基于谐波解析的电动汽车充电对配电变压器影响概率评估方法

为更加完善地评估电动汽车充电负荷对配电变压器的影响,在分析不同类型电动汽车的充电方式、运行特点的基础上,利用三相整流充电机的谐波耦合导纳矩阵,对电动汽车充电电流谐波进行解析,推导了单台和多台充电机接入电网的电流谐波算法;通过谐波损耗因子量化谐波电流对变压器寿命损失的影响,与多种类型电动汽车充电负荷概率模拟相结合,提出计及电动汽车充电电流谐波的配变顶层油温、热点温度、相对老化率和寿命损失的概率评估方法。根据某电动公交车充电站的配变、本地负荷和充电机数据,分析了不同电动汽车渗透率、充电方式组合下的配变运行特征参数变化规律。结果表明,不合理的不同充电方式的电动汽车比例安排,会对配电变压器的寿命损失造成严重的影响。     

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.     

三相不平衡配网下电动汽车有序充电控制策略

随着我国电动汽车使用率的逐年攀升,高渗透率电动汽车使得城市配电网的三相不平衡率日益升高,造成配网电压波动和网损增大等问题,同时,高三相不平衡率的配网也会对电动汽车电池造成损害。提出了一种三相不平衡配电网下电动汽车有序充电控制策略。首先,通过分析电动汽车充电逆变器的无功支撑能力,建立了三相不平衡配电网下电动汽车无功补偿数学模型。在全面考虑配网运行和用户充电需求下,对电动汽车充电需求进行紧迫度分级,建立了基于理想解法的电动汽车有序充电排序方法。最后,通过某真实三相不平衡配电网的仿真验证,结果表明,该方法既能保证电动汽车的有序充电,同时还可以改善配电网的电压水平、网络损耗以及三相不平衡率等。     

谐波对矿用XLPE电缆容量和稳态温度的影响

大量非线性工业负荷在矿井配电网中的高度渗透使电力谐波对电缆的影响不可忽略,通过分析谐波引发的附加功率损耗,建立了谐波对矿用高压XLPE电缆容量和稳态温度影响的评估方法。定义额定容量降低因子,定量描述谐波引发的额外损耗导致的电缆载流量降低,并修订鉴幅式电流保护动作值。根据单芯电缆温升计算式,给出了兼顾谐波电流的三芯电缆温升解析式,进行稳态温升预测。基于导体损耗的温度正相关性,利用ANSYS有限元仿真软件,建立热电耦合迭代模型来确认理论模型,并对电缆温升和载流能力进行仿真计算。算例表明该研究为谐波环境下电缆的设计、选型、监测和保护提供有效决策依据。     

电动汽车规模化接入配电网的充电优化

将配变台区下的电动汽车看成一个小型"集聚体",提出基于配电网安全运行的充电优化问题模型,该模型以有功网损最小为目标函数,计及节点电压、线路潮流、配变容量、集中式充电功率的动态爬升约束以及充电能量平衡约束,优化慢充模式下"集聚体"的充电功率。分区代理商负责监控所管辖台区下每辆汽车的充电行为。采用原-对偶内点法求解该模型,IEEE 33节点系统、PGE 69系统以及一个实际的119节点配电系统的计算结果表明该算法具有良好的收敛性和优化效果。通过动态平衡充电负荷,有效降低了系统网损,平抑了负荷波动,改善了末端电压水平,且避免了随机充电在某些时段可能造成的短时电压质量下降、馈线重载及配变过载等问题,提高了配电网运行的经济性和安全性。     

规模化电动汽车充电对配电网电缆老化的影响

电动汽车规模化且带有随机特性的充电行为将给城市电网运行和维护带来新的挑战。提出了计及充电随机特性的电动汽车充电负荷模型,考虑了电动汽车接入水平、用户出行和充电习惯,在此基础上,研究了规模化电动汽车充电对配电网电缆老化的影响。所提出的电缆老化模型计及了不同季节、不同环境下每一负荷周期内电缆所承受电应力、热应力的随机特性,提高了电缆剩余寿命估算的准确性,解决了规模化电动汽车入网后如何确定电缆寿命所受影响这一技术难题。     

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。     

考虑电动汽车接入的配电系统静态电压稳定裕度研究

针对电动汽车的充电特性,本文以实测充电数据为基础,拟合其五阶高斯充电分布规律,在此基础上研究了多场景下含电动汽车的配网电压稳定裕度,分析采用无序充电和峰谷分时电价调控充电方式时,不同渗透率的电动汽车充电对配电网电压稳定裕度造成不同程度的影响,以及电动汽车以不同比例接入充电站节点时对配网电压稳定裕度的影响,并依据系统电压稳定裕度采用一种可切负荷控制策略,以提高系统应对电压失稳能力。     

一种基于SOC的电动汽车充电过程等效电阻模型

电动汽车大规模接入配电网将对电力系统的运行产生显著影响,电动汽车不同充电阶段的充电负荷不同,建立电动汽车充电过程的准确等值模型将为分析其充电带来的影响提供理论依据。文章研究电动汽车充电,分析充电机基于充电功率的充电过程等效非线性电阻模型,进而建立基于电池荷电状态(state of charge,SOC)的等效数学模型,最后将电动汽车充电负荷接入典型低压配电网中,仿真分析了重载方式下电动汽车充电负荷与配电网感应电机负荷对配电网供电的影响,对比分析了充电过程的功率模型和SOC模型的准确性,验证其建模方法具有计算量小、原始参数易获取的特点。     

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。     

含电动汽车充电负荷的配电网电压波动特性分析

电动汽车因具有清洁高效的优良特性而获得快速发展,配电网中电动汽车集中充电的情况越来越多,但电动汽车充电行为的不确定性会给配电网带来电压波动情况加重的问题.在对电动汽车充电特性分析的基础上,建立了含电动汽车充电负荷的配电网电压波动仿真计算模型,对无序充电和有序充电两种充电模式下,不同充电规模和不同充电位置的配电网电压波动变化情况进行仿真分析,获得了电动汽车不同充电模式下的配电网电压波动规律.研究成果可为电动汽车充电模式的优化及配电网安全稳定水平的提高提供有效的理论参考和技术指导.     

考虑分区域动态电价机制引导的电动汽车充电优化策略

为应对大规模电动汽车无序充电引起的配电网运行损耗增加问题,提出一种分区域动态电价机制引导的电动汽车(electric vehicle,EV)充电优化策略。该动态电价机制是根据不同区域内的负荷特点建立不同的动态电价,从而优化对应区域的EV充电。其中商业区建立计及充电站充电总功率的动态电价模型,居民区和办公区采用计及风光出力的动态电价模型。同时,提出充电效益系数模型以提升在居民区和办公区用户的充电时间满意度。最后,在IEEE33节点系统上进行仿真验证。结果表明,所提出的基于分区域动态电价机制的EV充电优化策略能够在保证车主利益的同时,降低网损、提高配网电压质量、促进风光消纳以及提升配网的经济性。     

规模化电动汽车充电对配电网电压质量的影响及其对策

随着电动汽车的逐渐普及,利用安装在小区停车场、公共停车场、单位停车场等区域内的充电桩进行常规充电将成为电动汽车充电的主流模式,规模化的分布式充电势必对配电网的电压质量产生影响。该文概述了电动汽车充电机类型与充电模式,分析了规模化电动汽车充电引起的配电网电压质量问题,包括谐波污染、电压下降和三相电压不平衡问题。探讨了有序充电控制策略、电动汽车充电与分布式电源协调控制以及V2G模式对改善配电网电压质量的作用,并展望了相关领域的下一步研究工作。     

电动汽车接入对配电变压器使用寿命的影响

大量电动汽车接入配电网充电会对配电变压器的热点温度和使用寿命造成一定的影响,因此结合我国电动汽车发展规划,以中国华东某电动汽车试点城市为研究对象,研究了3种不同的电动汽车充电策略下大量电动汽车充电行为对配电变压器的影响。根据IEC标准,通过MATLAB建立了变压器热点-寿命损失评估模型。提出了基于粒子群算法的智能充电策略,在满足用户充电需求的前提下,使变压器的寿命损失最小。通过仿真试验分析了不同渗透率、环境温度和充电方式下电动汽车充电对配电电压器使用寿命的影响。通过仿真试验的数据结果可知,智能充电策略可以将电动汽车的寿命损失从1.31×103 min降低到1.83×102 min。与传统的电动汽车充电策略相比,所提出的智能充电策略可有效的减少配电变压器的寿命损失,验证了该基于粒子群的寿命损失优化智能充电策略的可行性。     

电动汽车群响应的主动配电网阻塞调度研究

随着主动配电网中电动汽车渗透率的逐渐提高,其无约束或无引导的用电行为不利于配电网的功率平衡控制,甚至会引起网络阻塞。但是,电动汽车群充电在市场模式管控下又具有良好的柔性,鉴于此,该文利用主动配电网中电动汽车灵活的充放电时间转移能力,提出一种计及充放电服务费调整的主动配电网阻塞调度模型。在考虑间歇性分布式电源和电动汽车概率特性的基础上,基于我国电力市场的实际情形,建立充放电服务费调整的运营模式,实现配电系统调度机构与充放电设施运营商之间的双响应调控,引导电动汽车车主制定合理的充放电计划,实现有源配电网阻塞功率调控。算例验证表明,该文的阻塞调度策略可实现降低主动配电网的阻塞效应,有利于提高电网运行的安全性和经济性。     

电动汽车充电需求及充电设施优化配置方法研究

以居民乘用车行驶规律为前提,建立了基于排队理论(Queuing Theory)的电动汽车充电需求计算模型;在此模型基础上,通过分析充电设施与用户需求满足程度之间的关系,以及电动汽车充电对配电网的影响,提出一种居民小区电动汽车充电设施的优化配置方法,分为两步:充电设施数量的确定和充电设施最优连接位置的确定;充电设施数量是通过排队充电模型迭代计算得到;充电设施最优连接位置的是以充电对配电网电压影响最小为目标,以配电网潮流方程、充电功率平衡方程、电压、电流约束等为约束,建立优化模型计算得到。通过采用IEEE-33配电网和某居民小区的行驶规律数据分析计算,验证了所述方法的有效性。     

计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法

由于远离大陆,独立海岛上的微网多运行于孤岛模式,不与配电网发生功率交换,微网内部实现电力供需平衡,同时,电动汽车充电需求的接入给孤岛微网的可靠运行带来了影响。提出了一种计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法。首先,通过模拟用户的出行行为建立了基于出行链理论的电动汽车充电负荷模型,计及风电和储能特性提出了微网运行策略和负荷分块削减策略。其次,考虑电动汽车充电需求,提出了年均充电中断次数、系统平均充电可用性等新型指标,构建了与传统配电网有差异的微网供电可靠性评估体系。最后,对改进的RBTS Bus6馈线F4系统进行了可靠性评估。算例结果表明,微网运行策略和电动汽车充电需求对孤岛微网的供电可靠性影响显著。     

配网中电动汽车调度策略及其经济效益评估

大量电动汽车无序充电会对电网造成巨大的冲击,对其进行合理调度不仅可以减小冲击,还能激发潜在的经济效益。首先具体分析每一项潜在价值,建立配网中电动汽车经济效益评估模型;然后应用粒子群算法,以经济效益最大为目标函数,基于充电需求分类的调度策略,利用电动汽车支持配网高峰用电并充当备用容量,得到每一辆电动汽车各时段的充放电功率。算例结果证明了该模型和调度策略的有效性。     

居民区配电网接纳电动汽车充电能力的统计评估方法

随着电动汽车大规模发展,电动汽车充电负荷将会对配电网的安全与经济运行产生不容忽视的影响。以居民区配电网为研究对象,基于现有居民区负荷的计算方法,考虑单个居民区住户数量分布,结合不同类型居民区用电特性,负荷增长特性,电动汽车驾驶以及充电行为差异,建立了居民区电动汽车数量分布及单个居民区内电动汽车充电功率需求的数学统计模型,提出了居民区接纳电动汽车充电能力的评估方法。算例评估结果表明,随着电动汽车渗透率的增加,居民区配电变压器接纳电动汽车充电能力存在明显差异。所提方法可有效评估各类居民区配电网接纳电动汽车充电的能力,评估结果具有实际指导意义。     

电动汽车充电谐波水平评估及治理方案研究

电动汽车的快速发展势在必行,其接入电网会产生大量谐波,且多位于配网末端,给配网电能质量提出严峻挑战,因此有必要对电动汽车充电设施进行建模仿真,评估其谐波影响水平。本文利用Matlab/Simulink设计了充电机接入电网模型与无源滤波器模型,建立了三相桥式不控整流充电机及无源滤波器的仿真模型,使用快速傅里叶变换进行了滤波前后谐波电流仿真分析。采用无源滤波器后电网侧各次谐波电流显著减少,电流总谐波畸变率和各次谐波电流含有率都有降低。