基于V2G的无功功率补偿技术

无功补偿是改善电能质量、促进电网经济高效运行的最有效措施之一,考虑到智能电网环境下V2G(vehicle to grid)技术应用的可能性,提出了基于V2G的无功功率补偿技术;并针对已有V2G电路的结构特点,结合瞬时无功功率理论和无差拍控制原理,分析了所建模型瞬时无功的检测和补偿控制,最后通过仿真和实验验证了该方案的可行性;结果表明,借助于V2G技术,将电动汽车作为无功功率补偿装置能较好地实现家庭负荷无功就地补偿.     

V2G充放电机的设计及其仿真

随着电动汽车的广泛应用和智能电网的发展,电动汽车与电网互动(Vehicle to Grid,简称V2G)技术变得越来越重要。充放电机作为电网和电动汽车的接口,对于实现两者间的能量双向流动至关重要。研究并设计了基于四象限AC/DC变流器和双向DC/DC变流器的V2G充放电机,用以控制电网与电动汽车蓄电池间的能量流动;AC/DC变流器利用瞬时功率理论和电流模式闭环控制,实现了其与电网之间有功功率和无功功率的解耦控制;DC/DC变流器分别采用基于蓄电池充电电压、充电电流和基于中间直流母线电压的闭环控制,对应实现了蓄电池充电时的多段模式和放电时的功率调节。利用MATLAB/SIMULINK系统全面地仿真了V2G充放电的多种工况,仿真结果表明,该充电机能实现V2G所要求的相应功能,实现能量的双向流动满足用户的需求。     

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。     

基于V2G无功调度的电网无功补偿

电动汽车充电桩设计容量日趋增大,但其本身利用率及其容量利用率低的问题依然存在,使得利用电动汽车V2G技术对电网进行无功补偿成为一种具有应用潜力的利用方式。文章提出了一种应用于电网-运营商分层调度下的V2G无功补偿利用模式,配合有序充电方式利用充电桩剩余容量对电网进行无功-电压补偿;上层由电网端基于全局进行调度计算,下层由充电运营商负责对用户进行协调响应。最后对多种工况进行仿真分析,结果表明:所提补偿模式可以有效提高电网低电压节点电压、减小全天时段电压平均偏差,同时能有效抑制电动汽车充电带来的额外网损。     

电动汽车对配电网的无功补偿方法

电动汽车大量接入电网同一节点充电时容易造成节点无功不足。针对传统无功补偿器存在的问题,以及补偿器建设中造成的额外成本,提出采用电动汽车充电机在充电同时对网侧进行无功功率补偿的方法。在改进型充电机拓扑上,提出了无功电流动态采样法,通过延时与三角函数关系实时对无功电流进行采样。针对交流侧电感难以准确测量会影响控制精度,在常用的无差拍控制法基础上提出了预测型无差拍控制算法。最终简化了无功电流采样过程,同时对交流侧电感测量误差允许值增大,增强了系统鲁棒性。通过仿真与实验验证,该方法能够很好使得电动汽车补偿充电过程中自身及负荷吸收的无功功率,且电网电压电流正弦性良好。     

V2G技术在微电网中控制的研究与仿真

针对微电网中V2G技术的运用,设计了微电网中电动汽车充电桩的策略,充电桩双向导通时变换器采用外环电压内环电流的双环控制,换流器采用下垂控制,对有功功率有着移峰填谷的作用,同时可以作为动态无功补偿装置稳定微电网的电压。充电桩单向导通给电动汽车充电时,换流器采用恒直流电压无功功率控制,稳定直流母线电压。变换器采用恒压,恒流,恒功率三种控制方式,满足电动汽车充电需求。仿真验证了本文充电桩策略的可行性。     

考虑柔性资源灵活支撑的电网有功/无功优化调度

电气化交通是交通电力耦合的重要场景,大规模电动汽车接入对于电力系统的有功/无功调度具有重要影响。提出了一种考虑电动汽车有序充电无功支撑的配电网有功/无功优化方法。首先,基于电动汽车充电特性,建立电动汽车有序充电功率控制模型,实现电动汽车并网接入的有序充电控制;其次,构建结合用户侧和电网侧因素的电动汽车有序充电无功支撑双层优化模型,实现电动汽车与电网间的有功/无功功率交互;最后,通过仿真验证所提方法的合理性和可靠性。通过控制电动汽车有序充电的功率因素,能够大幅降低用户侧充电支出,同时还能有效改善电网负荷波动和降低网络损耗,为解决电动汽车大规模接入电网问题提供新思路。     

运用空闲电池减小电动汽车快速充电对配网的影响

随着V2G(Vehicle-to-grid)的成熟,研究电动汽车大规模快速充电对配网的影响机理,利用V2G技术,将空闲电动汽车电池作为储能缓冲系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率,来减小电动汽车快速充电对配电网的影响,通过变流器的控制,实现对配网主线的电压等级、频率波动的有效控制。通过Matlab/Simulink的仿真对提出的控制方案进行验证。     

基于锁相放大器原理的基波无功检测方法研究

无功补偿控制系统需要快速、准确地检测出系统基波无功功率以及功率因数等参数,用以控制无功补偿设备输出系统所需的基波无功功率。针对现有检测方法受电网以及无功补偿设备本身产生的谐波影响而造成计算结果准确度降低、计算速度慢等问题,基于锁相放大器原理,提出一种适用于无功控制系统的快速、准确的基波无功功率以及功率因数检测方法;在Matlab上进行了仿真分析,对比了含有多种谐波时,不同信噪比下各参数的最大误差,并搭建了实验平台,以Fluke-435-II电能质量分析仪验证该方法的准确性;经仿真和实验表明,该方法可以在含有谐波时准确、快速地检测出系统的基波无功功率及功率因数,为无功补偿系统的无功检测提供了理论依据和实用方法。     

考虑用户充电计划的电动汽车辅助调频控制策略

电动汽车(electric vehicle,EV)可作为储能装置参与电网调频,但车网互动(vehicle-to-grid,V2G)过程的低惯性、低阻尼会影响电网稳定性,且目前的EV辅助调频策略无法保证按时完成用户的充电计划。因此,文中将虚拟同步机技术应用于EV的充放电控制中,使充电机具有与同步发电机类似的惯性、阻尼特性。然后,基于T-S模糊控制器,提出一种考虑用户充电计划的EV辅助调频控制算法,EV的充/放电功率由其充电状态和电网频率共同决定。仿真结果表明,所提控制策略能够在不同的充电计划、EV荷电状态和电网频率条件下,智能调节电网与EV之间的功率流动。在满足用户充电需求的同时,该策略能有效提高电网的频率稳定性,规避电池过充、过放风险。     

电动汽车与智能电网从V2G到B2G的全新结合模式

有关电动汽车的多数研究中,均将电动汽车与其动力电池一体化看待,因此将电动汽车的移动、分散和分布式决策等属性等同于电池的属性,因而诞生了V2G的概念及其诸多的复杂问题。通过将电动汽车与动力电池进行资产关系解耦,进而实现电动汽车动力服务与电池向电网充放电的时间地点的双重解耦,使建设大型集中储能充电站成为可能。在此基础上,V2G的概念被扩展为B2G,从而揭示了电池与电网交互能量的本质。论述了从V2G向B2G发展的必要性和先进性,同时也探讨了实现B2G所面临的运营、管理和技术等方面的挑战及其可能的解决方法,展示了发展B2G技术对于智能电网的美好前景。     

电动汽车V2G接入电网对电网负荷的影响分析

随着电动汽车的大规模普及以及智能电网的应用,未来将会有大量电动汽车通过V2G （vehi-cle-to-grid）接入电网,电动汽车充电将会给电网负荷带来巨大的挑战。分析了电动汽车V2G接入电网的影响因素,建立了基于蒙特卡洛模拟的电动汽车充电负荷计算方法。通过分别建立随机充电和V2G充电2个模型,对比在不同的电动汽车渗透率下的电网充电负荷,得出V2G可控充电对于平衡电网高峰负荷以及利用低谷电力有着积极作用的结论。     

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...     

基于时空耦合关联分析的电动汽车集群可调度能力评估

随着电动汽车与电网互动 (vehicle-to-grid,V2G)技术的日趋成熟,电动汽车集群参与电网调度成为研究热点。V2G技术可有效实现削峰填谷,辅助电网经济安全运行。然而电动汽车与电网的交互行为受用户行为习惯、汽车类型等影响,具有时空双重不确定性,其可调度能力难以准确评估。文章考虑电动汽车不确定性的时空耦合关系,提出电动汽车集群的V2G可调度能力评估方法。结合随机出行链,基于高斯混合模型建立包含时空信息的充电站负荷概率模型和站内电动汽车荷电状态概率模型并获得条件概率分布。提出电动汽车集群的电压调节能力指标,基于概率潮流评估不同时段电动汽车集群可调度能力。仿真结果表明,通过在电动汽车集群可调度能力评估中充分考虑时空耦合关联关系可有效提升评估结果的准确性。     

基于V2G技术的城市电网供电恢复策略

随着电动汽车的大量推广,城市电网中的电动汽车总容量逐渐增加,基于电动汽车入网(V2G)技术,考虑电动汽车的放电能力,将其作为辅助电源配合应急供电车可快速恢复失电负荷,在有效降低失电损失的同时,具有灵活性好、能降低应急储能和应急供电车等传统应急能源的配置成本等优点。建立了电动汽车的放电模型,以此评估可供调配电动汽车电池的电源水平;将失电负荷的重要度、容量等因素作为有限电源分配的依据,以最小化负荷失电损失为目标,结合遗传算法和改进鲸鱼算法进行求解,提出了基于V2G技术的供电恢复优化策略。算例仿真结果验证了所提方法的可行性和优越性,可为未来电动汽车大规模接入后城市电网的供电恢复策略研究提供新的思路。     

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。     

Real-time vehicle-to-grid control forfrequency regulation with high frequencyregulating signal

The large-scale popularization of electric vehicles (EVs) brings the potential for grid frequency regulation. Considering the characteristics of fast response and adjustment of EVs, two control strategies of automatic generation control (AGC) with EVs are proposed responding to two high frequency regulating signals extracted from area control error (ACE) and area regulation requirement (ARR) by a digital filter, respectively. In order to dispatch regulation task to EVs, the capacity of regulation is calculated based on maximum V2G power and the present V2G power of EVs. Finally, simulations based on a two-area interconnected power system show that the proposed approaches can significantly suppress frequency deviation and reduce the active power output of traditional generation units.     

考虑电动汽车入网辅助服务的配电网日前调度策略

为避免大量电动汽车(EV)无序充电对电网安全、经济运行的影响,提出了基于电动汽车入网(V2G)辅助服务的配电网日前调度方法。首先,基于智能电网和物联网的历史及实时信息建立EV充放电模型,并进行EV辅助服务参与者的筛选和分类。其次,建立了考虑V2G辅助服务的2层配电网最优经济调度模型。上层模型以网损成本、EV用户成本和系统总负荷均方差最小为目标,优化充电站的充放电功率和电压调节设备的工作状态;下层模型以EV的充放电状态转换次数最少和充电站功率与上层优化结果偏差最小为目标,计算每辆参与辅助服务EV的充放电功率。最后,算例系统仿真验证了所提方法的有效性。