电动汽车接入对配电系统静态电压稳定裕度的影响研究

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新能源电动汽车接入对配电网影响及应对策略

新能源电动汽车接入对配电网影响及应对策略

新能源电动汽车接入对配电网影响及应对策略摘要:本文分析智能配电网的特征及智能配电网关键技术,提出智能配电网背景下的电动汽车有序充电策略,并以某地区配电网实际案例分析了智能配电网对于电动汽车有序充电策略有利于减小配网有功损耗。

关键词:智能配电网;电动汽车;有序充电;负荷预测引言新能源汽车目前以电动汽车类型为主,预计到2030年电动汽车将以1∶1的比例大规模地接入电网,这种无序性充电行为将会对电网网架规划带来一系列不可预知的威胁,如充电机负荷的接纳能力、电网安全风险等。

对于突然性的大规模集中充电,也会对配电网供电质量造成很强波动,甚至是短时间内无法满足负荷需求。

大量新能源电动汽车充电系统直接接入配电网,将影响配网供电设备的利用率、配网损耗、配网供电质量、配网静态安全以及暂动态稳定等。

智能配电网作为智能电网的重要组成部分和关键环节,目前正在世界范围内快速发展和建设。

1 智能配电网背景下的电动汽车有序充电1.1 智能配电网的基本概念智能配电网系统是聚集通信技术、现代电子技术、计算机技术及网络技术,通过整合配电网中的所有数据信息,来实现配电网在正常运行和非正常运行状态下的监测、控制、保护、优化、自愈及智能化管理,促进分布式电源的大规模接入和消纳,支持配网与用户之间的互动,以便保证提供用户更加安全可靠、优质、经济、清洁的电能。

1.2 智能配电网的特征与传统配电网相比,SDG 的主要特性体现在:支持大量分布式电源的接入;支持与用户互动,创新用户服务的着眼点在配电网;具有更高的安全性,能够很好地抵御非自然损坏与自然灾害的破坏,避免出现大面积停电;具有更高的安全性、可靠度,供电可靠率达到 99.99%,重点区域达 99.9999%。

尽可能地减少短时供电中断;支持DER 的大量接入,解决新能源发电并网问题、支持分布式电源大量接入,允许的可再生能源发电、分布式电源渗透率大于 50%;互动性较高。

支持能量互动,用电信息互动。

电动汽车充电对电网电能质量影响研究

电动汽车充电对电网电能质量影响研究

电动汽车充电对电网电能质量影响研究1. 电网负荷增加随着电动汽车数量的增加,对电网的负荷也会随之增加。

特别是在高峰期,电动汽车的充电需求将会进一步增加电网的负荷。

如果电网的承受能力有限,就会导致电网负荷过大,影响电能供应的稳定性和可靠性。

2. 电能质量下降在电动汽车大量充电的情况下,电网的电能质量也会下降。

由于电动汽车充电需要大量的电能,会导致电网电压波动和频率波动加大,造成电网电能质量下降。

这对电网运行和电力设备的安全稳定将产生一定的影响。

3. 充电设备需求增加随着电动汽车充电需求的增加,充电设备的需求也会逐渐增加。

在一些地区,电动汽车充电站的建设可能需要进行大规模的改造和升级,这将带来一定的投资成本和运营压力。

1. 提高电网承载能力为了满足电动汽车充电需求,电网需要提高自身的承载能力。

可以通过升级变电站、改造配电线路、改进电能调度等方式来提高电网的承载能力,以应对电动汽车充电对电网的影响。

2. 优化充电策略在电动汽车充电需求高峰期,可以通过优化充电策略来降低对电网的影响。

引导电动汽车用户在低峰期充电、采用分时计费等方式来平衡充电需求,减少对电网的影响。

3. 发展智能充电技术智能充电技术可以根据电网负荷状况和用户需求进行动态调控,最大程度地降低充电过程对电网的影响。

通过智能充电技术,可以实现对充电功率、充电时间等进行精准控制,提高电网的运行稳定性。

4. 推广分布式能源分布式能源如太阳能、风能等可以为电动汽车充电提供清洁能源,减少对传统电网的依赖,降低对电网的影响。

通过推广分布式能源,可以有效减轻电网负荷压力,提高电能质量。

5. 加强法律法规建设政府和相关部门应加强对电动汽车充电的管理和监督,制定和完善相关的法律法规,明确充电设施的建设标准和规范,规范充电策略,维护电网电能质量和稳定运行。

在未来的发展中,电动汽车充电对电网电能质量的影响将愈发凸显。

为了确保电网的安全稳定运行,需要全社会各方面的共同努力,加强对电动汽车充电的管理和监督,推动技术创新和产业发展,实现清洁能源的可持续利用,并最大限度地减轻充电对电网的影响。

电动汽车充电对住宅小区配电网的影响研究

电动汽车充电对住宅小区配电网的影响研究

电动汽车充电对住宅小区配电网的影响研究摘要:伴随着电动汽车数量的不断攀升,包括电动汽车智能化充放电的管理及电力的合理调度控制等在内的电网调整问题逐渐浮出水面,大规模电动汽车充电将对现有配电网带来明显影响,若不对充电负荷采取干预措施,势必增加发电及输配电基础设施投资。

在配电网方面,电动汽车充电将带来加速变压器损耗、提高线损、引发配电网线路拥堵等问题,导致系统可靠性下降。

本文主要分析了电动汽车充电对住宅小区配电网的影响以及解决措施。

关键字:电动汽车充电;配电网;影响1电动汽车充电设备简介目前新能源汽车主要有替代燃料车、纯电动汽车、燃料电池、油电混合动力汽车四种。

电动汽车在环保、清洁、节能、维护成本较低等方面有明显优势,成为了当代汽车的主要发展方向,是最有潜力的交通工具。

电动汽车能源供给装置对于电动车产业而言是不可缺少的重要设备,主要包括直流充电器和交流充电桩两种形式。

直流充电器功率大,充电时间段,体积较大,主要用于大型充电站内。

交流充电桩一般功率较小,充电时间较长,体积小,占地少。

电动车充电模式主要有三种:常规充电、电动汽车充电和更换电池组。

常规充电一般需要6小时以上,通常在下班之后的夜间进行。

电动汽车充电采用大电流,可在车辆运行驾驶员休息期间进行,但瞬间负荷大,对配电网运行形成较大冲击。

2 电动汽车充电对住宅小区配电网的影响2.1充电桩接入对配电变压器影响当接入配电变压器的其他负荷占变压器容量的30~40%时:容量小于500千伏安的配电变压器容量裕度有限,强制接入充电机容易造成配电变压器满载或过载运行,降低变压器运行的经济性;容量大于800千伏安的配电变压器具有较强接纳能力,允许接入一定数量的充电机,每台配电变压器可接入充电机台数在1~5台之间,远小于同等条件下常规充电机接入数量。

2.2电动汽车充电对配电线路的影响电动汽车充电桩接入低压线路的导线截面要求在120mm2以上,在现有导线截面的配置条件下,充电机应以“干线接入为主,支线接入为辅,进户线不接入”的原则接入。

210975402_高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估

210975402_高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估

第51卷第5期电力系统保护与控制Vol.51 No.5 2023年3月1日Power System Protection and Control Mar. 1, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.220677高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估齐金山1,姚良忠1,廖思阳1,刘运鑫1,蒲天骄2,李 健2,王新迎2(1.武汉大学电气与自动化学院,湖北 武汉 430072;2.中国电力科学研究院有限公司,北京 100192)摘要:新能源的随机性、波动性及弱调节特性给电力系统静态电压的安全及稳定性带来了挑战。

针对此问题,提出一种考虑源荷双侧不确定性的高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估方法。

首先,基于新能源无功调节特性与传统机组的差异,分析了大量新能源替代传统机组对稳定裕度的影响。

然后,分析了新能源出力不确定性对稳定裕度分布范围的影响,并建立源荷不确定性模型以生成典型场景。

最后,为了应对新能源快速波动性给稳定裕度带来的影响,提出基于优化ELM-KDE的稳定裕度在线概率评估方法。

利用优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)预测典型场景稳定裕度并通过核密度估计(kernel density estimation, KDE)准确获得其概率分布函数。

构建了静态电压稳定期望裕度和静态电压稳定风险度两个指标对结果进行表征。

分别在New England 39和IEEE300节点系统进行了仿真测试,并将结果与传统蒙特卡洛方法计算结果对比,验证了所提方法的有效性。

关键词:高比例新能源;静态电压稳定裕度;不确定模型;概率评估;极限学习机Online probabilistic assessment of static voltage stability margin for power systemswith a high proportion of renewable energyQI Jinshan1, YAO Liangzhong1, LIAO Siyang1, LIU Yunxin1, PU Tianjiao2, LI Jian2, WANG Xinying2(1. School of Electrical Engineering and Automation, Wuhan University, Wuhan 430072, China;2. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China)Abstract: The randomness, volatility and weak regulation characteristics of renewable energy have brought new challenges to the static voltage safety and stability of a power system. In view of this, an online probability evaluation method of static voltage stability margin of a power system with a high proportion of renewable energy considering the bilateral uncertainties of source and load is proposed. First, the influence of a large number of renewable energies replacing traditional units on static voltage stability margin is analyzed based on the difference of reactive power regulation characteristics between them. Then the influence of renewable energy output uncertainty on the distribution range of the stability margin is analyzed, and source and load uncertainty models are established to generate typical scenarios. Finally, in order to deal with the rapid fluctuation of stability margin brought by renewable energy, an online probability assessment method of stability margin based on optimized ELM-KDE is proposed. The stability margin of typical scenarios is predicted by an optimized extreme learning machine (ELM), and its probability distribution function is accurately obtained by kernel density estimation (KDE). The expected margin of static voltage stability and the risk of static voltage stability are constructed to characterize the results. Simulation tests are carried out on the New England 39 and IEEE 300 node systems, and the results are compared with the traditional Monte Carlo calculation results to verify the effectiveness of the proposed method.This work is supported by the National Key Research and Development Program of China (No. 2020YFB0905900).Key words: high proportional renewable energy; static voltage stability margin; uncertainty model; probabilistic assessment; extreme learning machine0 引言近年来,世界范围内相继发生多起停电事故,基金项目:国家重点研发计划项目资助(2020YFB0905900);国家电网有限公司总部科技项目资助:电力物联网关键技术 再次为电力系统的安全稳定敲响了警钟[1-4]。

智能电网下电动汽车等新型负荷接入对配电网规划的影响

智能电网下电动汽车等新型负荷接入对配电网规划的影响

智能电网下电动汽车等新型负荷接入对配电网规划的影响发布时间:2022-12-05T09:01:44.734Z 来源:《福光技术》2022年23期作者:吕美琪[导读] 目前,人们的工作与生活不仅提高了电力能源需求量,对供电稳定性的要求也越来越高,在技术不断进步和社会持续发展的助力下,我国的智能电网建设也在按部就班地开展着,而电动汽车的快速普及和储能设备的应用又对配电网建设提出了新要求,由于电动汽车及储能设备等属于新型负荷,因此需要重点考虑对配电网接入新型负荷的合理规划。

基于此,以智能电网下新型负荷接入对配电网规划的影响为核心展开相关分析研究,以期为我国的智能电网建设贡献一己之力。

广东电网有限责任公司湛江供电局广东省湛江市 524000摘要:目前,人们的工作与生活不仅提高了电力能源需求量,对供电稳定性的要求也越来越高,在技术不断进步和社会持续发展的助力下,我国的智能电网建设也在按部就班地开展着,而电动汽车的快速普及和储能设备的应用又对配电网建设提出了新要求,由于电动汽车及储能设备等属于新型负荷,因此需要重点考虑对配电网接入新型负荷的合理规划。

基于此,以智能电网下新型负荷接入对配电网规划的影响为核心展开相关分析研究,以期为我国的智能电网建设贡献一己之力。

关键词:智能电网;新型负荷接入;配电网规划影响一、智能配电网技术概述1.1分布式电源发电技术分布式上网电源系统是指在电网用户端或所在电网场地或附近电网进行建设并安装,运行管理方式以电网用户端自发电或自用电源为主、多余上网电量直接上网,且在以可分配电网系统平衡和可调节利用为基本特征的电力发电基础设施,或有利于电力系统输出的多余能量来源综合梯级网中,利用多联电网供电的设施。

它的主要优势之一是风力发电运行过程安全无须额外消耗大量化石化学燃料,环境污染较小;同时具有灵活的电力并网传输方式;与其他用户并网负荷极为容易靠近,能有效率地降低其他配套式电网的电力传输量和损耗。

电动汽车充换电设施接入对配电网的影响分析和技术要求

电动汽车充换电设施接入对配电网的影响分析和技术要求

电动汽车充换电设施接入对配电网的影响分析和技术要求作者:胡杰袁丽来源:《农家致富顾问·下半月》2015年第12期摘要:根据国家对加快电动汽车充电基础设施建设指导意见,到2020年,基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系。

本文分析了电动汽车接入对配电网运行的主要影响及接入电网的主要技术要求,为电动汽车接入电网的深入分析提供了参考。

关键词:电动汽车;配电网;技术要求1 引言按照《电动汽车充电基础设施发展指南》(2015~2020年),做好配电网规划与充换电设施规划的衔接,加强充换电设施配套电网建设与改造,保障充换电设施无障碍接入。

“十三五”期间,我国将加快建设电动汽车智能充换电服务网络,推广电动汽车有序充电、VZG及充放储一体化运营技术,实现城市及城际间充电设施的互联互通。

当前,国家正加紧对电动汽车充换电设施接入电网系统的影响极其技术要求进行积极研究,出台各项配套措施,鼓励电动汽车在我国的跨越式发展。

2 电动汽车充换电设施接入对配电网的主要影响2.1 对配电网电能质量的影响电动汽车充电站作为一个大功率的非线性负荷,充电时产生的冲击电流、谐波以及无功功率,将影响电网的电能质量,增加电网谐波含量。

如果不加治理,将导致电网损耗增加、设备过热及寿命损失、对控制和通信电路的干扰等,同时会造成电压畸变、功率因数下降,影响电网中其他用电设备(电动汽车)的正常运行等。

充电站若采用公用变压器供电容易对380V母线上接入的其他低压用户产生影响,充电展注入的谐波电流会流入其他用户,也会造成电压畸变;同时,由于充电机的功率因素较高(实测大于0.9),采用传统无源滤波较为困难,会造成无功过补,建议对多台充电机组成的成电站采用专用变压器供电。

2.2 对负荷特性的影响负荷特性建模是研究电动汽车充放电的基础性工作,其难点在于如何计及电动汽车的分散性和驾驶者习惯等人为因素的影响。

电动汽车充电负荷建模涉及动力电池的充电特性、电动汽车用户的用车行为、充电方式等多种因素。

电动汽车发展对配电网的影响及接入技术要求

电动汽车发展对配电网的影响及接入技术要求

电动汽车发展对配电网的影响及接入技术要求摘要:随着石油资源的短缺,环境污染的加剧,电动汽车必将成为将来汽车发展的方向,而电动汽车的大规模接入,将给配电网的规划和运行带来诸多影响。

本文简要介绍了电动汽车的发展现状和未来预测,分析了电动汽车对配电网的影响,并提出了接入技术要求。

关键词:电动汽车;配电网;接入技术1 电动汽车发展概况电动汽车诞生于1873年,比内燃机汽车早13年。

但受电池技术和电机控制系统的限制,电动汽车的发展远落后于内燃机汽车。

目前,电动汽车的核心——电池,是制约其发展的瓶颈。

从全世界范围看,电动汽车的电池技术还有待提高。

电动汽车电池的研发经历了铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,每种电池各有优缺点。

现阶段,锂离子电池是最先进的电池,可以达到20C以上,但其“能量比”大约只有汽油的五十分之一[1]。

电动汽车几乎能够做到零排放、零污染,是未来汽车最理想的选择。

2013年,全球电动汽车市场产销两旺,产量突破24.1万辆,同比增长44%;销量突破18.6万辆,同比增长55%;电动汽车保有量也快速增长,超过35万辆,同比上升51%。

国内电动汽车市场在政策的推动下表现出色。

2013年国内电动汽车产量3.57万辆(包括传统混合动力车型),同比增长26.2%,进口电动车1.66万辆;销售超过4万辆,年底国内电动汽车保有量超过8万辆[2]。

2 电动汽车发展趋势预测电动汽车现在为发展初期,随着新材料、新技术、新工艺的发展,电池蓄电能力、充放电速度正在逐渐更新进步。

目前,新型石墨烯电池实验成功,可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。

石墨烯储能设备的批量生产,将对电池产业和电动汽车产业带来革命性变化,电动汽车产量将出现井喷式增长。

近期国内电动汽车仍将保持快速增长的势头,中远期中国也将成为全球电动汽车普及度提升的重要驱动力,领跑环保车型的推广。

中远期展望,普华永道预测2020年前混合动力车、插电式混合动力车将占到全球新车总销量的1/16,即6.3%;埃克森美孚在其发布的《2040年能源展望》中预测,到2040年混合动力车将占全球轻型车的35%[3];壳牌在其发布的《新视野》中预测,2030年前后电力、氢气开始逐步“接管”汽车能源市场,到2070年电动汽车将全面取代燃油汽车[4]。

电力系统静态电压稳定性的研究汇总

电力系统静态电压稳定性的研究汇总

山东大学硕士学位论文电力系统静态电压稳定性的研究姓名:于永进申请学位级别:硕士专业:电力系统及其自动化指导教师:栾兆文20050510山东大学硕士学位论文摘要近年来,电力系统电压稳定性的研究受到普遍关注。

本文以电压静态稳定性为研究方向,综述了静态电压稳定性常见的计算方法,着重致力于静态电压稳定判据的推导以及静态电压稳定指标的求取,并就其他一些相关内容进行了较为深入的讨论。

本文首先对利用PV曲线的aP/≤V判据做简单回顾,讨论负荷特性对电压稳定性的影响。

在广义雅可比矩阵的基础上,推导出考虑负荷特性的静态电压稳定条件,然后结合鼻型曲线的特点,推导出考虑负荷特性的静态电压稳定实用判掘,并指出:系统在鼻型曲线上半支运行时的静态电压稳定性主要取决于网络的电压一功率传输特性,而系统在鼻型曲线下半支运行时的静态电压稳定性主要取决于负荷的静态电压特性。

电力系统的电压失稳、电压崩溃、及负荷失稳是电压稳定问题中最基本的重要概念,它们既相互联系又有本质区别。

正确和客观地认识它们之间的关系,对深入研究电压稳定问题的机理具有重要意义。

负荷稳定性是电力系统电压稳定性的最主要和最关键的方面。

本文综述和比较了静态电压稳定性指标,根据戴维南等值将整个系统等值为一简单的两节点系统,在此基础上进行电压稳定性分析,推出一种根据定义的节点电压稳定性的指标VSI能快速估计节点电压稳定和求取临界负荷因子k‘的方法,并将该方法扩展到考虑负荷特性和无功限制的情况。

算例分析表明,该方法是一种简单、快速、有效的方法。

最后,本文从系统特性方面探讨了影响电压稳定性的因素,这不仅对静态指标的构造有一定指导作用,更为主要的是为采取措施以最大限度地提高系统稳定性提供理论基础。

关键词:电压稳定:实用判据;电压崩溃;静态电压稳定指标;负荷因子;无功限制Ill山东大学硕士学位论文Abstract:Duringrecentyearsthestudyonvoltagestabilityhasalreadyreceivedwidespreadattentionofmanyresearches.Concentratingonthestaticvoltagestability,thispapersummarizesthecommoncalculationmethodsofstaticvoltagesstabilityandpaysmoreattentiononthestaticvoitagestabilitycriterionandthestaticvoltagestabilityindex.Manyothermattersrelatedtostaticvoltagestabilityarealsodiscussed.Firstly,thepaperreviews%矿。

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电动汽车接入对配电系统静态电压稳定裕度的影响研究郑颖1,孙近文2,林湘宁31华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室2华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室3华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室Email: ylzsdbz@摘要: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的不同程度的影响,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。

关键词:电压稳定;电动汽车;配电网络;紧急控制Study of Voltage Stability Margin for the Distribution Network With Electric Vehicle IntegrationZHENG Ying 1, SUN Jinwen 2,LIN Xiangning31State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology 2 State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology 3 State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and TechnologyEmail: ylzsdbz@Abstract: The analysis of the impact on the voltage stability of adding EVs to distribution system is made under several cases based on measured charging data with 5th Gaussian distribution aimed to charging load profile. The effects of the charging of different numbers of EVs on system voltage stability under uncoordinated charging mode and coordinated charging mode with time of use price strategy with different penetrations, and the effects of the percentage of EVs plugged in charging station nodes on system voltage stability are analyzed. The strategy of controllable load is employed based on system voltage stability to improve the ability of system to deal with voltage instability.Keywords: voltage stability; electrical vehicle; distribution network; emergency control1 引言随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾的日益加剧,节能降耗和减少对化石燃料的依赖已经成为经济可持续发展迫切需要解决的问题。

电动汽车(electric vehicle, EV)作为解决交通、能源和环境问题的重要手段,其附属充电设施将得到大力推广与建设,这对其接入的配电系统的运行水平与安全构成了严峻的挑战。

配电系统的电压失稳的主要成因是负荷需求的增长超出设备运行的极限状态,系统不能维持负荷功率与负荷所吸收功率之间的平衡,越过其临界点,引起电压失稳现象的发生[1]。

电动汽车的大规模推广将会使用电负荷和用电量急剧增长,其带来的负荷率不断降低,这必将成为将来配网系统电压水平恶化甚至崩溃的重要诱因[2]。

因此研究含电动汽车的配网电压稳定性十分重要。

电动汽车对于电网稳定性影响的特殊性主要体现在其充电行为在时空上的随机性,同时也使其充电需求具备一定的灵活性。

然而,目前对含电动汽车的配网静态方面研究主要集中在负荷、压降和网损等。

文献[3]研究表明电动汽车负荷有可能聚集在某些局部区域,这将引起配电网的局部过负荷问题。

文献[4]研究了电动汽车充电对配电网负荷曲线、网络线损及节点电压偏移的影响,并考虑了以负荷方差最小化为目标的优化充电策略。

文献[5] 采用蒙特卡洛仿真研究了电动汽车在不同普及程度、电价条件和季节下对配电系统网损率和电压偏移的影响。

配电网络电压崩溃的严重场景尚未被考虑,导致对含电动汽车的配网静态电压稳定性方面研究较少,而相应的紧急控制策略亦鲜有论述。

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的不同程E-45E-45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。

2 规模化EV 接入后配电系统电压稳定模型2.1电动汽车负荷模型及计算方法电动汽车充电行为是影响电动汽车功率需求的关键因素。

其随机性依赖于充电时间、地点、频率以及日行驶里程。

其中充电开始时刻受行驶结束时刻影响。

对于每一辆电动汽车,其充电需求模拟的基本思路是先根据日行驶里程概率密度分布函数式产生日行驶里程,然后根据汽车百公里耗能得到充电能量需求值。

日行驶里程[5]反映了电动汽车一天内消耗的电能,并近似满足对数正态分布:22()exp(22D D D D f x x σσπ=− (1) 根据山东电力集团公司统计数据,典型负荷日中,电动汽车充电开始时刻的概率密度服从五阶高斯分布,如图1所示。

概率密度图1 充电开始时刻概率密度根据图1,充电开始时刻满足以下分布: 51()si i i f x k ==∑ (2) 其中,si σ、si μ、i k 的值具体见表1。

表1 充电开始时刻概率密度参数设置si μ 0.05 2.656 12.23 18.93 23.52 si σ0.8 2.334 1.064 1.706 2.089 i k0.086 0.200 0.084 0.445 0.185表 2 给出了 MIT [6]、USABC 和 EPRI [7]研究的几种典型电动汽车的电池特性,其中 PHEV X 中 X 表示该电动汽车能够行驶的最大里程(以英里计)。

其中,充电功率的大小同时取决于电池特性以及充电方式。

表2 几种典型电动汽车充电特性PHEV30 PHEV40 PHEV60电池容量 8 17 18 慢充功率 1.6 3.4 3.6 快充功率 8 17 18本文考虑2种用户充电情况:1)在无经济利益和政策引导的情况下,电动汽车的充电行为服从其自然分布规律,充电开始时刻根据分布函数式(2)随机选取;2)考虑利用峰谷分时充电电价策略对充电行为进行调控[9],检验其是否可以起到很好的效果。

考虑PHEV30、PHEV40和PHEV60三种电动汽车类型,其比例为 70%、12%和 18%,且95%的电动汽车采用正常充电,5%的电动汽车采用快速充电[10],设比例为α的电动汽车接入充电站规划节点,其余1-α部分随机接入其他节点。

根据以上假设,可以确定电动汽车充电开始时刻及电动汽车充电所需要的电能;再结合电动汽车充电特性,通过以下过程得到每辆电动汽车的充电负荷曲线:1)确定电动汽车类型及充电类型,根据电动汽车日行驶里程分布函数式随机产生电动汽车的日行驶里程。

2) 确定电动汽车充电时刻,选取电动汽车充电接入点。

根据前面的假设和分析,电动汽车充电时刻有2种可能:①根据分布函数式(2)随机产生电动汽车充电开始时刻;②汽车在峰谷分时充电电价策略调控下充电。

电动汽车接入点也有2种可能:①随机选取充电站节点接入;②随机选取所有负荷节点接入。

2.2连续潮流法追踪PV 曲线在电压稳定的研究方法中,PV 曲线作为较为传统的动态分析法可以准确求取任意系统电压稳定的功率极限值和电压临界值,因此具有普适意义。

系统的潮基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划) 资助项目(2009CB219700);国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA05A109);高等学校博士学科点专项科研基金(20110142110055)。

Project Supported by National Basic Research Program of China (973 Program) (2009CB219700), and in part by National High-Tech R&D Program of China(863 Program) (2011AA05A109), and in part by Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of Chin a (20110142110055).E-45流方程可用式(3)表示。

式中λ为负荷增长率,b 为负荷增长方式。

()0f x b λ−⋅= (3) 连续潮流法[11]在系统准稳态条件下不断求解潮流方程,从而描绘出系统电压随负荷的缓慢增加的规律,即PV 曲线。

常规潮流沿着PV 曲线逐点收敛,但在接近临界点处,系统方程各变量的一阶偏导几乎为零,从而导致雅可比矩阵奇异。

因此,只要对潮流收敛方向进行适当调整,即对潮流方向进行合理预报,并添加第N+1维方程,构造N+1维空间,就能避免上述问题。

本文选取弧长公式为第N+1维方程,从而得到系统的改进潮流方程如下:222001(,)()0()()()ni i f x f x b x x s λλλλ==−⋅=⎧⎪⎨−+−=Δ⎪⎩∑ (4) 式中,x 0为潮流解的电压值,λ0为负荷增长率。

在追踪PV 曲线过程中引用预估校正技术,能加快运算速度。

预估方法采用切线法,得到下一个潮流解的预估值,再通过潮流方程进行校正。

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