电动汽车充电站及谐波治理仿真研究

由于非线性元件的存在,电动汽车充电过程会产生大量谐波电流。利用SIMULINK软件搭建电动汽车充电站仿真模型,通过研究电网侧电压电流的特点,发现在电动汽车充电过程中产生的5次、7次等谐波电流含量比较大,容易超过限值;并且以15台充电机同时工作情况为例,通过添加5次、7次单调谐无源滤波器和一个高通滤波器对谐波电流进行治理,取得良好的效果。     

电动汽车充放电模式对电网日负荷的影响

根据传统汽车的行驶特性,分析各类电动汽车充电行为的影响因素,考虑在3种充放电模式下电动汽车的充放电方式、电池特性、充放电时间及充电成本等因素,建立基于蒙特卡罗模拟法的规模化电动汽车在不同充放电模式下的日负荷模型. 分析结果表明,电动汽车无序充电会导致电网峰谷差率增加,单向有序充电则可在一定程度上实现“填谷”目标,而双向有序充放电模式下的电动汽车负荷可以更好地平抑电网负荷波动,缓解电力紧张,并给用户带来一定的经济收益.     

规模化电动汽车充电特性对小区级配电网可靠性的影响分析

电动汽车规模化接入配电网已经成为一种趋势,电动汽车的车载充电技术也获得广泛应用。本文分析了含车载充电的电动汽车在高渗透率接入条件下,对小区级配电网可靠性的影响。首先,根据电动汽车车载充电机主要技术参数和小区级配电网的构成,在PSCAD环境下构建车载充电机及小区级配电网的模型;其次,按照电动汽车的充电时间分布,分析电动汽车无序充电和有序充电2种充电模式下小区级配电网负荷的变化情况,得出有序充电能较好地达到小区配电网负荷削峰填谷的目的;最后,采用IEEE RBTS-BUS6测试系统分别对电动汽车负荷的接入点、充电模式、渗透率进行可靠性指标量化评估。结果表明,线路过载是电动汽车规模化接入系统的主要限制因素,增加接入点的容量和采用有序充电模式可有效提高小区级配电网的可靠性。     

电动汽车交流充电桩对供电系统谐波的影响

在电动汽车快速发展的形势下,电动汽车的大量接入会直接影响到电网的电能质量。针对此方面的影响,先介绍了两种充电机的工作原理,然后利用PSCAD仿真软件对六脉波整流充电机和PWM整流充电机的模型进行搭建,根据模拟结果,分析比较两种充电机的各次谐波含有率、电流的变化趋势以及功率因数,进而得出哪种交流充电桩对供电系统谐波的影响相对较小,同时还能增加电网的功率因数。仿真结果表明,PWM整流充电机能够产生更小的谐波电流,并且能使电网的功率因数达到最大,可以更好地抑制谐波,进而提高电网运行的经济性。因此,该研究对提高供电系统的电能质量具有重要的实际意义。     

电动汽车充电企业合作型运营模式研究

针对其他企业与电网公司共同经营电动汽车充放电业务的合作型运营模式,本文以企业利润最大化为目标,构建了双方在合作模式下的最大利润模型。采用多目标粒子群算法对该模型进行优化,从而获得双方利润最大化的最优解,并以某地区电动汽车参与放电为例,计算分析电网型电动汽车充电企业和非电网型电动汽车充电企业的利润。研究结果表明,与单纯电网公司经营电动汽车充放电业务相比,采用合作模式后,电网型企业的利润减少而普通电动汽车用户的利润增加,非电网型电动汽车充电企业也获得相应利润。说明合作型电动汽车充电企业运营模式会使利益分配更加合理。该研究具有一定的实际价值。     

分时电价下含电动汽车的微电网群双层多目标优化调度

为解决大规模电动汽车无序充电导致电网出现“峰上加峰”现象,依据电动汽车充电地点的不同将配电网划分为居民区、办公区、商业区微电网,提出基于峰谷差、分时电价、用户充电满意度多目标下的电动汽车充电模式,建立了微电网内运营商峰谷差最小—用户充电费用最少和充电满意度最大的双盈多目标优化调度模型,采用上海市实际居民办公商业混合体,基于MATLAB/NSGA-Ⅱ算法求解负荷整形度;采取粒子群优化算法求解电动汽车车主达到充电最优满意度;实现对电动汽车充电时刻和充电功率的引导。实际算例仿真结果表明,该方法能有效降低配电网负荷峰谷差,提高电动汽车充电效率,满足用户充电需求。     

基于MDP及激励需求响应的电动汽车有序充电控制

电动汽车充电行为的不确定性及随机性使充电负荷短时间内大量接入电网从而导致较大的负荷波动,同时,电动汽车的无序充电行为,不能在分时电价的条件下保证充电用户的利益.为缓解这些问题带来的负面影响,首先,基于强化学习中马尔科夫决策过程(MDP)分析电动汽车的充电行为;然后,构造激励函数引导电动汽车根据电网供电裕度进行充电选择,得出同时满足负荷波动最小和用户花费最小的有序充电策略;最后,通过蒙特卡洛方法模拟电动汽车充电情况.有序充电仿真结果表明,该策略能有效地改善负荷叠加曲线,起到削峰填谷作用,并减少用户充电花费.     

基于MDP及激励需求响应的电动汽车有序充电控制

电动汽车充电行为的不确定性及随机性使充电负荷短时间内大量接入电网从而导致较大的负荷波动,同时,电动汽车的无序充电行为,不能在分时电价的条件下保证充电用户的利益.为缓解这些问题带来的负面影响,首先,基于强化学习中马尔科夫决策过程(MDP)分析电动汽车的充电行为;然后,构造激励函数引导电动汽车根据电网供电裕度进行充电选择,得出同时满足负荷波动最小和用户花费最小的有序充电策略;最后,通过蒙特卡洛方法模拟电动汽车充电情况.有序充电仿真结果表明,该策略能有效地改善负荷叠加曲线,起到削峰填谷作用,并减少用户充电花费.     

考虑出行温度影响的电动汽车充电功率需求分析

出行温度会通过多方面的干扰直接影响到电动汽车的具体能耗情况,从而导致在不同温度下其充电功率需求的差异.依据统计学原理,在大量样本支撑下,采用最小二乘法获取电动汽车单位公里电耗与出行温度的具体联系,提出一种计及出行温度的电动汽车充电功率计算模型.以北京市某小区配电网为例,采用蒙特卡洛法模拟不同季节(温度)下电动汽车充电负荷的具体差异,分析不同季节下电动汽车负荷对区域电网产生的不同影响,为将来电动汽车充电行为的有序控制提供一种新的分季节调度思路.     

电动汽车随机充电对配电网影响的研究

电动汽车用户充电行为具有不确定性,大量充电负荷随机接入电网将造成较大的充电需求,给配电网设备运行带来挑战。为研究电动汽车随机充电对配电网的影响,分析家用汽车一天出行行程链结构,采用蒙特卡洛方法抽取每段行程的行驶里程,以当前剩余电量是否满足后续行程要求判断一天充电频次,采用泊松分布分析车辆抵达充电场所的充电起始时间,搭建电动汽车充电负荷模型。仿真结果表明,建立的电动汽车充电负荷模型能较好地反映电动汽车不同渗透率的接入对配电网造成的负荷冲击、电压偏移和网络损耗的影响,缓解电动汽车无序充电造成"峰上加峰"的现象,为电动汽车充电的有序调控和管理打下基础。     

基于动态预测和形态学滤波的电压暂降检测研究

为满足动态电压恢复器(DVR)对电压暂降特征量实时性和准确性的检测需求,基于采用求导法的αβ-dq变换,研究电压暂降特征量检测原理,采用不同离散序列对该求导方法进行优劣探讨。在此基础上,通过分析改进差分求导法,提出一种针对单相电压暂降特征量的新型求导检测方法,结合待检测信号的动态预测与差分求导法,可有效避免原求导法中产生的"毛刺"现象。该方法选用短延时的形态学滤波器对直流分量进行提取,从而消除可能伴随的谐波以及脉冲噪声在发生电压暂降过程中对检测结果的影响,同时避免常规滤波器的较长时延。仿真结果表明,改进后的检测方法可在短时间内获得电压暂降特征量的准确改变情况,满足DVR对电压暂降特征量检测的要求。     

考虑动作误差的低励限制与失磁保护定值配合方法研究

关于低励限制与失磁保护定值匹配的研究多聚焦于将其转换到同一功率平面或阻抗平面进行校核的方法,鲜有文献考虑实际装置动作特性对定值匹配结果的影响。该文从理论上详细分析各参数变化对失磁保护和低励限制的影响,提出基于装置动作误差的低励限制与失磁保护定值匹配校核原则,并论述定值失配时的定值调整方法,为当前各发电厂开展低励限制与失磁保护定值校核及整定提供了有效指导原则。     

基于多模型的超临界机组过热汽温改进模糊控制

火电厂超临界机组结构复杂,过热汽温对象具有大迟延、时变、非线性等特性,常规PID控制难以取得满意的控制效果。在结合常规模糊自整定PID控制器和基于控制历史的模糊控制器的基础上,引入分散推理思想,提出一种基于多模型的过热汽温改进模糊控制方案,设计基于分散推理结构的改进模糊主控制器。在控制过程中,基于不同的工况点设计的控制器可根据系统运行工况的变化进行切换。仿真结果表明,该方案的控制性能明显优于常规PID控制,具有良好的动态调节品质,对工况变化具有较好的适应性。     

模块化多电平换流器电容电压优化均衡法研究

在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先,对引入的归并排序算法均衡工作机理展开了简要叙述,在此基础上,针对算法单次排序比较次数高对算法进行优化处理,进而减少了单次排序运算过程中算法所需的比较次数;并立足于简化后的归并排序算法,引入子模块之间的最大电压偏差比例值,实现降低排序频率与开关损耗,从而形成了具有优越性能的改进归并排序均压控制方法。最后,运用 Matlab/Simulink仿真平台搭建了模块化多电平换流器的直流侧电容电压均压控制模型验证所提改进归并排序均压方法的可行性与有效性。     

交流电机绕组磁势动画演示研究及其编程

针对交流绕组磁势这一电机学的重要内容,通过编程开发,在理论分析基础上,以"波形"与"相量"等为表述方式对磁势的变化情况进行动画演示,形象的体现磁势"脉振"与"旋转"、"圆形"与"椭圆形"等诸多特点。有利于加深对电机学"磁势"概念的理解,同时亦丰富了电机学中关于磁势的分析与表达方式。     

基于雷击故障辨识的110 kV输电线路故障巡线策略

雷击是造成输电线路故障的最主要因素之一,为了减轻频繁雷击故障带来的繁重巡检任务,该文提出一种基于雷击故障辨识的巡线策略。首先,测试常用类型绝缘子受雷击冲击后的耐压特性,发现雷击后绝缘子具有无明显下降的绝缘性能特征,为巡线策略的可行性提供试验基础;然后,基于故障行波时域和频域的波形特征,研究线路雷击故障类型的辨识方法;最后,结合试验和理论研究验证该文所提方法的可行性。在湖南某110kV输电线路故障后,利用该文所述方法确定该线路为瞬时性雷击故障,无需巡线,有效降低了巡线成本。该文所提巡线策略可在保证供电可靠性的同时,有效减少巡检工作量,为输电线路运维工作提供基础数据和方法指导。     

尼龙在液氮中的冲击沿面闪络特性

从超导装置绝缘的故障类型来看,沿面放电是影响其正常运行的重要因素。由于液氮环境的低温特性,需重新选择适用于液氮的绝缘材料,并研究其沿面放电特性。前期研究已经验证了尼龙材料在经过处理后可以作为液氮中的外绝缘材料使用,该文对尼龙材料在液氮中的沿面闪络特性进行实验研究。通过对同一表面进行多次闪络实验,证明尼龙具有良好的沿面闪络电压重复性。通过对不同间距下,液氮中尼龙棒和挤出成型的聚四氟乙烯棒沿面闪络电压测量,得到服从 Weibull分布0。1%放电概率的首次冲击闪络和爬电距离的关系,为高温超导装置的外绝缘设计提供有力的参考价值。     

适用于同塔四回输电线路的保护性能评估系统

输电线路同塔四回线路架设日益普遍,线间复杂的电磁耦合关系给继电保护整定计算与电网安全运行带来了新的挑战。在此背景下,设计一种同塔四回输电线路保护性能评估系统,系统主体结构涵盖当前同塔四回输电线路的所有架设形式,并能灵活可调以适应实际线路结构。输入线路结构参数、接入电网信息等数据后,评估系统自动进行故障扫描,根据各种故障情形下保护的动作情况进行加权计算,获得对应的保护性能评估值,给出最恶劣情况下保护系统的安全性评估结果,并进一步对保护整定的合理性、新型保护原理或对策的实用性、系统运行及线路检修方式的安全性等进行合理评估。     

基于结构相似性算法的单芯电缆局放定位

有效监测和定位局部放电对XLPE电缆的可靠运行有着十分重要的意义。对此提出一种基于结构相似性算法(SSIM)的局部放电源定位技术。通过分析单芯XLPE电缆的结构,结合局部放电脉冲信号在电缆中传播的基本规律,推导单个局部放电信号到达相邻两电缆接头或接头与终端之间的关系。依此应用SSIM算法比对从电缆接头或终端采集的脉冲电流信号的相似度,实现对局部放电源的精确定位。该文建立一套35kV试验研究平台,通过高压试验验证该方法的可行性,定位误差在1m范围内,且对靠近电缆接头或终端的局部放电源有较好的定位效果。     

考虑负荷时变性的配电网故障抢修恢复策略

针对未考虑负荷时变性求取的配电网故障抢修和恢复策略不准确的问题,该文在考虑负荷时变性和故障抢修恢复持续时间较长的基础上,对配电网多故障抢修顺序和故障恢复后网架重构优化问题进行研究。在故障抢修恢复阶段,以故障抢修完恢复负荷价值最大为目标;在故障恢复后网架重构阶段,以电压偏移量和网络损耗加权和最小为目标,采用二进制粒子群算法来求解模型。通过抢修与恢复的交替、协同,循环往复求解,得到故障抢修顺序和对应恢复策略。以改进的IEEE69节点配电网系统进行仿真分析,结果表明:配电网故障抢修恢复应结合故障发生后负荷实际需要求解目标值,进而确定抢修顺序;抢修故障恢复后,利用故障抢修完所处时段的负荷值来网络重构优化,更符合实际、更准确。