配电网电压质量与电动汽车充电相互影响研究

电动汽车充电行为具有随机性和不确定性,大规模充电负荷接入配电网会引起电压质量问题,与此同时,配电网电压质量也会影响电动汽车充电的正常进行,其中,电压暂降对电动汽车充电的影响尚未引起关注。因此,研究电动汽车充电可能引起的电压质量问题以及电压暂降对电动汽车充电的影响具有重要的理论和实际作用。本文首先建立了电动汽车充电负荷模型。归纳了影响电动汽车充电负荷建模的因素,包括电动汽车数量及类型、电池充放电特性和充电模式等。基于对主要类型电动汽车用户行驶习惯的统计数据,研究了各自对应的充电模式与充电时间,建立了不同类型电动汽车充电负荷模型,运用蒙特卡洛法计算了电动汽车的充电负荷。针对充电负荷建模假设每日一充以及各日充电负荷一致的不合理性,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。其次,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、电压不平衡和变压器负载率的影响情况。仿真过程中设计了不同的场景,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,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等因素,同时分析了有序充电在改善电压质量方面的重要性。最后,研究了电压暂降对不同类型电动汽车充电机的影响。总结了充电机类型和电压暂降的详细分类,分析了电压暂降对充电机影响的机理,应用PSCAD软件分别搭建了单相车载充电机、三相六脉冲充电机、十二脉冲充电机以及PWM充电机的仿真模型,分析了暂降幅值、持续时间等特征量对不同类型充电机的影响程度,以及母线与充电机之间变压器类型及充电机功率对充电机应对电压暂降能力的影响,并对影响程度进行了评估。仿真结果表明,电压暂降对充电机的影响不仅与电压暂降的强度和类型有关,也与充电机的工作状态有关。

电动汽车; 负荷建模; 电压质量; 电压暂降; 充电机;

徐永海;

TM711

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