Arrhenius模型建立了电缆温度和热寿命间的数学关系。该模型选取一典型城市配电网,针对高峰和避峰时间段各采用高功率和低功率共4种充电模式进行了仿真分析,设置居民负荷电流峰值为70%电缆额定电流,结果表明,在30%渗透率下,电动汽车充电行为提升了配网电缆温度26.19℃,若不计谐波影响,温升为20.89℃,电动汽车谐波对电动汽车充电行为引起的配电网电缆温升的贡献为20.17%;夏季高峰高功率模式在30%渗透率下会引起配网电缆过载;低功率避峰充电策略下配电网电缆温度最低,电缆寿命损失最小,用户充电费用最少。     

插电式混合电动汽车充电对配电网的影响

插电式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的快速发展将对配电网产生重要影响。在此背景下,建立了用于分析PHEV充电对配电网影响的充电负荷模型,提出了用于改善PHEV充电对配电网影响的优化充电策略。分析了影响PHEV充电的2个关键随机因素的概率分布,并计及随机因素,建立了充电功率按照充电曲线变化的PHEV充电负荷的概率模型。PHEV采用自由充电方式和负荷低谷充电方式时对配电网有不同程度的影响,为此提出了考虑随机因素,以负荷方差最小化为目标的优化充电策略。以IEEE40节点辐射型配电网系统为例,通过Matlab仿真,分析了采用3种充电方式时,不同数量的PHEV充电对配电网负荷曲线、网络线损及节点电压偏移的影响。结果表明,采用优化充电方式减小了网络线损和节点电压偏移,有效改善了PHEV充电对配电网的影响。     

谐波电流对低压配电网的影响分析

在理论上分析了谐波电流对中性线和变压器的影响。利用数字式示波表FlukeView190C对低压民用负荷和办公楼配电系统的谐波状况进行了实测,实测数据基本代表了非线性负荷和低压电网的谐波现状。根据实测数据,对谐波电流引起的各种问题及其对配电网的影响进行分析研究,发现三相四线制建筑配网普遍存在三相不平衡,谐波电流放大,中性线电流过大、网损增加,变压器出力下降等问题。最后简单的提出了一些解决上述问题的对策。     

谐波电流对低压配电网的影响分析

在理论上分析了谐波电流对中性线和变压器的影响.利用数字式示波表FlukeView190C对低压民用负荷和办公楼配电系统的谐波状况进行了实测,实测数据基本代表了非线性负荷和低压电网的谐波现状.根据实测数据,对谐波电流引起的各种问题及其对配电网的影响进行分析研究,发现三相四线制建筑配网普遍存在三相不平衡,谐波电流放大,中性线电流过大,网损增加,变压器出力下降等问题.最后简单的提出了一些解决上述问题的对策.     

电动汽车接入充放电对配电网继电保护的影响

随着电动汽车的逐渐普及,具有可移动储能性质的电动汽车将大量接入配电网进行充放电。这影响了配电网原有的电源、负荷以及网络结构,改变了配电网的潮流水平及方向,势必给配电网的继电保护造成了极大的影响。除此之外汽车在时间与空间上还具有很强的充放电随机性,这会给配电网的继电保护配置及整定造成困难。对此,文中基于电动汽车放电时的分布式电源特性与充电时的随机负荷特性,对电动汽车接入配电网充放电时的故障特征进行梳理与总结,分析了电动汽车对配电网中电流保护、距离保护及重合闸受到的具体影响。最后,并以此为基础,探讨了大量电动汽车渗透下配电网的继电保护研究方向,为配电网保护的后续研究提供参考。     

城市配电网下的电动汽车有序充电策略研究

按照当前城市供电能力,电动汽车的充电负荷增加将会使电网负荷承担进一步加重,如果不合理安排其充电,大量的充电负荷集中在负荷峰值期充电,将会使电网峰谷差增大、网损增加、电网利用率降低。在考虑电动汽车种类以及用户充电场所后,根据电动汽车的百公里耗电量、充电时长和特性、用户行为等,在电网负荷谷时段,建立用户充电费用最少为目标的有序充电策略,最后利用粒子群算法求解,通过算例比较有序充电和无序充电的充电费用和峰谷差,验证了该方法的有效性。     

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。     

电动汽车充电负荷时空分布及其对配电网的影响

电动汽车充电负荷因受诸多因素影响而充满随机性与复杂性,随着电动汽车的规模化应用,势必会给配电网带来一系列问题,这也成为目前国内外学者和相关科研机构的研究热点。基于电动汽车充电运行数据,选取充电起始时间和充电持续时间作为影响充电负荷时间分布的关键因素,结合用户充电行为的不确定性分析,建立电动汽车充电负荷的时间分布模型。以此为根据,对充电负荷区域进行划分,建立电动汽车充电负荷的时空分布模型。通过算例分析,研究电动汽车充电负荷对配电网运行中的电压质量、网络损耗及日负荷曲线的影响。     

不同类型的电动汽车充电站的谐波分析

以电动汽车充电机为研究对象,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立模型对其进行仿真,对其产生的谐波电流进行分析并利用LC无源滤波器进行滤波。分析总结出大型电动汽车快速充电站适合选用双三相桥12脉波整流装置的充电机,小型充电站适合选用三相桥式不控整流装置的充电机。     

电动汽车充电站实测谐波电流问题分析

根据电动汽车充电站的谐波实测数据统计分析,发现实测电流中存在3次谐波,这与理论分析的结果不符,利用计算机仿真技术Matlab在充电机上与实测相结合,证实是由负荷不对称使中性点偏而移引起的,采用有源消谐装置可抑制电动车充电站的谐波,因谐波总量很小,所造成的影响十分有限。     

电动汽车充放电对配电网规划的影响

随着电动汽车数目的迅速增长,大量电动汽车的充放电行为会对配电网的规划带来较大的影响。合理利用电动汽车的充放电行为,使其服务配电网的统筹规划将是未来研究的重点。电动汽车的类型、数量、充电模式以及政府关于电动汽车的相关政策会使电动汽车对配电网的影响发生变化,为此首先介绍了以上影响因素,在此基础上分析了电动汽车充放电对配电网运行的影响及其合理利用,最后提出了电动汽车充电设施规划和适应电动汽车接入的配电网规划方面的建议。